Samario: Proprietà e usi dell'elemento
Descrizione
Il samario è un metallo delle terre rare dall'aspetto argenteo e dalla durezza moderata. È noto per le sue proprietà magnetiche, ottiche e catalitiche.
Introduzione all'elemento
Il samario è un intrigante elemento appartenente alla serie dei lantanidi della tavola periodica. Con il simbolo chimico Sm e il numero atomico 62, questo metallo delle terre rare è stato scoperto alla fine del XIX secolo. Il samario si trova tipicamente in minerali come la monazite e la bastnasite. Il processo di estrazione prevede sofisticate tecniche di separazione che consentono di ottenere una forma altamente purificata del metallo.
Descrizione delle proprietà chimiche
Le proprietà chimiche del samario lo distinguono da molti altri elementi delle terre rare. Tipicamente presente nello stato di ossidazione +3, il samario forma composti stabili con l'ossigeno e vari non metalli.
In condizioni ambientali, il samario reagisce con l'aria, producendo un sottile strato di ossido che lo protegge da ulteriore corrosione. Questa autopassivazione è un attributo auspicabile in molti processi industriali.
Tabella dei dati sulle proprietà fisiche
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Proprietà |
Valore |
Unità |
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Numero atomico |
62 |
- |
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Peso atomico |
150.36 |
g/mol |
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Densità |
7.35 |
g/cm³ |
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Punto di fusione |
1072 |
°C |
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Punto di ebollizione |
1900 |
°C |
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Struttura cristallina |
Esagonale |
- |
Proprietà magnetiche e ottiche del samario
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Proprietà |
Valore |
Unità |
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Ordinamento magnetico |
Ferromagnetico |
- |
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Temperatura di Curie |
~1070 |
K |
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Magnetizzazione |
1.0 |
μB (magnetoni di Bohr) |
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Coercitività |
Alta |
- |
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Momento magnetico |
0.2-0.3 |
μB |
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Prodotto di energia magnetica (magneti SmCo) |
~200-250 |
kJ/m³ |
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Proprietà |
Valore |
Unità |
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Colore |
Giallastro |
- |
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Intervallo di assorbimento |
400-700 |
nm (spettro visibile) |
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Luminescenza |
Forte fluorescenza rosso-arancio |
- |
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Spettro di emissione |
600-700 |
nm |
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Lunghezza d'onda di eccitazione |
400-500 |
nm |
Per ulteriori informazioni, consultare il sito Stanford Advanced Materials (SAM).
Usi comuni
Il samario trova diversi usi comuni nell'industria e nella tecnologia moderna. Una delle sue applicazioni più importanti è la produzione di magneti di samario-cobalto, rinomati per la loro stabilità alle alte temperature e la resistenza alla smagnetizzazione. Questi magneti sono fondamentali nei motori elettrici, nei componenti aerospaziali e in vari sistemi militari.
Inoltre, il samario svolge un ruolo essenziale nei reattori nucleari, in quanto funge da assorbitore di neutroni che aumenta la sicurezza e l'efficienza della produzione di energia nucleare. Le sue applicazioni si estendono anche ai laser e ad alcune tecniche di imaging medico. La versatilità del samario ha portato a una ricerca continua, che ne ha ampliato gli usi comuni in tutti i settori industriali e high-tech.
Metodi di preparazione
Il processo di produzione inizia con l'estrazione di minerali di terre rare che contengono questo elemento. Una volta raccolto il minerale, si ricorre alla separazione meccanica per concentrare il materiale, seguita da tecniche chimiche come lo scambio ionico e l'estrazione con solventi per isolare il samario dagli altri elementi. Dopo l'isolamento, si applicano processi di riduzione per convertire il composto nella sua forma metallica. Questi metodi di preparazione sono stati perfezionati nel corso di decenni per massimizzare la resa e ridurre al minimo l'impatto ambientale.
Domande frequenti
Che cos'è il samario?
Il samario è un metallo delle terre rare noto per le sue proprietà chimiche e fisiche uniche, con ampie applicazioni nei magneti e nei prodotti industriali avanzati.
Come si estrae il samario dai minerali naturali?
Viene estratto da minerali come la monazite e la bastnasite mediante separazione meccanica seguita da tecniche di scambio ionico e di estrazione con solventi.
Quali sono le principali applicazioni del samario?
Il samario è ampiamente utilizzato nella produzione di magneti di samario-cobalto, componenti di reattori nucleari e leghe avanzate, tra gli altri usi high-tech.
Il samario può essere utilizzato in applicazioni mediche?
Sì, alcuni isotopi del samario sono impiegati nei trattamenti contro il cancro e nella diagnostica per immagini, grazie alle loro proprietà radioattive controllate.
Perché il samario è importante per la tecnologia moderna?
Il suo stato di ossidazione stabile e le sue caratteristiche fisiche uniche lo rendono essenziale nella produzione di materiali durevoli per applicazioni ad alte prestazioni in vari settori tecnologici.
