Лютеций щавелевокислый (оксалат лютеция) 6-водный

Лютеций щавелевокислый 6-водный — гидратированная соль лютеция(III) и щавелевой кислоты. Систематическое название: оксалат лютеция 6-водный. Химическая формула: Lu₂(C₂O₄)₃·6H₂O, молярная масса — 722,1 г/моль, CAS 117247-81-1. Относится к классу оксалатов редкоземельных металлов и является одним из ключевых прекурсоров в технологии получения высокочистых соединений лютеция.

Физические свойства

Оксалат лютеция 6-водный — белый кристаллический порошок. Нерастворим в воде: произведение растворимости оксалатов лантанидов крайне мало, что обеспечивает количественное осаждение лютеция из растворов. В обычных условиях хранения вещество не является гигроскопичным, однако длительный контакт с влажным воздухом нежелателен — рекомендуется герметичная упаковка.

Кристаллическая структура — триклинная, пространственная группа P-1 (№ 2), слоистая сотовая топология. Такая структура характерна для группы тяжёлых лантанидов (Er–Lu) и принципиально отличается от моноклинной (P2₁/c) лёгких лантанидов. Важно не путать с оксидом лютеция Lu₂O₃, который имеет кубическую структуру.

Термическое поведение

Оксалат лютеция не плавится — при нагревании происходит последовательное термическое разложение. Понимание этих стадий критично при использовании вещества как прекурсора для синтеза оксида.

Диапазон температур	Процесс	Продукт стадии
100–230 °C	Начало дегидратации, постепенная потеря кристаллизационной воды	Частично дегидратированный оксалат
230–330 °C	Стабильная промежуточная дигидратная форма	Lu₂(C₂O₄)₃·2H₂O
350–460 °C	Полная дегидратация; интенсивное разложение безводного оксалата с выделением CO и CO₂	Промежуточные оксокарбонатные фазы
680–700 °C и выше	Финальное окисление промежуточных фаз	Lu₂O₃ (оксид лютеция)

Промежуточные карбонатные и оксокарбонатные фазы у лютеция нестабильны и быстро разлагаются — в отличие от лёгких лантанидов, где карбонатные интермедиаты устойчивее. Для получения фазово-чистого Lu₂O₃ без примеси углеродных остатков прокалку ведут при температуре не ниже 800 °C в окислительной атмосфере.

Химические свойства

Вещество химически малоактивно в стандартных условиях: не взаимодействует с водой (нерастворимо), кислородом и азотом воздуха при комнатной температуре. Растворяется в разбавленных минеральных кислотах — соляной, азотной, серной — с образованием соответствующих солей лютеция(III). При нагревании взаимодействует с растворами щелочей.

Получение оксалата лютеция

Стандартный промышленный метод — оксалатное осаждение: к водному раствору растворимой соли лютеция (хлорида или нитрата) добавляют щавелевую кислоту или её водорастворимые соли. Низкая растворимость осадка Lu₂(C₂O₄)₃·6H₂O обеспечивает высокую степень извлечения лютеция из раствора. Осадок отфильтровывают, промывают и сушат.

Метод оксалатного осаждения применяют как при первичном выделении РЗМ из рудных концентратов (бастнезитовые, ксенотимовые технологии), так и при дополнительной химической очистке для достижения степени чистоты ≥ 99% Lu по сумме РЗМ. Оксалатная форма удобна для транспортировки и длительного хранения до дальнейшего передела.

Применение оксалата лютеция

Прекурсор для синтеза оксида лютеция

Прокалка оксалата при 800–1000 °C даёт высокочистый Lu₂O₃ с контролируемой морфологией частиц. Оксид лютеция — базовый материал для производства ряда функциональных соединений. В этом качестве оксалат лютеция 6-водный используют в научных лабораториях и промышленных синтезах как удобный твёрдофазный прекурсор с точным стехиометрическим составом.

Лазерные кристаллы и сцинтилляционные материалы

Через стадию Lu₂O₃ оксалат служит сырьём для синтеза монокристаллов на основе лютеция: алюмогранатов лютеция (LuAG, Lu₃Al₅O₁₂) и ортосиликата лютеция (Lu₂SiO₅, LSO), применяемых в твердотельных лазерах и сцинтилляционных детекторах. Кристаллы LSO:Ce — стандартный материал блоков детекторов ПЭТ-томографов благодаря высокой плотности и хорошей световыходности.

Люминофоры, специальные стёкла и керамика

Оксалатная форма используется для введения лютеция в шихту при производстве специальных оптических стёкол, редкоземельных люминофоров и высокоплотной керамики. Точный химический состав и воспроизводимость осадка делают оксалат предпочтительной формой подачи лютеция по сравнению с влагочувствительными галогенидами.

Меры безопасности и условия хранения

Оксалат лютеция относится к малоопасным веществам. При работе с порошкообразным материалом следует применять средства защиты органов дыхания (респиратор от мелкодисперсной пыли) и кожи (перчатки). Хранить в герметично закрытой таре в сухом прохладном месте, избегая контакта с кислотами и сильными основаниями.

Форма поставки

Оксалат лютеция 6-водный поставляется в виде белого кристаллического порошка в герметичной расфасовке. Для уточнения условий поставки, требуемой степени чистоты и объёма партии направьте заявку менеджеру.

Смотрите также: карбонат лютеция и лютеций сернокислый (сульфат лютеция) 8-водный — аналогичные соли лютеция, применяемые в химических синтезах и технологии РЗМ.