Lantaniidi metallid – veel üks siseministeeriumi muuseumi väljapanek

Seiklused 4f-ploki elementidega – 1. OSA


SISSEJUHATUS

See artikkel tõstab esile minu eeltöö gadooliumi, terbiumi, düsproosiumi, holmiumi, erbiumi, tuuliumi ja ütterbiumiga. Need Lanthanide metallide osad on väga stabiilsed ning neid saab käsitseda õhus ja toatemperatuuril ilma keerukate protseduurideta, nagu näiteks argoonkindakarpe või kõrgvaakumkapseldamise tehnikaid.

Sarja 2. osas keskendun järgmistele lantaniidmetallidele; Lantaan, tseerium, praseodüüm, neodüüm, samarium ja euroopium. Kuigi neid elemente peetakse väga reaktiivseteks, näitavad minu kogemused, et nad säilitavad metallilise läike mitu päeva kuni paar nädalat, eeldusel, et suhteline õhuniiskus on alla 30%. Euroopium on umbes sama reaktiivne kui liitium.

Lisan sarja 2. osasse ka isetehtud argooni kindalaeka ehitusdetailid.

TAUST

Lantaniidmetallid on tuntud ka kui haruldased muldmetallid (haruldased muldmetallid või haruldased muldmetallid, lühendatult REE) sisaldavad rühma elemente, mis on oma füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest märkimisväärselt sarnased. See funktsioon on tingitud nende ainulaadsest elektroonilisest konfiguratsioonist.

Mõiste haruldaste muldmetallide element on eksitav, kuna mõned lantaanimetallid on väga levinud. Tseeriumi, mis on kõige tavalisem haruldane muldmetalli, on rohkem kui koobaltit. Ütriumit on rohkem kui pliid. Tuliumi on sama palju kui antimoni, elavhõbedat, vismutit või hõbedat.

Promeetium on tõesti ainus tõeline haruldaste muldmetallide element. Haruldasi muldmetalle sisaldavates mineraalides esineb seda ainult üliväikestes kogustes (<10–19%), mis tulenevad kas tuumareaktsioonidest kosmiliste kiirtega või uraan-238 spontaansest lõhustumisest.

Lantaniidmetallide keemias domineerib kolm-positiivne oksüdatsiooniaste. Haruldaste muldmetallide rühmas põhjustab kasvav tuumalaeng, millel on peaaegu ühtlane väliselektrooniline struktuur, aatomiraadiuse mõningase vähenemise, kui aatomnumber suureneb. See kokkutõmbumine on suuresti vastutav nende elementide omaduste väikeste erinevuste eest.

Lantaniidi metallide, nende keemia ja füüsikaliste omaduste üksikasjalikuma arutelu leiate Internetist, vt Vikipeediat.

IGA ILUS PILT VÄÄRIB VÕRDSELT ILUSAT RAADI

Minu kavatsus oli luua oma siseministeeriumi jaoks oluline lantaniidi metallide väljapanek. Tahtsin, et ekraan näeks välja väga viktoriaanlik, mistõttu otsustasin Lanthanide metallide kuvamiseks apteekri stiilis pudelites.

Kuvatud on mõned fotod Lanthanide'i elementidest, mida uue ekraani loomisel kasutati.

Terbium  02716940015564054167231.jpg 937075

Tulium  05878020015674738338818.jpg 935511

Ytterbium  09124310015564054163981.jpg 935507

Allpool on näidatud Lanthanide metallide jaoks kasutatava pudeli stiil; Lantaan, tseerium, praseodüüm, neodüüm, samarium ja euroopium. Need pudelid saavad sarja teise osa keskmeks.

  08083690015625415867692.jpg 965394

Alloleval fotol on minu kaks esimest Lantanide metallist vitriinpudelit Thuliumi ja Ytterbiumi jaoks. Puitu, mida ma kasutasin, nimetatakse Tasmaania tammeks, kuid see on tegelikult eukalüptiliik. See on kõva puit, mis peitsib hästi ja peits, mida kasutasin, oli pähkel. Minu eesmärk oli anda pudelitele 19. sajandi antiikne välimus – midagi, mida võisite 1800. aastate lõpus Briti muuseumis näha.

Puidus olevad augud täidavad kahte funktsiooni. Esiteks, mul oli vaja auke, et saaksin oma metallitreipingis puitu kinnitada ja pöörata, ning teiseks kasutatakse auke sisemise ekraani kinnitamiseks, nii et metallid paistaksid õhus hõljumana. Viimane töö on 'antiiksete' siltide valmistamine.

  01863840015627306882240.jpg 965778

Allpool on fotod minu kahest esimesest täispudelist – ühes on 900-grammine ütterbiumi ja teises 500-grammine tuuliumi. Ytterbiumi valuplokk puhastati enne eksponeerimist.

  02006920015674736148818.jpg 997168  05215240015676338088818.jpg Tuulium pudelis

Pudelite sildid on ajutised ja asendatakse antiiksema välimusega etiketiga pärast seda, kui kõik Lanthanidesi metallid on eksponeerimiseks ette valmistatud.

Pudel sisaldab borosilikaatklaasist välimist toru. Selle toru mõõtmed on 150 mm kõrgused ja välisläbimõõt 85 mm. Lantaniidmetall asub 'kriimustuskindlast' polükarbonaadist sisemises torus. Polükarbonaattoru mõõtmed on 130 mm kõrgused ja välisläbimõõt 50 mm. See kahe pudeli lähenemine valiti mitmel põhjusel, et kaitsta klaasi, kaitsta puitu, aga ka esteetikat. Olen näinud mõnda selle disainiga 18. sajandi vintage pudelit ja mulle meeldis välimus. Otsakatted on kinnitatud poltidega, mille ma oma metallitreipingil töötlesin. Ülemiste korkide peal on dekoratiivne messingmutter, mille ma ka treipingil töötlesin. See oli rihveldatud, et anda dekoratiivne välimus. Allpool on foto sisepudelist.

  07806180015674736179334.jpg 997176

MENETLUS

Nende vitriinpudelite valmistamine nõudis lihtsat puidutööd, puidu treimist treipingil ja väikest metalli treimist ka metallitreipingil. Pärast puidu treimist ja lihvimist peitsiti ja lakiti vahtraga. Lisasin mõned fotod, mis näitavad ekraani valmistamiseks vajalikku praktilist tööd.

Iga projekt algab millestki ja see seiklus sai alguse Tasmaania tammest. See on tegelikult eukalüptiliik ning seda on kohalikust riistvarapoest saadaval mitmes pikkuses ja laiuses.

  05474570015648712999265.jpg 970688

Esmalt lõigati varu kaheksanurkadeks, enne kui keerati metallitreipingile.

  02761220015674738346125.jpg 997169

Põhivarust lõigati ka ringikujulised peakübarad. Seejärel keerati treipingile nii ülemine kui ka alumine kork, et teha süvend boorsilikaatklaasist toru jaoks. Seejärel freesiti kaheksanurksed alused mõõtu nii, et vahemaa süvendi välisläbimõõdu ja kaheksanurga külje vahel oleks kõigil juhtudel sama. Kõik puitdetailid lihviti 240 karedusega paberiga, millele järgnes kolm kihti peitsi ja kaks kihti läbipaistvat lakki.

  08562520015674736184078.jpg 997170  07045640015674736202857.jpg 997171  04558120015674736228162.jpg 997172  09856310015674736232853.jpg 997173

Sisemise polükarbonaattoru otsakorgid olid samuti valmistatud Tasmaania tammest. Need keerati treipingil sobivasse mõõtu, nii et mõlema välisserv oli sama läbimõõduga kui polükarbonaattoru välisläbimõõt. Auk oli süvistatud, nii et mehaaniline riistvara sobiks tihedalt. Samuti lihviti pistikud 240 karedusega paberiga, millele järgnes kolm kihti peitsi ja kaks kihti läbipaistvat lakki. Toru ja korke hoiti koos kolme väga väikese messingkruviga.

  03608120015674736254500.jpg 997174  08538570015674736269381.jpg 997175

Et kõik paigal hoida, keerasin metallitreipingil (12L14) vabalt sobiva pikkusega terast, et treitud detaili läbimõõt saaks anda M5 peensammuga keerme. Terasvarda läbimõõt oli 12 mm ja töödeldud sektsiooni pikkus 45 mm.

Keerasin ka väikese osa 12 mm läbimõõduga messingvardast ja andsin sellele dekoratiivse rihmiku. Seejärel puuriti rihveldatud tükki ja koputati, et võtta M5 kruvi.

  02830750015674736289134.jpg 997177  00931290015674736307865.jpg 997178  00298520015674736323045.jpg 997179  06596930015674736336580.jpg 997180  05769140015674736351736.jpg 997181

MIKS SEDA TEHA?

Seos mineraalide ja keemiliste elementide vahel on nii sügav kui ka ilmne, kuid liiga vähe mineraalide kogujaid koguvad ka keemilisi elemente. Sellel huvipuudusel on palju põhjuseid ja sobiva materjali leidmine, mis hästi kuvatakse, on kindlasti nimekirjas kõrgel kohal. Keemiliste elementidega seiklemise algusaegadel sai mulle selgeks, et märkimisväärne väljapanek nõuab minult märkimisväärset tööd. Valmistan asju, mida ei saa osta või mille ostmine maksaks vähemalt liiga palju.