Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Неодим(III) хлориді немесе неодим трихлориді — NdCl3 формуласына ие неодим мен хлордың химиялық қосылысы. Бұл сусыз қосылыс — лаванда түсті қатты зат, ол ауаға ұшырағанда суды жылдам сіңіріп, күлгін түсті гексагидрат, NdCl3·6H2O құрайды. Неодим(III) хлориді монозайт және бастназит минералдарынан күрделі, көп сатылы экстракция процесі арқылы өндіріледі. Хлорид неодим металлын және неодимге негіделген лазерлерді, оптикалық талшықтарды өндіру үшін аралық химиялық зат ретінде маңызды қолданыстарға ие. Басқа қолданыстарға органикалық синтезде катализатор, қалдық сулардың ластануын жою, алюминий мен оның қорытпаларын коррозиядан қорғау және органикалық молекулаларды (ДНК) флуоресценттік таңбалау кіреді.
Neodymium(III) chloride or neodymium trichloride is a chemical compound of neodymium and chlorine with the formula NdCl3. This anhydrous compound is a mauve colored solid that rapidly absorbs water on exposure to air to form a purple colored hexahydrate, NdCl3·6H2O. Neodymium(III) chloride is produced from minerals monazite and bastnäsite using a complex multistage extraction process. The chloride has several important applications as an intermediate chemical for production of neodymium metal and neodymium based lasers and optical fibers. Other applications include a catalyst in organic synthesis and in decomposition of waste water contamination, corrosion protection of aluminium and its alloys, and fluorescent labeling of organic molecules (DNA).
Сыртқы келбеті
NdCl3 – қызғылт түсті, ылғалды сіңіретін қатты зат, атмосфералық суды сіңірген кезде түсі күлгінге өзгереді. Соның салдарынан пайда болатын гидрат, көптеген басқа неодим тұздары сияқты, флуоресценттік жарық астында әртүрлі түстерде көрінеді. Хлорид болғанда, ашық сары түсті болады (суретті қараңыз).
NdCl3 is a mauve colored hygroscopic solid whose color changes to purple upon absorption of atmospheric water. The resulting hydrate, like many other neodymium salts, has the interesting property that it appears different colors under fluorescent light In the chloride's case, light yellow (see picture).
Қатты
Сусыз NdCl3 тоғыз координаталы трикаппен тригональды призмалық геометрияда Nd атомын қамтиды және UCl3 құрылымымен кристалданады. Бұл гексагонды құрылым LaCl3, LaBr3, SmCl3, PrCl3, EuCl3, CeCl3, CeBr3, GdCl3, AmCl3 және TbCl3 сияқты көптеген галогенделген лантаноидтар мен актинидтерге тән, бірақ YbCl3 және LuCl3 үшін емес.
The anhydrous NdCl3 features Nd in a nine coordinate tricapped trigonal prismatic geometry and crystallizes with the UCl3 structure. This hexagonal structure is common for many halogenated lanthanides and actinides such as LaCl3, LaBr3, SmCl3, PrCl3, EuCl3, CeCl3, CeBr3, GdCl3, AmCl3 and TbCl3 but not for YbCl3 and LuCl3.
Шешім
Неодим(III) хлоридінің ерітіндідегі құрылымы еріткіштен өте күшті тәуелді: суда басты түрлері Nd(H2O)83+ болып табылады, және бұл жағдай көптеген сирек жер элементтерінің хлоридтері мен бромидтері үшін кең таралған. Метанолда NdCl2(CH3OH)6+ түрлері, ал тұз қышқылында NdCl(H2O)72+ түрлері кездеседі. Неодимнің координациясы барлық жағдайларда октаэдрлі (сегіз қырлы), бірақ лиганд құрылымы әртүрлі.
The structure of neodymium(III) chloride in solution crucially depends on the solvent: In water, the major species are Nd(H2O)83+, and this situation is common for most rare earth chlorides and bromides. In methanol, the species are NdCl2(CH3OH)6+ and in hydrochloric acid NdCl(H2O)72+. The coordination of neodymium is octahedral (8 fold) in all cases, but the ligand structure is different.
Коррозиядан қорғау
Басқа да қолданбалар әзірленуде. Мысалы, алюминий немесе алуан түрлі алюминий қорытпаларын жабу арқылы өте коррозияға төзімді бет пайда болады, ол екі ай бойы NaCl-дың шоғырланған сулы ерітіндісіне батырылғанда да ұяша тәрізді жеңіл зақымдану белгілерін көрсетпеді. Жабу NdCl3 сулы ерітіндісіне бір аптаға батыру арқылы немесе сол ерітіндіні пайдаланып электролиттік тұндыру арқылы жасалады. Дәстүрлі хром негізіндегі коррозияға қарсы заттармен салыстырғанда, NdCl3 және басқа сирек кездесетін жер элементтерінің тұздары қоршаған ортаға қауіпсіз және адамдар мен жануарлар үшін аз зиянды. NdCl3-тің алюминий қорытпаларын қорғауы, ерімейтін неодим гидроксидінің түзілуіне негізделген. NdCl3 хлорид болғандықтан, өзі коррозиялық зат болып табылады және кейде керамиканың коррозиясын сынау үшін қолданылады.
Other applications are being developed. For example, it was reported that coating of aluminium or various aluminium alloys produces very corrosion resistance surface, which then resisted immersion into concentrated aqueous solution of NaCl for two months without sign of pitting. The coating is produced either by immersion into aqueous solution of NdCl3 for a week or by electrolytic deposition using the same solution. In comparison with traditional chromium based corrosion inhibitors, NdCl3 and other rare earth salts are environment friendly and much less toxic to humans and animals. The protective action of NdCl3 on aluminium alloys is based on formation of insoluble neodymium hydroxide. Being a chloride, NdCl3 itself is a corrosive agent, which is sometimes used for corrosion testing of ceramics.
Органикалық молекулаларды таңбалау
Лантаноидтар, неодимді қоса алғанда, жарқын люминесценциясымен әйгілі және осы себепті флуоресценттік маркерлер ретінде кеңінен қолданылады. Атап айтқанда, NdCl3 сияқты заттар ДНҚ сияқты органикалық молекулалардың құрамына енгізілген, осы арқылы түрлі физикалық және химиялық реакциялар барысында флуоресценттік микроскоп көмегімен оңай іздеуге мүмкіндік береді.
Lanthanides, including neodymium are famous for their bright luminescence and therefore are widely used as fluorescent labels. In particular, NdCl3 has been incorporated into organic molecules, such as DNA, which could be then easily traced using a fluorescence microscope during various physical and chemical reactions.
Денсаулық сақтау мәселелері
Неодим(III) хлориді адамдар мен жануарлар үшін уытты емес сияқты (шамамен ас тұзына ұқсас). LD50 (50% өлімге әкелетін доза) жануарлар үшін дене салмағының 1 кг-на шамамен 3,7 г (ешкі, ауыз арқылы), 0,15 г/кг (қоянға, ішекке инъекция) құрайды. 500 мг дозасымен 24 сағат бойы әрекеттескенде теріде жеңіл тітіркеніс пайда болады (қоянға жасалған Draize сынағы). LD50 2 г/кг жоғары заттар уытты емес деп есептеледі.
Neodymium(III) chloride does not seem toxic to humans and animals (approximately similar to table salt). The LD50 (dose at which there is 50% mortality) for animals is about 3.7 g per kg of body weight (mouse, oral), 0.15 g/kg (rabbit, intravenous injection). Mild irritation of skin occurs upon exposure with 500 mg during 24 hrs (Draize test on rabbits). Substances with LD50 above 2 g/kg are considered non toxic.