Lantanitlerin Eponimi Lantan Nedir?

Lantan, lantanit anılmasına rağmen nadir olmayan bir elementtir. Objektifler, stüdyo lambaları lantan içerir. Aynı zamanda böbrek ilacı olabilir.

Lantan, diğer adıyla lantanyum, nadir toprak elementleri arasında yer alan ancak doğada “nadir olmayan” bir elementtir. Lantanit grubu elementlerin eponimidir; yani bu grup adını lantandan alır. Lantan, film ve sinema sektörünün vazgeçilmezi prodüksiyon sistemlerinde kullanılan aydınlatmalardaki lambalarda kullanılan bir elementtir. Filmlerde rol almasa da filmlerin hazırlanmasında kullanılan ışıklarda rolü vardır. Yardımcı ve destekleyici rollerde birçok ürünün bileşeni olabilen ve özellikleri ile ayrıcalıkları olan bir elementtir. Lantan, yine medya sektörünün vazgeçilmez parçaları arasında yer alan kameralar, fotoğraf makineleri gibi malzemelerin lenslerinde, özel gözlüklerde, merceklerde önemli bir bileşendir. Hibrit otomobillerden çakmaktaşlarına kadar birçok üründe kullanılan, üretilmesi zor, pahalı elementlerden lantan, birçok element gibi adını Yunanca bir kelimeden almıştır. Makalemizde lantanla ilgili merakınızı giderecek bilgilere ulaşabilirsiniz.

Tarihçesi 

Lantan, 1839 yılında İsveçli kimyager Cari Gustav Mosander tarafından serit adlı seryum oksit bileşiği mineralde oksit halde keşfedilmiştir. 1803 yılında İsveçli kimyager Jacob Berzelius, serit mineralinden yeni bir oksit izole etti. Berzelius’un öğrencilerinden, Stockholm’deki Karolinska Enstitüsü bilim adamlarından Mosander, seryum oksit örneğinin pek çoğunun çözünür olmadığına, bazılarının çözünebildiğine dikkat çekerek, bunun yeni bir elementin oksidi olduğu sonucuna vardı. Bir miktar seryum nitrat örneğini havada ısıttı, ardından oluşan oksiti seyreltik nitrik asit ile işleyerek kısmen ayrıştırdı. Saf metal lantan, ilk olarak 1923 yılında izole edildi.

“Lantan” kelimesi, Yunanca “gizli yalan” veya “yalan söylemek” anlamlarındaki “lanthano” kelimesinden türetilmiştir. Bunun sebebi, bulunduğu mineralde yabancı bir madde olarak keşfedilmesidir. Bu isim, Berzelius tarafından önerilmiştir.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Lantanın kimyasal simgesi “La”dır. Atom numarası 57, atom ağırlığı 138,90, yoğunluğu 6,16 gcm3’tür. Erime noktası 920 derece, kaynama noktası 3464 derecedir. Periyodik tablonun 3-B grubunda ve lantanitler yani nadir toprak metalleri element serisinde yer alır. Kristal yapısı hekzagonaldır. Gümüşî beyaz, gri renkte, katı haldedir. Metalik lantan, mavimsi beyaz renktedir. Yumuşaktır, dövülebilir, sünektir, kolay işlenebilir, yanıcıdır. Kimyasal özellikleri bakımından seryuma benzer.

Lantan, lantanitler arasında en reaktif olan elementtir. Havaya maruz kaldığında hızlı bir şekilde lekelenir. Seyreltik asitlerden etkilenir. Nemsiz ortamda kararır. Sıcak su ile hızlı bir şekilde tepkimeye girer. Azot, selenyum, kükürt, bor, fosfor ve halojenlerle doğrudan tepkimeye girer. Tuzları renksizdir. Oksitleri, lantan oksit ve lantan hidroksit şeklinde sıralanır. Metal formu kolaylıkla oksitlenir. Trihalojenler oluşturmak için oda sıcaklığında halojenlerle reaksiyona girer. Ametaller içermeyen azot, karbon, kükürt, fosfor, bor, selenyum, silikon ve arsenik ile ikili bileşikler oluşturabilir. Lantan hidroksit oluşturmak için su ile yavaşça reaksiyona girer. Bu reaksiyonda çok fazla ısı oluşur ve kabarcıklarla bir tıslama sesi çıkarır. Lantan oksit, beyaz bir katıdır. Lantan florür, suda çözünmez. Sıfır dereceye yakın sıcaklıklarda süper iletkenlik özelliği gösterir. Oda sıcaklığında yüksek özdirence ve altıgen bir kristal yapısına sahiptir. 310 derecede yüzey merkezli kübik, 865 derecede vücut merkezli kübik kristal yapıya dönüşür. Orgonometalik kimyası sınırlıdır. Bileşikleri +3 oksidasyon durumu sergiler.

Lantan, doğada nadir değildir. Nadir toprak elementleri arasında en bol bulunan ikinci elementtir. Yerkabuğunda en bol bulunan elementler arasında 28. sıradadır; ortalama kilogramda 39 miligram, yaklaşık yüzde 0,0018 oranında lantan içeriği bulunur. Yerkabuğundaki içeriği kurşundan yaklaşık 3 kat daha fazladır. Lantan başlıca bastnasit (% 38) ve monazit (% 25) minerallerinde bulunur. Diğer mineralleri serit (seryum oksit), lanit, allanittir. Çakmaktaşlarında kullanılan Misch metali, yüzde 25 oranında lantan içerir. Genellikle oluşumları seryum ve diğer nadir toprak metalleri ile birliktedir. Ayrıca nükleer reaktörlerde uranyum, toryum ve plütonyumun fisyon tepkimelerinin radyoaktif ürünlerinden biri olarak elde edilebilir.

Lantan, doğada iki izotopun karışımından oluşur. Bu izotoplar; La-139 ve radyoizotop La-138’dir. La-139, tek kararlı izotopudur ve doğal lantanın % 99,91’ini oluşturur. Yüzde 0,09 oranında lantan içeren La-138 ise, doğada çok nadir bulunur ve yarılanma ömrü yaklaşık 100 milyar yıldır. La-137’nin yarılanma ömrü 60 bin yıldır. Yarılanma ömürleri bilinen, kütle numaraları 119 ila 150 arasında değişen 31 izotopu daha vardır. Bu izotoplarının yarılanma ömürleri 1 günden az, bazıları da 1 dakikadan azdır. La-138 ve La-140 izotopları, uranyumun fisyon ürünleri olarak görülür. Günümüzde yaygın olarak monazit kumundan iyon değişimi yöntemiyle elde edilir.

(Lantan içeren lambaların güneş ışığına benzer emisyon spektrumları vardır.)

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Lantan tarihte ilk olarak gaz lambası gömleklerinde kullanıldı. Günümüzde de aydınlatma uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbon esaslı aydınlatma sistemlerinde önemli bir maddedir. Camların alkali direncini artırdığı için özel optik camlarda kullanılır.

Son yıllarda hidrojen emici sünger alaşımlarında kullanılmaya başlanmıştır. Bu alaşımlar, kendi hacimlerinin 400 katı hidrojeni bünyesinde tutabilir ve her hidrojen absorbesinde ısı enerjisi verir. Bu sebeple lantan içeren hidrojen sünger alaşımları, enerji depolama sistemlerine olanak sağlar. Lantan-nikel alaşımları, hidrojen ile çalışan araçlarda hidrojen depolamak amacıyla kullanılır. Hibrit otomobillerdeki nikel metal hidrür pillerin anodunda lantan bulunur.

Çelik alaşımlarına katılan lantan, alaşıma darbeye karşı direnç, süneklik ve yumuşaklık kazandırır. Molibden alaşımında lantan içeriği, sıcaklık değişimlerine karşı sertliği ve duyarlılığı düşürür. Lantan ve baryum, kayaçların ve cevherlerin yaşlarını tespit etmek için radyometrik tarihlendirmede kullanılmaktadır. Petrol arıtımı için katalizörlerde lantan tuzları kullanılır.

Lantan, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı alan ve ürünlerden bazıları şunlardır; fotoğraf makineleri lensleri, özel camlar, cam katkıları, demir döküm işleri, stüdyo aydınlatmaları, kamera ve teleskop mercekleri, çakmaktaşları, pil elektrotları, katalitik dönüştürücüler, katalizörler, sintilatörler, vakum tüpleri, karbon ark lambaları, tungsten ark elektrotları, fosfor lamba kaplamaları, enerji tasarruflu lambalar, gece görüş gözlükleri…

Bunları Biliyor Musunuz?

• Lantan, lantanit grubunun eponimidir. Yani, nadir toprak elementleri serisi lantanit ismi, lantan isminden türetilmiştir. Lantanit element serisi, lantan ve lütesyum arasında 15 benzer elementten oluşur. Bu serinin ilk elementi lantandır ve serinin prototipidir.
  
• Bazen lantanyum olarak da anılan lantan, 6. dönem geçiş metallerinin ilk elementi olarak da gösterilir. Geleneksel olarak lantanit, yani nadir toprak metalleri arasında kabul edilir.
  
• Lantan, nadir toprak elementleri arasında yer almasına rağmen doğada nadir elementler arasında değildir. Tarihsel olarak bu grupta yer almaktadır. Çünkü geçmişte oluşumları çok az biliniyordu. Nadir toprak elementi olarak görülmesinin bir sebebi de üretim sürecinin zor ve pahalı olmasıdır.
  
• Lantan içeren lambalar parlak bir ışık verir ve güneş ışığına benzer emisyon spektrumları vardır.
  
• Havuz ürünlerinde yosun oluşumunu sağlayan fosfatlara karşı lantan kullanılır. Ayrıca göllerdeki yosunlaşmaları önlemek için fosfatlara karşı kullanılan ürünlerde de katkı maddesidir.
  
• Lantan karbonat, böbrek yetmezliği hastalığında aşırı fosfatı absorbe eden bir ilaçtır.
  
• Lantanın insanlar için biyolojik rolü bulunmuyor. Antimikrobiyal aktivitesi değerlendiriliyor. Bileşikleri orta düzeyde toksik olarak kabul ediliyor. Vücuda alındığında akciğer kanseri riski oluşturur.
  
• Midyelerde yüksek oranda lantan vardır.
  
• Lantan cevherleri, ağırlıklı olarak Çin, Rusya, ABD ve Malezya’da bulunur.
  
• Dünyadaki lantan rezervinin 6 milyon ton civarında olduğu tahmin ediliyor. Yıllık lantan üretimi dünya genelinde 12 bin ton civarındadır.