Úvod
Lanthan (La) je měkký, kujný a tažný kov stříbřitě bílé barvy. Na vzduchu je poměrně reaktivní a rychle ztrácí svůj lesk kvůli oxidaci. Jeho protonové číslo je 57 a je prvním prvkem skupiny lanthanoidů, která je součástí kovů vzácných zemin. V přírodě se nevyskytuje v ryzí formě, ale je obsažen v různých minerálech. Získáváme ho především z rud, jako jsou monazit a bastnäsit, které se těží hlavně v Číně, USA a Austrálii. Používá se například ve slitinách, speciálních sklech pro optiku a jako katalyzátor.
Vlastnosti
Lanthan, chemická značka La, je stříbřitě bílý, měkký a kujný kov s protonovým číslem 57. Je prvním členem a jmenovcem skupiny prvků zvaných lanthanoidy. Na vzduchu je velmi reaktivní a rychle se pokrývá šedou vrstvou oxidu, která ho chrání před další korozí. S vodou reaguje za studena pomalu, s horkou vodou však bouřlivěji za vzniku hydroxidu lanthanitého a uvolňování vodíku. Rozpouští se ve zředěných kyselinách a je paramagnetický. Vykazuje typický oxidační stav +3. Jeho teplota tání je přibližně 920 °C a teplota varu dosahuje 3464 °C. Jeho měkkost je taková, že ho lze krájet nožem.
Vznik názvu
Název lanthan pochází z řeckého slova „lanthanein“, což v překladu znamená „být skrytý“ či „unikat pozornosti“. Pojmenoval ho tak jeho objevitel Carl Gustaf Mosander v roce 1839, protože prvek byl dlouho ukrytý v oxidu ceru a jeho izolace byla velmi obtížná.
Objev
Objevení lanthanu je přisuzováno švédskému chemikovi Carlu Gustavu Mosanderovi v roce 1839. Mosander zkoumal vzorky dusičnanu ceritého a zjistil, že nejsou chemicky čisté. Pečlivou frakční krystalizací se mu podařilo izolovat novou, dosud neznámou zeminu, oxid nového prvku. Pojmenoval jej lanthana, odvozeno z řeckého slova „lanthanein“, což znamená „být skrytý“. Tento název dokonale odrážel skutečnost, že nový prvek byl dlouho skryt v cerových minerálech a bylo obtížné jej od ceru oddělit. Čistý kovový lanthan byl úspěšně izolován až mnohem později, na počátku 20. století, díky pokročilejším technikám a elektrolýze.
Výskyt v přírodě
Lanthan se v přírodě nevyskytuje jako ryzí kov, ale je součástí mnoha minerálů, vždy společně s dalšími prvky vzácných zemin. Mezi jeho hlavní komerční zdroje patří minerály monazit a bastnäsit, které obsahují komplexní směs lanthanoidů. Ačkoliv je řazen mezi vzácné zeminy, v zemské kůře je relativně hojný, dokonce hojnější než stříbro. Získávání lanthanu z rud je složitý proces. Po rozdrcení rudy následuje chemické loužení. Nejobtížnější fází je separace od ostatních, chemicky velmi podobných lanthanoidů, která se provádí iontovou výměnou nebo kapalinovou extrakcí. Kovový lanthan se vyrábí elektrolýzou taveniny chloridu lanthanitého.
Využití
Lanthan je měkký, stříbřitě bílý kov, jehož slitiny nacházejí uplatnění v různých odvětvích. Je klíčovou složkou takzvaného mischmetalu, používaného k výrobě kamínků do zapalovačů. V petrochemickém průmyslu slouží jeho sloučeniny jako účinné katalyzátory při krakování ropy. Oxid lanthanitý se přidává do skla pro výrobu vysoce kvalitních čoček pro fotoaparáty a teleskopy, protože zvyšuje index lomu a snižuje disperzi. Tvoří také součást katod v nikl-metal hydridových bateriích. V přírodě byl nedávno objeven jeho význam pro některé bakterie, které ho využívají ve svých enzymech pro metabolismus methanolu, což je unikátní biologická role.
Sloučeniny
V přírodě se lanthan nikdy nevyskytuje jako volný prvek, ale je součástí minerálů vzácných zemin. Nejvýznamnějšími zdroji jsou monazit a bastnäsit, kde se vždy nachází ve směsi s ostatními lanthanoidy, zejména cerem. Člověk z těchto rud vyrábí řadu čistých sloučenin. Nejběžnější je oxid lanthanitý (La₂O₃), bílý prášek používaný ve speciálních optických sklech a keramice. Uhličitan lanthanitý se využívá v medicíně jako lék vázající fosfáty u pacientů s onemocněním ledvin. Hexaborid lanthanu (LaB₆) je zase ceněn pro výrobu katod s vysokou emisí elektronů pro elektronové mikroskopy.
Zajímavosti
Ačkoli je lanthan řazen mezi prvky vzácných zemin, ve skutečnosti není v zemské kůře nijak vzácný a je přibližně třikrát hojnější než olovo. Tento kov je natolik měkký, že jej lze krájet nožem, a na vzduchu rychle oxiduje, čímž ztrácí svůj stříbřitý lesk. Jeho chemie je ve srovnání s ostatními lanthanoidy jednodušší, protože téměř výhradně tvoří ionty s oxidačním číslem +3. Mimořádně zajímavé je, že sloučeniny na bázi lanthanu, jako je oxid mědi, barya a lanthanu, stály u zrodu objevu vysokoteplotní supravodivosti, což způsobilo revoluci ve fyzice pevných látek.
