Europio: proprietà, reazioni, produzione, usi

L’europio è un elemento appartenente alla serie dei lantanidi con configurazione elettronica [Xe] 4f7, 6s2 che si trova, unitamente ad altri metalli delle terre rare in minerali come la monazite, bastnäsite e xenotime.

La scoperta degli elementi delle terre rare è piuttosto recente in quanto essi hanno caratteristiche simili e si trovano in piccole quantità negli stessi minerali.

Alla fine del XIX secolo il chimico britannico William Crookes osservò gli spettri fosforescenti di alcuni elementi, tra cui l’europio, appartenenti alle terre rare.

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tubi di Crookes

La scoperta dell’elemento viene attribuita al chimico francese Eugène-Antole Demarçay che nel 1896 riscontrò nei campioni analizzati di minerali contenenti samario vi fosse un altro elemento sconosciuto.

Fu solo nel 1901 che Demarçay riuscì a isolare l’elemento che denominò europio.

Produzione dell’europio

Attualmente può essere ottenuto principalmente attraverso un processo di scambio ionico dalla sabbia di monazite (Ce, La, Th , Nd, Y) PO4 materiale ricco di elementi delle terre rare

Può essere preparato mescolando l’ossido di europio (III) con un eccesso di lantanio metallico e riscaldando la miscela in un crogiolo di tantalio sotto vuoto. L’elemento viene raccolto come un deposito bianco-argenteo sulle pareti del crogiolo.

Proprietà dell’europio

L’europio è un metallo duttile, presenta una superficie brillante e lucida ed è il più reattivo dei metalli delle terre rare. Ha una durezza simile al piombo e cristallizza secondo un reticolo cubico a corpo centrato.

Presenta numero di ossidazione +1 ma è maggiormente diffuso con numero di ossidazione +2 e +3 a differenza degli altri metalli delle terre rare che formano raramente composti stabili con numero di ossidazione +2. I composti in cui l’europio ha numero di ossidazione +2 sono deboli riducenti.

I suoi isotopi hanno una forte tendenza ad assorbire i neutroni e sono in fase di studio per l’uso nelle centrali nucleari.

Reazioni

Dà reazioni analoghe a quelle del terbio.

Reazione con l’acqua

Reagisce lentamente in presenza di acqua fredda e rapidamente in presenza di acqua calda per formare idrossido di europio (III) e idrogeno secondo la reazione:
2 Eu(s) + 6 H2O(l)→ 2 Eu(OH)3(aq) +3 H2(g)

Reazione con l’ossigeno

Si annerisce lentamente all’aria e brucia in presenza di ossigeno formando l’ossido di europio (III)
4 Eu(s) + 3 O2(g) → 2 Eu2O3(s)

Reazione con gli alogeni

Reagisce con gli alogeni per dare i corrispondenti alogenuri secondo la reazione generale:
3 Eu(s) + 6 X2(g) → 2 EuX3(s)
Il fluoruro di europio (III) è di colore bianco il cloruro è di colore giallo e il bromuro è di colore grigio.

Reazione con acido solforico

Reagisce con acido solforico diluito per formare una soluzione di colore rosa dovuta alla presenza dello ione Eu3+ e idrogeno:
2 Eu(s) +3 H2SO4(aq)→2 Eu3+(aq) + 3 SO42-(aq) + 3 H2(g)

Usi

Al momento non ha usi commerciali mentre viene sfruttata la fluorescenza dei composti in cui presenta numero di ossidazione +2 e +3.

L’ossido di europio (III) viene utilizzato nei cosiddetti fosfori presenti nei tubi catodici dei televisori e delle lampade fluorescenti e come attivatore dei fosfori a base di ittrio. Mentre l’ossido di europio (III) dà fosfori rossi la colorazione dell’europio (II) dipende dalla composizione della struttura ospite.

banconote in euro da Chimicamo
banconote in euro

L’europio, insieme al terbio e al tulio costituiscono uno strumento per sconfiggere i falsari.
La presenza di tali ioni metalli sulle banconote in euro consente di rilevarli sotto l’azione di una radiazione U.V. che si traduce in fluorescenza rossa dello ione Eu3+ verde dello ione Tb3+, verde dello ione Tb3+, e blu dello ione Tm3+.

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