0: Всем привет. С недавних пор в сми постоянно говорят о так называемых редкоземельных металлах и о том, как некоторые страны хотели бы заполучить к ним доступ, но на самом деле, если почитать эту книгу, то становится ясно, что уже
1: Сейчас редкоземельные металлы становятся новой нефтью, то есть стратегическим ресурсом, из за которых могут возникать все новые конфликты. Так что же это за металлы такие и почему они так важны? Что ж, давайте разбираться.
2: Кстати, если вам не нравится подолгу ждать моих выпусков, то у меня есть для вас отличная новость. Теперь познавательный контент. Со мной можно смотреть ещё чаще на канале российского общества знания. Там каждую неделю выходит шорс с моим участием, где мы вместе разбираемся в интересных
3: Вопросах, которые волнуют многих людей. К примеру, в 1 выпуске мы узнали, что воздух может быть твёрдым и даже жидким, а впереди ещё много увлекательных тем и вопросов, которые точно помогут расширить ваш кругозор. Присоединяйтесь к просмотру и узнавайте новое.
4: Каждую неделю вместе со мной, кстати, ещё с древних времён людям была свойственна борьба за ресурсы, к которым относятся и различные металлы. До середины 20 века основными стратегическими металлами, использовавшимися в промышленности были
5: Железо, медь, никель и марганец однако с семидесятых годов 20 века технологический прогресс начал развиваться в геометрической прогрессии, отчего промышленности понадобились новые металлы и материалы, которым раньше не находили применения теми.
6: Самыми материалами стали новые виды керамики, стекла и полупроводники, а также различные сплавы, и все они состояли из целого супа различных веществ, свойства которых значительно улучшались при добавлении в них соединений редкоземельных металлов.
7: К примеру, добавление небольшого количества оксида лантана к стеклу значительно улучшает его стойкость к щелочам, а небольшая добавка соединений диспрозия и европы к иллюминату стронция создают одни из самых эффективных люминофоров с долгим послесвечением, но.
8: А чтобы вам стало понятнее, давайте в целом посмотрим на периодическую таблицу химических элементов и найдём здесь те самые редкоземельные металлы, да, вот, и они 17 металлов, представляющих собой нижний ряд так называемых лантаноидов в честь металла лантана. А так
9: Также немного отдельно стоящий иттрий и скандий именно эти металлы скоро будут играть ключевую роль в энергетике, а также в передаче информации по всему миру не зря в 2022 году геологическая служба сша включила все редкоземельные металлы в список так называемых
10: Стратегических элементов, от которых будет зависеть могущество этой страны, парадоксально, но если взглянуть на таблицу распространённости элементов в земной коре, то видно, что распространённость редких земель не намного ниже того же олова и чуть выше рту.
11: Но почему же тогда эти металлы называют редкоземельными? Все дело в том, что зачастую залежи редкоземельных металлов находятся очень рассеянно, то есть далеко друг от друга. Для примера стоит взглянуть на эту карту, на которой показаны основные запасы.
12: С редких земель по всему миру, как видно, значительные залежи редкоземельных металлов находятся всего в нескольких частях света, да и коммерчески их не везде выгодно добывать, однако в таких минералах, как монацит или гадолинит редкие земли сопутств.
13: Друг другу. Так что если вам повезло найти залежи этих минералов, то из них можно получить почти все редкоземельные металлы. Да, на словах все кажется просто. Однако из за своей схожести химических свойств отделить некоторые металлы друг от друга иногда является чрезвычай
14: Сложной задачей неспроста самый редкий редкоземельный металл лютеций открыли лишь в 1906 году, а в чистом виде получили лишь спустя 47 лет, уже после того, как человечество испытало 1 водородную бомбу, но все же
15: Помимо самого редкого редкоземельного металла, давайте вкратце пройдёмся и по всем остальным, чтобы понять, где же применяются эти металлы и почему их ценность в будущем будет только расти. Начнём со скандия, который представляет собой достаточно Лёгкий металл с Немно.
16: Много желтоватым оттенком в природе, как и многие другие редкоземельные элементы скандий встречается в составе таких минералов, как гадолинит или тортвейтит, однако во всем мире существует крайне малое количество мест, где эти минералы находятся в концентрирова.
17: Форме, от чего скандий добывают зачастую как побочный продукт от добычи Урана или железа из за этого цена у скандия самая высокая из всех редкоземельных металлов и составляет примерно 40 € за грамм, чтобы получить
18: Металлический скандий. Сначала его оксид смешивают с плавиковой кислотой, а затем уже восстанавливают металлическим кальцием до металла, так, в принципе получают практически все редкоземельные металлы, как и с другими редкоземельными металлами. Сегодня скандий использу.
19: Исключительно в качестве добавки. Например, алюминиевые сплавы с добавкой от 1 10% до 5/10 процента. Скандия получаются гораздо прочнее чистого алюминия из за образования более мелких зёрен кристаллов внутри металла. А чего тут?
20: Меньше подвергается усталости и образованию трещин. Из таких сплавов. Сегодня делают фюзеляжи истребителей, а также некоторое спортивное оборудование. Но я думаю, вы знаете, что для некоторых стран сегодня обладать запасами скандия в приоритете, так как
21: Скорее всего, истребители для страны важнее, нежели Лёгкий спортивный инвентарь следующим после сканди идёт иттрий, который уже представляет собой блестящий металл, как и скандий, слабо окисляющийся на воздухе, но все же, в отличие от скандия.
22: Цена у иттрия гораздо меньше из за более высокой распространённости в земной коре, а также из за более простого извлечения из Горных пород из за этого сегодня на основе оксидов иттрия и алюминия делают множество видов иттрий алюминиевых Гранатов, использующих
23: В твердотельных лазерах, повсеместно применяющихся сегодня в медицине. Кроме этого, если оксид иттрия смешать с азотной кислотой, нитратом меди, нитратом Бария и лимонной кислотой, то при сильном нагреве такая смесь образует чёрный порошок для
24: Из него высокотемпературной сверхпроводящей керамики, которой для перехода в сверхпроводящее состояние подойдёт довольно дешёвый жидкий азот вместо дорогущего жидкого Геля, как это требовалось ранее, для низкотемпературных сверхпроводников, такая керамика.
25: В будущем поможет создать более дешёвые поезда на магнитной подушке, ведь уже сейчас создаются сверхпроводящие провода, которые выдерживают огромные токи, отчего могут создавать сверхмощные и недорогие магниты, способные выдерживать огромный вес в воздухе.
26: Благодаря магнитному полю после иттрия мы уже переходим к так называемой серии лантаноидов, которая логически начинается с металла лантана. Этот металл, как и все 7 последующих, имеет уже гораздо более высокую химическую активность, так как в таблице химичес
27: Элементов находится ближе к щелочным металлам, чтобы было более понятно. Я покажу вам, как на самом деле должна выглядеть таблица элементов в длинном виде. Ведь зачастую лантаноиды и актиноиды вынесены вниз. Да, сейчас хорошо видно, что тот же лантан
28: Находится ближе к активным щёлочноземельным металлам, отчего и имеет химические свойства ближе к тому же баарию на воздухе лантан очень быстро окисляется, отчего его лучше хранить в атмосфере аргона либо в минеральном масле с плавиковой кислотой.
29: Лантан реагирует очень активно, образуя фторид лантана, который сейчас применяется для создания особого стекла зе блан, из которого сегодня делают большую часть оптоволокна для создания высокоскоростного интернета, кроме этого, из за своей высокой химической активности.
30: В металлической форме лантан сегодня применяют в составе фера церия или, по простому, кремния из зажигалок, которые при трении о колесо образуют горящие искры. Здесь лантан помогает самовоспламенению металлов наряду с церием, кстати.
31: Церий. Этот металл, как и лантан, химически очень активен, от чего в воздухе хранится плохо. Со временем превращаясь в пыль из диоксида церия. Кстати, на этом слайд шоу хорошо видно, как сохраняются на воздухе редкоземельные металлы, можно заметить.
32: Что наряду с лантаном цери входят в список самых активных, от чего эти металлы лучше хранить в ампулах в инертной атмосфере получают цери из 1 из самых распространённых минералов для получения редкоземельных элементов моноцита.
33: Этот минерал, кстати, известен своей повышенной радиоактивностью из за содержания в нём соединений тория самого распространённого радиоактивного металла на земле. Интересно ещё то, что сегодня Торий, как и его соединения, применяются редко из за
34: Людей по поводу его радиоактивности, да и к тому же Торий, уже вытеснили более безопасные редкоземельные металлы из за этого, особенно в Китае, образовались огромные, никому не нужные горы из технического оксида тория, который является побочным продуктом.
35: При производстве редкоземельных металлов в Китае, конечно, это всячески заминают, но редкие земли продолжают добывать. Но вернёмся к церию из за своей высокой распространённости этот металл был 1 открытым редкоземельным металлом, к тому же его акси
36: Легче всего выделить из моноцита из за другой степени окисления, отличительной от других лантаноидов полученный оксид церия сегодня используется наряду с оксидом иттрия, для создания необычных калильных сеток, способных превращать тепловую энергию сгорания.
37: Газа в sweet этот эффект ещё называют кандолиминдия, и оксиды редкоземельных металлов в этом плане очень эффективны из за необычного строения своей электронной оболочки после церия в таблице идут парази 1 и неодин самые важные всего.
38: Сегодня металлы для производства мощных неодимовых магнитов. Дело в том, что 1 из самых магнитое ких соединений сегодня является соединение неодима железа и Бора, которое сейчас принято называть интерметаллидов, то есть не сплавом, а именно соединением.
39: Металлов сбором, как правило, интерметаллиды очень хрупкие, что можно проверить случайно соединив парочку мощных неодимовых магнитов или ударить по ним молотком от сильного удара такой магнит с лёгкостью крошится и образует искры.
40: Ведь тот же неодин в составе интерметаллида довольно активный металл если такой раскрошенный магнит растворить в кислоте, а после этого добавить к раствору щавелевую кислоту, то в теории из такого магнита можно будет выделить чистый аксала неодима.
41: В отличие от других редкоземельных металлов, чьи соединения, зачастую белые соединения неодима, имеют фиолетовый цвет, так что по цвету отличить ниодим от других металлов будет довольно легко если нагреть полученный аксалаты з растворённого магнита, то он разложится на
42: И можно будет подтвердить, что в магните действительно используется неодин, так как порошок должен изменить свой цвет на розовый. Однако при нагреве видно, что помимо неодима в таких магнитах сегодня используют ещё какой-то металл, ведь цвет тут изменил.
43: На какой-то темно коричневый. После небольшого поиска я обнаружил, что в современных магнитах к неодимо добавляют ещё и празиолит его оксид как раз имеет такой темно коричневый цвет. Помимо того, что так получается дешевле, прозим как
44: Другие редкоземельные металлы добавляют к незиму для улучшения коррозионной стойкости таких магнитов, а также для улучшения их способности к размагничиванию. Как вы понимаете, сегодня множество индустрий зависит от таких вот магнитов, которые
45: Являются сердцем тех же ветряных Турбин или двигателей в электромобилях на самом деле 95% всего дохода, получаемых от добычи и производства редкоземельных металлов, несёт в себе индустрия производства тех самых постоянных неодимовых магнит.
46: И я думаю, что ни для кого не секрет, что в ближайшие годы индустрия мощных неодим паразити овых магнитов будет только развиваться, соответственно, как и экономика государств, контролирующих добычу этих редкоземельных металлов, сам по себе паразити, который
47: Добавляют в те самые магниты очень схож с неодимом по своим химическим свойствам, хотя немного дешевле неодима единственное, что характерно, отличает прозодим от неодима, так это зелёный цвет его соединений, в отличие от розово фиолетовых, у того же.
48: Кроме неодима и празеодима, иногда в те же мощные магниты, которые мне уже трудно называть неодимовыми, добавляют ещё металл самарий для улучшения их магнитных свойств сам по себе самарий, наряду с неодимом и диспрозием, также обладает.
49: Высокой химической активностью, поэтому в виде металла хранится в ампуле в атмосфере аргона. Если этот металл соединить с кобальтом, то при намагничивании можно сделать довольно мощные самарий кобальтовые магниты, способные выдерживать температуру до 700 градусов.
50: По цельсию, без размагничивания. Для сравнения, те самые неодима празитов. Магниты могут размагнититься уже при 110 градусах по цельсию. Так что самарий сегодня тоже очень важен при изготовлении высокотемпературных магнитов. Также часто при
51: Применяемых в промышленности, а также в военном деле после неодима прозодим и simaria. В периодической таблице находится европий, который все же значительно отличаются от своих редкоземельных собратьев по химическим свойствам, в отличие от того же Самария, который
52: Еле еле реагировал, даже с уксусной кислотой в европе уже реагирует с обычной водой, как будто это не редкоземельный металл, а какой-то щёлочноземельный после реакции с водой полученный гидроксид в европе можно прокалить, чтобы получить его оксид, который
53: Является основным сырьём соединения европе с 1 взгляда оксид европия представляет собой белое вещество, но вот если включить лампу ультрафиолетового света, то оксид европия тут же засияет красным светом лет 30 назад.
54: Европе часто использовали для создания люминофоров в старых телевизорах, способные светиться красным светом от попадания на них электронов из электронной пушки телевизора, но сейчас соединение этого элемента в основном используют уже в q лет дисплеях.
55: Передавать мельчайшие оттенки цвета в новейших экранах на квантовых точках, кроме этого, если добавить всего полпроцента соединений европе к иллюминату stronzate, он тут же засияет зелёным светом в ультрафиолетовых лучах, создавая люмино.
56: С довольно долгим послесвечением их, кстати, сейчас наносят на многие стрелки часов, а также делают из них накопители света, так что европе сейчас также является довольно важным металлом. После европе следом идёт довольно необычный металл Гадалин.
57: Обладающий необычными магнитными свойствами. 1 делом, в отличие от того же, европия, гадолиний довольно устойчив на воздухе, от чего может храниться без разрушения просто в виде такого кубика. Помимо этого, Гадалин очень хорошо магнитится, так как
58: Является самым сильным парамагнетиком из всех редкоземельных металлов. Из за таких необычных свойств соединения гадолиния сегодня применяются как контраст в мрт, имеющий коммерческое название магневист. После гадолиния идёт терви, который, как и другие.
59: Из серии лантаноидов представляют собой кусочек из металла, который любой прохожий мог бы просто пнуть, однако, зная ценность этого элемента и его применения, он бы вряд ли это сделал, если растворить кусочек терви в любой из распространённых кислот.
60: То можно получить соединение этого металла, так как, к примеру, в Соляной или в серной кислоте этот металл растворяется просто отлично. Наряду с европе соединение тербия также светится в ультрафиолетовых лучах только уже зелёным цветом. Поэтому, к примеру, при добавлении
61: Соединение этого металла в состав стекла, так называемое тербием стекло начинает светиться ярко зелёным цветом в ультрафиолетовых лучах прямо-таки как урановое, однако, в отличие от уранового, тербием стекло не радиоактивно, поэтому сейчас.
62: Этот металл добавляют не только в состав стекла, но и как добавку к различным гранатам, использующихся сегодня в твердотельных лазерах. После тербия в периодической таблице идёт диспрозий. Необычное свойство этого металла заключается в том, что его
63: Парамагнитные свойства могут меняться в зависимости от низкой температуры для демонстрации этого эффекта я решил провести необычный опыт в нём я соорудил специальный стенд, в котором диспрозий будет менять свои магнитные свойства при охлаждении.
64: Азотом для этого я положил кусочек диспрозия в блюдце, после чего налил в него немного жидкого азота. Спустя несколько секунд азот перестал кипеть, что означает, что диспрозий уже успел охладиться до температуры жидкого азота, поэтому, как только я приближа,
65: Охлаждённый диспрозий к магниту, так он тут же притягивается к нему, упираясь в твёрдую поверхность стекла все из за того, что при температуре ниже 88 кельвинов или же - 185 градусов по цельсию диспрозий приобретает свойства.
66: Magnetica, отчего он уже может притянуться к магниту сверху, так как обладает более сильными магнитными свойствами, чем при комнатной температуре если подуть на этот металл феном, то он немного нагреется, от чего перестанет быть ферромагнетиком и снова.
67: Упадёт в жидкий азот, так этот цикл можно повторять до бесконечности или пока не выкипит весь азот в нижнем блюдце. Кроме этого, если сплавить диспрозий с железом и тербием, можно получить очень необычный сплав терфен д, который может из
68: Менять свои размеры под воздействием магнитного поля, таким образом, можно создавать необычные виброколонки, делающие всю поверхность под собой источником звука.
69: Дальше по таблице идёт необычный металл гольмий, который, как и предыдущий диспрозий, довольно устойчив на воздухе, но все же сейчас технологический сектор больше интересует соединение этого металла, нежели его металлическая формате.
70: Интересно, к примеру, то, что нитрат гольме может менять свой цвет просто от различного освещения. К примеру, в свете светодиодов он жёлтый, а при свете люминисцентной лампы уже розовый, все из за необычной электронной оболочки этого металла, которую
71: Кстати, недавно учёные из компании ibm начали использовать для хранения информации в квантовых компьютерах представьте, 1 атом гольме смог сохранить целый бит информации, если провести некоторые вычисления с помощью искусственного интеллект.
72: То на 1 грамм гольме можно сохранить вот столько гигабайт, что примерно равняется по объёму 23000000 жёстких дисков по 20 терабайт, что на самом деле просто немыслимое сопоставление, так что думаю, что в будущем все будут хранить все свои
73: Фото и видео за всю жизнь всего на нескольких микрограммах гольме, следующим за гольмом идёт важный сейчас в медицине металл эрбий. Дело в том, что соединение этого металла используют как добавку к твердотельным лазерам на основе итриев х.
74: Вся прелесть таких инфракрасных лазеров в том, что их излучение отлично поглощается водой, которой в теле человека около 70%, таким образом, с помощью эрбиевого лазера можно легко и почти безболезненно проводить операции.
75: Или удалять новообразования на коже и из за того, что такой лазер имеет длину волны всего в 3 микрометра, можно избежать травмирования соседних тканей тепловым излучением, так что сегодня без редкоземельных металлов не обойтись, если хотите, к примеру, быстро и без побоч.
76: Эффектов удалить бородавку на лице ещё 1 редкоземельный металл туллий также применяется сегодня в лазерах на основе итрвы Гранатов, только ещё в смеси с хромом и гольме такие инфракрасные лазеры используются сегодня в основном в военном деле.
77: Или в метеорологии, кроме этого, туллий наряду с эрбием добавляют в оптоволоконные усилители сигнала, которые усиливают инфракрасный сигнал в тех же подводных кабелях по всему миру без них инфракрасный сигнал бы ослабевал и терялся.
78: Из за постепенного поглощения даже самым лучшим оптоволокном на основе фторидов металлов.
79: Ну и последние 2 редкоземельных металла, помимо своей самой малой распространённости и высокой цены, ещё имеют и довольно редкие применения, которые, тем не менее, довольно интересные, к примеру, и тербий, и его соединения наряду с тулием и эрбием применяют
80: Как добавку к оптическому стеклу, а также применяются в медицине. Но самое сегодня интересное в этой области, по моему мнению, это металл лютеций, а точнее, его изотоп лютеций 177. Сегодня этот изотоп, получаемый в ядерных реакторах.
81: Используют для лечения довольно редких видов онкологии, а именно для лечения нейроэндокринных опухолей. Интересно, что 1 доза такого препарата, содержащего лютеций 177 под названием лутать, стоит около 20 000 €, а все
82: Всего за курс лечения подразумевается введение 3 доз этого препарата, так что штука эта довольно дорогая. Кроме этого, уже стабильный изотоп лютеция лютеций 175 уже используют вместе с итриев составе необычных кристаллов. Цинция оров такие
83: И кристаллы могут эффективно преобразовывать невидимые рентгеновские лучи в sweet, от чего повсеместно используются в компьютерной томографии. Кстати, образцы редкоземельных металлов из этого видео вы можете приобрести у компании chemical elements ссылка в описании
84: Что ж, думаю, после просмотра этого видео вы узнали больше о таких необычных редкоземельных металлах и почему сейчас, да и в будущем они будут играть более важную роль в промышленности и в различных индустриях. Но если вам понравилось это видео, как всегда,
85: Не забудьте поставить ему лайк и подписаться на канал, где вы узнаете ещё много нового и интересного.