Son Haberler

Fosforesans Lantanit Evropiyum Nedir?

-
Eylül 4, 2022
Fosforesans Lantanit Evropiyum Nedir?

Evropiyum, adı Avrupa kıtasına atfen türetilmiş bir lantanittir. Monitörlerde kırmızı ışık kaynağıdır. Fosforesans özellikli elementlerden biridir.

Fosforesans Lantanit Evropiyum Nedir?

Evropiyum ya da öropyum, renkli televizyon ekranlarında gördüğümüz kırmızı rengin kaynağıdır. Evropiyum fosforları, parlak bir kırmızı renk verir. Gizeme dışı ender toprak elementleri arasında yer alan evropiyum, isminden de anlaşılacağı gibi adını Avrupa kıtasından almıştır. Euro banknotlarında sahteciliği önlemek için ultraviyole ışını altında görülebilen bir ışık verir. Enderliği, pahalı olması ve olağandışı özellikleri nedeniyle uygulama alanları hudutludur. Lantanitler arasında en düşük erime noktası ve yoğunluğa sahip olan evropiyum, aynı zamanda grubundaki en reaktif elementtir. Avrupai bir stili bulunan evropiyumu azıcık tanıyalım.

Tarihçesi

Evropiyum, 1901 senesinde Fransız kimyacı Eugene-Anatole Demarcay tarafından keşfedilmiştir. Evropiyum, ender toprak elementleri lantanitlerin karışık keşif serüveninin bir parçasıdır. Ender toprak elementi kapsayan bir hayli mineralde bulunduğu halde elementlerin ayrıştırılmasındaki güçlükler nedeniyle 1800’lü senelerin sonuna kadar izole edilememiştir.

İngiliz fizikçi ve kimyacı Sir William Crookes, 1880’li senelerin sonunda iterbiyum ve samaryum kapsayan bir mineralin spektroskopi incelemesinde yeni bir çizgi fark etti. Crookes, yeni bir unsur olarak evropiyumu tespit etti; ancak izole edemedi. 1890 senesinde de Paul Emile Lecog de Boisbaudran tarafından samaryum ve gadolinyum konsantrasyonlarından alkalik fraksiyonlar elde edilmesi sırasında evropiyumun spektral çizgileri tespit edildi.

Evropiyumu ilk olarak izole eden ad ise Demarcay’dır. Demarcay, samaryum misallerinde bilinmez bir elementin spektroskopi hatlarını tespit etti. Samaryum magnezyum nitrat kristalleşmelerinde bir dizi özenli çalışma hakikatleştiren Demarcay, evropiyumu ayırmayı muvaffak oldu. Demarcay, yeni elemente “eurofium” ismini önerdi.

1960’lı senelerde keşfedilen evropiyum katkılı itriyum ortovanadat kırmızı fosfor, renkli televizyonlar için sanki çığır açtı. Parlak kırmızı evropiyum fosfor, televizyon ekranlarında daha parlak renkler verdi. Daha sonraki senelerde televizyon ekranlarının bırakılmaz bir maddesi haline geldi ve bilgisayar ekranlarında da kullanılmaya başlandı. Bu bulgunun kaynağı da İngiliz bilim adamı Sir William Crookes’in deşarj tüpleri üzerinde yaptığı çalışmalara katlanır. Crookes’in geliştirdiği katot ışını tüpü, televizyon ve bilgisayar ekranlarının atası kabul edilir.

“Evropiyum” sözcüğü, Avrupa kıtasının Batı dillerindeki ifadesi “Europe” kelimesinden esinlenilerek türetilmiştir. İngilizcesi, “europium” biçimindedir.


Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Evropiyumun kimyevi simgeyi “Eu”dur. Atom numarası 63, atom ağırlığı 151,96, yoğunluğu 5,24 gcm3’cins. Erime noktası 822 derece, kaynama noktası 1529 derecedir. Ender toprak elementleri, başka bir deyişle lantanitler arasında yer alan bir metaldir. Gümüşî beyaz görünümü vardır. Orta derecede sertliktedir. Sertlik bakımından mermiye eş. Sünek bir metaldir. Kristal yapısı beden merkezli kübik kafestir. Soğutulduğunda ve sıkıştırıldığında süper geçirgen hale kazanç.

Evropiyum, lantanitler arasında en düşük erime noktasına ve en düşük yoğunluğa sahip elementtir. Aynı zamanda grubundaki en reaktif metaldir. Bazı özellikleri yarı dolu elektron kabuğundan oldukça fazla etkilenir. Havada ve suda kolayca okside olur. Bu nedenle bir santimetre büyüklüğündeki numunenin istif halinde oksidasyonu birkaç gün içinde hakikatleşir. Su ile tepkini kalsiyum ile eşlik gösterir. Su ile tepkininde hidroksit ve hidrojen gazı üretir. Katı evropiyum numuneleri mineral yağ gözeticilerle kaplansa dahi su ile tepkininde yüksek reaktifliği nedeniyle parlak bir görünüme sahiptir. Evropiyum oksit oluşturmak için 150 ila 180 derece arasında havada alevlenir. Nonahidrat olan hidratlı evropiyum III’şan soluk pembe solüsyonlarını oluşturmak için seyreltik sülfürik asitte kolayca çözünür.

Genellikle +3 oksidasyon vaziyeti sergiler ve +3 kıymetlikli oksidasyon gidişatında olan bileşikleri oluşturur. Bu bileşikler klorürler, sülfatlar, nitratlar, su veya polar organik çözücüler içinde çözünürler. Metalik halde iki bedelliklidir ve tüm halojenlerle tepkine girebilir. Tazyik altında üç kıymetlikli hale dönüşür. +2 oksidasyon vaziyeti de yaygındır. Trivalent başka bir deyişle üç kıymetlikli olmasına karşın kolayca iki kıymetlikli bileşikler oluşturabilir. Bu tavrı çoğu ender toprak elementine göre olağandışı bir tavırdır. Bu bakımdan baryum ile eşlik gösterir. Evropiyum ve baryum sülfatları suda çözünmez. Ayrıca, iki kıymetlikli evropiyum, hafif bir indirgeyici casusudur ve havada oksitlenerek üç kıymetlikli bileşikler oluşturur. Havasız ve özellikle jeotermal koşularda iki kıymetlikli kalsiyum ve değişik alkali toprak minerallerine dahil olma meyli gösterecek kadar balanslıdır. Bu iyon metamorfozu, olumsuz evropiyum tersliğinin esasını oluşturur. İki kıymetlikli evropiyumun değişik üç kıymetlikli ender toprak elementlerinden dağılması için daha kolay ve pratik usullerin geliştirilmesi, evropiyumun minerallerde düşük ölçülerde olmasına karşın olduğu gibi ulaşılabilmesini sağlamıştır.

Tabiatta saf olarak bulunmaz. Değişik ender toprak elementleri ile beraber bir hayli mineral evropiyum ihtiva eder. Başlıca mineralleri; monazit, bastnasit, ksenotim ve loparittir. Bu minerallerdeki evropiyum içeriği yüzde 0,2 etrafındadır. Ticari olarak minerallerden iyon metamorfozu ve çözücü ekstraksiyon usulleri ile izole edilir. Saf metal evropiyum, erimiş klorürün sodyum klorid ile elektrolizi ile üretilir. Evropiyum, ayrıca nükleer fizyon ürünleri arasında da bulunur.

Evropiyum, tabiatta iki izotopun karışımından oluşur. Bu izotoplar; Eu-151 % 47,8 ve Eu-153 biçimindedir. Kararlı natürel izotopu Eu-153’şan evropiyum içeriği yüzde 52,2 oranındadır. Eu-151, natürel radyoaktif izotopudur. Bunun haricinde 35 suni radyoaktif izotopu daha karakterize edilmiştir. En kararlı izotopu Eu-150’nin yarılanma ömrü 37 yıldır. Eu-152’nin yarılanma ömrü 13,5 sene, Eu-154’şan yarılanma ömrü 8,5 yıldır. Değişik radyoaktif izotoplarının yarılanma ömürleri 4,7 seneden kısadır. Kimileri de 12,2 saniyeden daha kısa yarılanma ömrüne sahiptir. Evropiyumun ayrıca 8 adet meta vaziyeti vardır. Bunlardan en kararlısı Eu-150m’nin yarılanma ömrü 12,8 saattir. Değişik meta izomerleri şunlardır; Eu-152m1 9,3 saat, Eu-152m2 96 dakika. Eu-153’deri daha hafif olan izotoplarının ilk bozunma modu elektron tutma; daha ağır olan izotoplarınki ise ters beta bozunumudur. Eu-153’deri evvelki izotoplarının ilk bozunma ürünleri samaryum izotoplarıdır; sonraki izotoplarının ilk bozunma ürünleri de gadolinyum izotoplarıdır.

Evropiyum, televizyon ve bilgisayar ekranlarında kırmızı rengi sağlayan fosforun bir bileşenidir.

Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır?

Evropiyumun uygulamaları, değişik ender toprak elementlerine kıyasla daha hudutludur. Bununla beraber iki ve üç kıymetlikli oksidasyon vaziyetlerinde fosforesans olarak kullanılmaktadır. Evropiyumun en yaygın kullanımı da fosforerans özelliğiyle irtibatlıdır. Fosforeans, flüoresanla ilişkili bir çeşit ışıldama biçimidir. Fosforesans özelikli maddeler, bünyelerine aldıkları enerjiyi hemen geri vermezler. Bu maddeler gün ışığı veya bir ışık kaynağı tarafından uyarıldıktan sonra ışık kaynağı kesilse dahi bir vakit ışıldamaya devam eder. Bu hadiseye genel olarak fosforerans ismi verilir. Evropiyum da bu özellikte bir maddedir; ekran ve monitörlerde fosforlu doping maddesidir. İtriyum fosfor tabanlı evropiyum oksit, kırmızı fosfor olarak televizyon ekranları ve flüoresan lambalar için bir aktivatör olarak görev görür. Düşük enerjili ampullere katılan evropiyum, mavi soğuk ışığı kırmızı sıcak ışıkla dengeleyerek daha natürel ışık sağlar. İki ve üç kıymetlikli evropiyum birleştirildiğinde flüoresan ampullerde beyaz bir ışık verir. Oldukça iyi seviyede nötron absorbe edici kapasitesi nedeniyle nükleer reaktörlerde kullanılan hakimiyet çubuklarının ehemmiyetli bir bileşeni olabileceği değerlendiriliyor.

Evropiyum ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı ürün ve alanlar şunlardır; flüoresan flüorışı sırçaları, lazerler, optoelektronik makineler, kuantum hafıza yongaları, ince süper geçirgen alaşımlar, buğu lambaları, boyalar, optik monitörler, pullar, oksit kaplama, ince film uygulamaları…

Fotoresans özellikli maddelerin karanlıkta ışıması…

Bunları Öğreniyor Musunuz?

Evropiyum, Avrupa Birliği’nin ortak para üniteyi “euro” banknotlarında kullanılır. Bu banknotlar ultraviyole ışınlar altında kırmızı renkte parlar. Bu özelliği nedeniyle sahteciliğin önüne geçilir. Kırmızı parıltısı olmayan banknotlar sahtedir.
Evropiyum, televizyon ekranlarına kırmızı renkleri veren elementlerden biridir.
Evropiyum metalinin kgı beynelmilel piyasalarda 3000 ila 5000 dolar arasında satılmaktadır. Bu sayı, lantanit elementlere göre oldukça pahalıdır.
Evropiyumun ehemmiyetli bir biyolojik rolü bulunmuyor. Toksitesi fazla değildir. Metal tozunun patlama ve alev alma tehlikeyi vardır.
Evropiyum madenciliği ağırlıklı olarak Çin ve ABD’de yapılır. Evropiyumun dünya genelindeki rezervinin 150 bin ton etrafında olduğu varsayım ediliyor. Saf evropiyum yapımı da dünya genelinde senelik 100 ton etrafındadır.