K čemu je dobré – europium?

Europium je jedním ze dvou chemických prvků, které jsou pojmenovány na počest kontinentu. Druhým z nich je (v jednom z minulých blogů zmiňované) americium. K čemu se hodí europium? Prozradím, že ho možná máte denně v rukou. 

Poprvé ho izoloval v roce 1901 francouzský vědec Eugene-Anatole Demarçay. Podařilo se mu ho oddělit ze směsi oxidů samaria.

Vlastnosti

Europium je měkký, tažný kov. Má stříbřitě bílý povrch, který na vzduchu okamžitě koroduje. Je totiž silně reaktivní. Vodu rozkládá a uvolňuje přitom molekuly vodíku. Proto je prvek zařazen mezi nebezpečné. Každý  si jistě vybaví oblíbený pokus, při kterém učitel zapaluje malé množství vodíku a předvádí bouřlivou explozi.

Při pokojové teplotě se europium samo zahřívá, aniž byste mu museli dodávat teplo. Když jeho teplota vzroste na 180 °C, vznítí se.

Europium má ve srovnání s ostatními lanthanoidy nezvykle nízkou hustotu. Jeden krychlový centimetr váží 5,245 g. Stejně tak má nezvykle nízký bod tání (826  °C) a varu (1440 °C).

Izotopy

V přírodě existují jen dva stabilní izotopy. Europium-151 je zastoupené 47,8 procenty a Europium-153 52,2 procenty. Radionuklidů, tedy nestabilních izotopů známe naopak daleko více. Patří mezi ně 38 izotopů a 13 jaderných izomerů. Označují se europium-130 – europium-167.

Europium-152,  europium-154 a europium-155 vznikají při rozpadu uranu a plutonia. Nejčastěji se přitom tvoří izotop 155 (0,03 procenta celkového množství produktů rozpadu). Dá se nalézt na příklad v atolech, na kterých proběhly zkoušky jaderných zbraní.

Výskyt

Europium patří k těm vzácnějším lanthanoidům. O tom, kolik se ho nachází ve volném vesmíru, nemáme žádné zprávy, ve Slunci ho je maximálně 0,00045 procenta, v mořské vodě maximálně 0,00000013 procenta a v zemské kůře ve vzácných případech až 2,2 procent. V průměru je jeho zastoupení v zemině ale jen 2 ppm (parts per million).

Na Zemi neexistuje žádný minerál, ve kterém by se nacházelo europium ve formě čisté soli nebo jiné sloučeniny. Tvoří ale příměsi v rudách jiných prvků. Nejvíce je ho obsaženo v minerálech monazitu a gadolinitu. Na monazit si možná vzpomínáte v souvislosti s uranem a thoriem. Je to relativně těžký minerál, se kterým se můžete setkat například na radioaktivní pláži v brazilském Guaraparí – jedné z nejradioaktivnějších přírodních lokalit.

Kromě toho se nachází jako příměs v různých minerálech ostatních lanthanoidů.

Měsíční anomálie

Zajímavá je anomálie, kterou vědci našli v měsíčních horninách. Zastoupení europia je v minerálech pevnin vyšší, než v horninách „moří“. Dá se to vysvětlit jednoduchým způsobem. Horniny pevnin vznikaly před 4,6 – 4,4 miliardami let. Měsíční europium se v nich přitom koncentrovalo. Mladší „moře“, pocházejí ze zbylého materiálu. Je v nich tedy méně europia.

Luminofor

je látka schopná pohlcovat energii a následně ji vyzařovat ve formě světla (jev, kterému se říká luminiscence).

Použití

Yttriumoxysulfid (Y2O2S) s příměsí europia se používá jako červený luminofor.

Chemické složení luminoforu určuje barvu světla, které vzniká luminiscencí. V průmyslu se luminofory využívaly k vytváření obrazu v CRT monitorech počítačů, starších televizních přijímačích nebo v osciloskopech. Luminofory mohou mít různé barvy. Nejznámější je jistě žlutozelený luminofor, který byl používán pro svou vysokou svítivost.

Europiem s oxidačním stupněm (3+) (tedy takovým, které se může teoreticky spojit se třemi jinými atomy jednoduchou vazbou) obohacený yttriumvanadát se používá jako luminofor ve rtuťových výbojkách. Europium s yttriumoxidem dává úsporným zářivkám teplejší barevný tón (teplá bílá).

Další oxidační stupeň, Europium(2+), se používá jako modrý luminofor.

S fluorescencí europia se dnes můžete setkat nejspíše v obchodech. Využívá se jí jako ochrany před falšováním bankovek.

Toxicita a biologické vlastnosti

Europium nemá v našem těle žádnou důležitou funkci. Ani pro rostliny není ničím důležité. Zatím se nepodařilo pozorovat, že by ho ze země čerpaly pomocí kořenů nebo ho v sobě koncentrovaly.

Nerozpustné sloučeniny europia (například oxid) jsou považovány za neškodné. Oproti tomu jsou rozpustné sloučeniny (například chlorid) jedovaté.

V poslední době se bohužel lanthanoidy (a mezi nimi i europium) objevily na seznamu různých lidových léčitelů. Důvodem je jistě jejich relativní exotičnost. Pokud vám nějaký šarlatán bude namlouvat, že vaše zdraví vylepší přípravky s europiem, můžete počítat s tím, že vás buď otráví nebo že vám v ničem nepomohou.