Els empèdocles moderns – Eugène-Anatole Demarçay (1896) i l’element 63 (Eu) – europi (nilhexitri, Nht)

p>L’eurocentrisme d’aquesta sèrie és patent des del títol mateix. “Empèdocles moderns” respon al mite d’una “Europa Moderna” que recull i amplia la “ciència” de l’Antiguitat Greco-Llatina, després d’haver passar per un “període intermedi” (Edat Mitjana). Empèdocles i els altres cosmòsofs “pre-socràtics” apareixerien gairebé com un bolet, amb febles concessions a les aportacions babilòniques i egípcies. En el “període intermedi” es fa una nova concessió a la “ciència islàmica”, per bé que limitada a una “transmissió”. Ací i allà el mite es completa amb el reconeixement condescendent de les meravelles de les exòtiques civilitzacions dellà los rius Oxus o Indus. Se’ns podrà dir que, al capdavall, aquest blog ja du un títol ben explícit de renúncia a tota pretensió d’universalitat: “Des de la Mediterrània”. El terme “eurocèntric” ha estat, de fet, elaborat des de la Mediterrània Eurafricana, i en el sentit més difós el podem atribuir a Samir Amin (*Cairo, 3.9.1931). El mot “Εὐρώπη” és d’etimologia imprecisa, amb una interpretació fàcil, “de visió àmplia”, i una altra, potser forçada, que vindria relacionada amb l’arrel protoindogermànica “*h1regwos”, que vol dir foscor. Aquesta referència a la foscor s’ha explicat, de vegades, sense gaire fonament, com a equivalent a una referència al Ponent, a l’Ocàs. El terme “occident” emprat com a substitutiu/complement d’“europeu” comparteix les ambivalència. Quins són els límits (històrics i geogràfics) d’Europa? Quins són els límits d’Occident? El terme “Occident”, en ell mateix, du la llavor de la negació de la centralitat, perquè tan sols pot haver un “Occident” en referència a un “Orient”. Si les aspiracions eurocèntriques a la universalitat són companyes d’una opressió imperialista descomunal, ¿pot Occident retre’s en admetre’s com una part excèntrica, i no pas central? El discurs sobre la “civilització occidental”, sobre les arrels indogermàniques, afroasiàtiques, grecollatines, judeocristianes, sobre el Renaixement i la Il•lustració, sobre la Revolució Científica i les revolucions tecnològiques i socials, assenyala un “replegament” igualment eurocèntric. El mateix caràcter múltiple intern d’allò que es reconeix com a “Occident” i el mateix fet de la relativitat d’aquests conceptes civilitzatoris haurien de fer-nos abandonar els excepcionalismes. Sigui com sigui, nosaltres arribem així al nombre 63 de la nostra sèrie.

Emprant metodologies d’Angus Maddison (1926-2010), el McKinsey Global Institute examinava quin havia estat en diferents èpoques el centre geogràfic pel que fa a la producció mundial. Fa 2000 anys, el pes de les economies de la Xina i de l’Índia situaven aquest centre en l’Euràsia Central. Amb prou feines, es va moure en els divuit segles següents. La Revolució Industrial d’Anglaterra, estesa a algunes regions dels continents europeu i nord-americà, van fer moure’l al llarg del segle XIX fins a situar-lo a Escandinàvia. Les dècades prodigioses de l’economia nord-americana (anys 1950 i 1960), el desplaçaren encara més a ponent. Però començava tot just llavor un camí de tornada, que s’accelera especialment a partir de l’any 2000 i que previsiblement el farà tornar a l’Àsia Central, el seu lloc natural, en la dècada vinent

Eugène-Anatole Demarçay i la descoberta de l’europi

Eugène-Anatole Demarçay

Eugène-Anatole Demarçay va nàixer a París el Cap d’Any del 1852. La família Demarçay havia accedit a la noblesa imperial a través del seu avi patern, el general Marc-Jean Demarçay (1772-1839), natural de Martaizé. Marc-Jean Demarçay havia participat en diverses campanyes de la Primera República, com ara a Egipte, i en moltes de les napoleòniques, cosa que li va valdre el títol de “baró de l’Imperi”. Féu costat a Napoleó en els Cent Dies, i encara fou actiu políticament durant la Restauració. El 1819 fou elegit diputat pel departament de Vienne, i a la Cambra s’arrengleraria amb el grup demòcrata. El baró Marc-Jean Demarçay s’havia mort el 1839. El seu fill Marc-Horace, pare, entre d’altres, de Maurice (nascut el 1835) i d’Eugène-Anatole, n’havia continuat l’activitat política. La Restauració borbònica del 1815 havia deixat pas a la Monarquia de just “punt mig” del 1830, per bé que els Demarçay continuaven ben bé a l’esquerra sota aquest règim. Marc-Horace Demarçay fou elegit diputat pel departament de Deux-Sèvres en el 1845, i va viure els darrers anys de la monarquia orleanista. De fet, representà a Deux-Sèvres en l’Assemblea Constituent del 1848. El gener del 1849, ja sota el règim de la Segona República, va dimitir.

El Segon Imperi suposava una vindicació de les famílies ennoblides en temps del primer Napoleó. Però, en qualsevol cas, Marc Horace, mort el 8 de març del 1866 a Bressuire (Deux-Sèvres) romangué retirat de la política.

Eugène-Anatole Demarçay estudià química a l’École polytechnique de Paris, sota el mestratge, entre d’altres, de Jan-Baptista Dumas (1800-1884). Foren els anys de la guerra franco-prussiana, de la Comuna de París i de la instauració d’una Tercera República dominada inicialment pels partits monàrquics de les tres dinasties rivals. Demarçay no completà els estudis, i emprengué un llarg viatge per Àfrica i Àsia.

En el 1876, tornà a París, on trobà una posició com a col•laborador en el laboratori d’August André Thomas Cahours (1813-1891). En aquella època, el seu germà Maurice iniciava la seva carrera política, adscrit a l’esquerra republicana, tota vegada que el règim republicà semblava consolidar-se.

En el laboratori de Cahours, la recerca de Demarçay versà sobre diferents aspectes de química orgànica (olis essencials, àcids grassos insaturats). Més tard s’orientà a la química inorgànica, amb estudis sobre la volatilitat dels metalls a baixes pressions i temperatures. De fet, en aquest camp, realitzà aportacions sobre el sistemes de consecució de baixes temperatures amb dispositius de refredament per expansió de gas. En el curs d’un d’aquests experiments, el 1881, fou greument ferit per una explosió, que li causà la pèrdua permanent de visió d’un ull.

Eventualment, Demarçay muntaria el seu propi laboratori químic, orientat a la recerca espectroscòpia bàsica. Ja hem vist en setmanes anteriors com des de final dels anys 1870, hi havia hagut una febrada de publicacions en la descripció i caracterització espectroscòpiques d’elements químics.

En el 1896, Demarçay va descriure unes línies espectrals en mostres de samari (Sa ó Sm), que denominà provisionalment amb la lletra Σ. El samari havia estat descrit per François Lecoq de Boisbaudran en el 1879, com un dels “elements de terres rares”. Ja en el 1892, Lecoq havia identificat algunes línies espectrals (Ζε, Ζζ) que podrien coincidir amb la Σ de Demarçay. També és possible que algunes línies descrites en el 1885 per William Crookes hi coincideixin. Demarçay pensava que probablement darrera d’aquestes línies s’amagava un element químic encara no descrit, però no va gosar confirmar-ho sense haver-ho aïllat prèviament. En aquest sentit, era més prudent que no pas alguns dels seus col•legues. De totes formes, la descoberta quedà registrada en una comunicació titulada “Sur un nouvel element contenu dans les terres rares voisines du samarium”, en la que es considerava que el nou element es trobaria amb una propietats intermèdies a les del samari i el gadolini.

Demarçay realitzà diverses col•laboracions com a espectroscopista. En el 1898, per exemple, va assistir a Pierre i Marie Curie en la confirmació del caràcter elemental de les substàncies radioactives que serien descrites amb els noms de “poloni” i de “radi”. Demarçay publicà en els mesos següents diversos articles sobre l’espectre del radi.

En el 1900, Demarçay publicà un article sobre un nou mètode de fraccionament de les terres rares. Aplicà aquest mètode al samari, per veure si podia a la fi aïllar l’element proposat en el 1896. Hi va reeixir, en aconseguir un grams relativament pur de l’òxid d’aquest element. En el 1901 comunicà la descoberta, tot proposant per a l’element el nom d’europi (europium), el símbol “eu” (Eu) i un pes atòmic de 151. Demarçay reconeixia en aquesta comunicació la identitat de les línies que havia descrit en el 1896 amb les descrites per Crookes en el 1885 i Lecoq en el 1892.

El 5 de març del 1903 es moria a París, a 51 anys, Eugène-Anatole Demarçay. El seu germà gran, Maurice, era llavors senador, i ho seria fins al seu traspàs, el 9 de setembre del 1907.

Demarçay havia deixat publicades (“Sur quelques nouveaux spectres de terres rares”, 1900) diverses altres línies espectrals en minerals de terres rares que podien constituir elements químics: Γ, Δ, Ω i Θ. Aquestes línies, però, serien eventualment identificades amb un element ja conegut, el terbi.

L’europi era, certament, un component menor en els minerals de terres rares. El contingut d’europi en la majoria de monazites és de l’ordre del 0,05%. En els anys 1930, Frank Spedding (1902-1984), un dels principals experts en la identificació i separació de terres rares, il•lustrava sovint en les seves classes fins a quin punt l’europi era rar i costós. Després d’una d’aquestes sessions se l’atansà un home gran, d’uns 70 anys, que es va oferir a fer-li arribar diverses lliures d’òxid d’europi. Spedding s’ho prengué a broma, però efectivament li va arribar un paquet que, analitzat, contenia una bona quantitat d’òxid d’europi. L’home gran, que no s’havia identificat, resultava ser Herbert Newby McCoy (1870-1945), químic prestigiós i llavors vicepresident de la Lindsay Light & Chemical Company, que havien desenvolupat mètodes de purificació d’euròpia per oxoreducció. Spedding explicava aquesta anècdota en el 1949, i ell mateix contribuiria a empetitir aquella xifra en els anys següents amb el desenvolupament de tecnologies de bescanvi iònic.

De totes maneres, l’europi no passava de ser gairebé una curiositat acadèmica. Això canvià, a començament dels anys 1960, amb la descoberta de les propietats com a substància fosforescent vermella de l’ortovanadat d’itri dopat amb europi (Eu:YVO4). El material resolia un problema en la televisió de color, la manca d’uns fòsfors vermells forts, que fins llavors s’havia resolt de manera insatisfactòria. Encara que la televisió de color en aquells moments, ella mateixa, era força experimental, es presenta, ni que fos a mig termini, un problema pel que fa a la disponibilitat (i, en conseqüència, el preu) de l’europi. Aquest problema quedà compensat amb la descoberta de dipòsits de bastnasita, com el de Mountain Pass (Califòrnia), amb continguts d’europi del 0,1% o, ja més recentment, de minerals de terres rares de Bayan Obo amb continguts d’europi del 0,2%.

L’europi: isòtops i abundància

La massa atòmica estàndard de l’europi és de 151,964 uma, que resulta de la mitjana ponderada dels seus dos isòtops naturals, 153Eu i 151Eu. Un llistat complet dels isòtops coneguts fa:
– europi-130 (130Eu; 129,96357 uma). Nucli format per 63 protons i 67 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,0011 s.
– europi-131 (131Eu; 130,95775 uma). Nucli format per 63 protons i 68 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,0178 s.
– europi-132 (132Eu; 131,95437 uma). Nucli format per 63 protons i 69 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,1 s. Decau bé a samari-132 (amb emissió d’un positró) o bé a samari-131 (amb emissió d’un protó).
– europi-133 (133Eu; 132,94924 uma). Nucli format per 63 protons i 70 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,2 s. Decau a samari-133, amb emissió d’un positró.
– europi-134 (134Eu; 133,94651 uma). Nucli format per 63 protons i 71 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,5 s. Decau a samari-134 (amb emissió d’un positró) o, més rarament, a prometi-133 (amb emissió d’un protó i d’un positró).
– europi-135 (135Eu; 134,94182 uma). Nucli format per 63 protons i 72 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,5 s. Decau bé a samari-135 (amb emissió d’un positró) o bé a prometi-134 (amb emissió d’un protó i d’un positró).
– europi-136 (136Eu; 135,93960 uma). Nucli format per 63 protons i 73 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3,3 s. Decau normalment (99,91%) a samari-136 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,09%), a prometi-135 (amb emissió d’un protó i d’un positró). Posseeix un estat metastable (136mEu), que té una semivida de 3,8 s, i que decau bé a samari-136 (99,91%) o a prometi-135 (0,09%).
– europi-137 (137Eu; 136,93557 uma). Nucli format per 63 protons i 74 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 8,4 s. Decau a samari-137, amb emissió d’un positró.
– europi-138 (138Eu; 137,93371 uma). Nucli format per 63 protons i 75 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 12,1 s. Decau a samari-138, amb emissió d’un positró.
– europi-139 (139Eu; 138,929792 uma). Nucli format per 63 protons i 76 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 17,9 s. Decau a samari-139, amb emissió d’un positró.
– europi-140 (140Eu; 139,92809 uma). Nucli format per 63 protons i 77 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,51 s. Decau a samari-140, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (140mEu) a 210 keV, que té una semivida de 0,125 s, i que decau bé a l’estat basal (99%) o directament a samari-140 (1%).
– europi-141 (141Eu; 140,924931 uma). Nucli format per 63 protons i 78 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 40,7 s. Decau a samari-141, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (141mEu) a 96,45 keV, que té una semivida de 2,7 s, i que decau bé a l’estat basal (86%) o directament a samari-140 (14%).
– europi-142 (142Eu; 141,92343 uma). Nucli format per 63 protons i 79 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,36 s. Decau a samari-142, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (142mEu) a 460 keV, que té una semivida de 73,38 s, i que decau a samari-142.
– europi-143 (143Eu; 142,92098 uma). Nucli format per 63 protons i 80 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 155 s (3 minuts). Decau a samari-143, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (143mEu) a 389,51 keV, que té una semivida de 5,0•10-6 s.
– europi-144 (144Eu; 143,918817 uma). Nucli format per 63 protons i 81 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 10,2 s. Decau a samari-144, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (144mEu) a 1127,6 keV, que té una semivida de 1•10-6 s.
– europi-145 (145Eu; 144,916265 uma). Nucli format per 63 protons i 82 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 5,12•105 s (6 dies). Decau a samari-145, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (145mEu) a 716,0 keV, que té una semivida de 4,9•10-7 s.
– europi-146 (146Eu; 145,917206 uma). Nucli format per 63 protons i 83 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3,98•105 s (5 dies). Decau a samari-146, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (146mEu) a 666,37 keV, que té una semivida de 2,35•10-4 s.
– europi-147 (147Eu; 146,916746 uma). Nucli format per 63 protons i 84 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,08•106 s (24 dies). Decau normalment (99,99%) a samari-147 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,0022%), a prometi-143 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– europi-148 (148Eu; 147,918086 uma). Nucli format per 63 protons i 85 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4,71•106 s (55 dies). Decau normalment a samari-148 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,000000939%), a prometi-144 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– europi-149 (149Eu; 148,917931 uma). Nucli format per 63 protons i 86 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 8,04•106 s (93 dies). Decau a samari-149, per captura electrònica.
– europi-150 (150Eu; 149,919702 uma). Nucli format per 63 protons i 87 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,16•109 s (37 anys). Decau a samari-150, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (150mEu) a 42,1 keV, que té una semivida de 4,61•104 s, i que decau bé a l’estat basal (0,00000005%) o directament a gadolini-150 (89%; amb emissió d’un electró) o samari-150 (11%).
– europi-151 (151Eu; 150,9198502 uma). Nucli format per 63 protons i 88 neutrons. Casali et al. (2014) mostraren que decau a prometi-147, amb emissió d’un nucli d’heli-4. Ho fa, però, amb una semivida tan llarga, de 1,46•1026 s, que és pràcticament un isòtop estable. La freqüència és de 47,81%. Pràcticament, tota la dotació primordial a la Terra és retinguda (es calcula que en 1 kg d’europi hi hauria una desintegració alfa cada dos minuts). Posseeix un estat metastable (151mEu) a 196,245 keV, que té una semivida de 5,89•10-5 s.
– europi-152 (152Eu; 151,9217445 uma). Nucli format per 63 protons i 89 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4,2720•108 s (14 anys). Decau majoritàriament a samari-152 (en un 72,09% per captura electrònica; en un 0,027% amb emissió d’un positró) o, alternativament (27,9%), a gadolini-152 (amb emissió d’un electró). Posseeix cinc estats metastable, un a 45,5998 keV (152m1Eu; que té una semivida de 3,3522•104 s, i que decau bé a gadolini-152 (72%) o a samari-152 (28%; amb emissió d’un positró)), un segon a 65,2969 keV (152m2Eu; que té una semivida de 9,4•10-7 s), un tercer a 78,2331 keV (152m3Eu; que té una semivida de 1,65•10-7 s), un quart a 89,8496 keV (152m4Eu; que té una semivida de 3,84•10-7 s) i un cinquè a 147,86 keV (152m5Eu; que té una semivida de 5800 s).
– europi-153 (153Eu; 152,9212303 uma). Nucli format per 63 protons i 90 neutrons. Teòricament, decauria a prometi-149 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La freqüència és de 52,19%. Part de la dotació terrestre és primordial i part producte de la fissió de radioisòtops més pesants.
– europi-154 (154Eu; 153,9229792 uma). Nucli format per 63 protons i 91 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,712•108 s (9 anys). Decau normalment (99,98%) a gadolini-154 o, alternativament (0,02%), a samari-154 (per captura electrònica). És producte de la fissió de radioisòtops més pesants. En reactors nuclears, es produeix particularment per activació neutrònica de 153Eu, per bé que pel mateix procés en bona part és convertit a 155Eu. El 154Eu posseeix dos estats metastables, un a 68,1702 keV (154m2Eu; que té una semivida de 2,2•10-6 s) i un altre a 145,3 keV (154m1Eu; que té una semivida de 2780 s, i que decau a l’estat basal).
– europi-155 (155Eu; 154,9228933 uma). Nucli format per 63 protons i 92 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,5025•108 s (5 anys). Decau a gadolini-155, amb emissió d’un electró. És producte de la fissió de radioisòtops més pesants. En reactors nuclears es genera directament, o a través de la captura neutrònica de 153Eu i 154Eu, bo i que el baix rendiment i, al seu torn, la captació de neutrons (i conversió a gadolini-156), el fa un component negligible dels residus nuclears.
– europi-156 (156Eu; 155,924752 uma). Nucli format per 63 protons i 93 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,312•106 s (15 dies). Decau a gadolini-156, amb emissió d’un electró. És producte de la fissió de radioisòtops més pesants.
– europi-157 (157Eu; 156,925424 uma). Nucli format per 63 protons i 94 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 5,465•104 s (15 hores). Decau a gadolini-157, amb emissió d’un electró.
– europi-158 (158Eu; 157,92785 uma). Nucli format per 63 protons i 95 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2750 s (46 minuts). Decau a gadolini-158, amb emissió d’un electró.
– europi-159 (159Eu; 158,929089 uma). Nucli format per 63 protons i 96 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1090 s (18 minuts). Decau a gadolini-159, amb emissió d’un electró.
– europi-160 (160Eu; 159,93197 uma). Nucli format per 63 protons i 97 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 38 s. Decau a gadolini-160, amb emissió d’un electró.
– europi-161 (161Eu; 160,93368 uma). Nucli format per 63 protons i 98 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 26 s. Decau a gadolini-161, amb emissió d’un electró.
– europi-162 (162Eu; 161,93704 uma). Nucli format per 63 protons i 99 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 10,6 s. Decau a gadolini-162, amb emissió d’un electró.
– europi-163 (163Eu; 162,93921 uma). Nucli format per 63 protons i 100 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 6 s. Decau a gadolini-163, amb emissió d’un electró.
– europi-164 (164Eu; 163,94299 uma). Nucli format per 63 protons i 101 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2 s. Decau a gadolini-164, amb emissió d’un electró.
– europi-165 (165Eu; 164,94572 uma). Nucli format per 63 protons i 102 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1 s. Decau a gadolini-165, amb emissió d’un electró.
– europi-166 (166Eu; 165,94997 uma). Nucli format per 63 protons i 103 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,4 s. Decau a gadolini-166, amb emissió d’un electró.
– europi-167 (167Eu; 166,95321 uma). Nucli format per 63 protons i 104 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,2 s. Decau a gadolini-167, amb emissió d’un electró.

L’àtom neutre d’europi conté 62 electrons, amb una configuració basal d’escorça de 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f75s25p66s2. És així un element del període 6 i del bloc f. Se’l considera, doncs, un lantànid (element de terra rara), i dins d’aquests queda classificat entre els “lantànids lleugers” (el grup del ceri). Hom pot incloure’l dins del grup f7, en el qual també hi hauria, en el setè període, l’americi. L’estat d’oxidació més habitual és +3, per bé que també el podem trobar amb +2, +1 i 0. El radi atòmic és de 1,80•10-10 m.

Europi metàl•lic. Els reflexos grocs són deguts a una oxidació incipient

En condicions estàndards de pressió i temperatura, l’europi elemental es troba en forma de metall argentí, amb una densitat de 5264 kg•m-3 i bona ductilitat. Adopta una xarxa cristal•lina cúbica centrada en les cares. L’estat metàl•lic divalent dóna pas a un de trivalent a 1,8 K i 80 GPa, esdevint un superconductor.

En condicions estàndards de pressió, l’europi elemental fon a 1099 K. L’europi líquid té una densitat de 5130 kg•m-3.

En condicions estàndards de pressió, l’europi elemental bull a 1802 K.

Peça d’europi dendrític cristal•lí sublimat (99,998%), conservat en un recipient sota atmosfera d’argó

L’europi metàl•lic, de tots els lantànids, és el menys dens i és un dels que té un punt de fusió més baix. També és el més reactiu. S’oxida fàcilment, adquirint una tonalitat groguenca, degut al Eu2O3. Una peça d’1 cm3 s’oxidaria completament en pocs dies a temperatura ambient. La reacció d’oxidació per ignició es faria de manera immediata a 420-440 K.

Peça d’europi (99,95%), recoberta de carbonat d’europi (II)

També reacciona violentament amb l’aigua, formant Eu(OH)3. És soluble en solucions diluïdes d’àcid sulfúric. En solucions aquoses, el trobem en forma de cations Eu3+ ([Eu(H2O)9]3+), que tenen una coloració rosada.

El sulfat d’europi (III) és una substància de color blanc (a dalt). A la foscor, sota una font ultraviolada, presenta una fluorescència vermella (a sota).

Encara que l’europi(III) és la forma més habitual, també hi ha nombrosos compostos d’europi (II). En termes generals, els compostos d’europi (II) són forts reductors i generalment insolubles en aigua. En presència d’oxigen, els compostos d’europi (II) s’oxiden a europi (III). Entre els compostos d’europi podem esmentar:
– òxids: EuO (òxid d’europi (II)), Eu2O3 (òxid d’europi (III), sòlid de color blanc, de densitat 7400 kg•m-3) i Eu3O4 (barreja dels dos anteriors)
– halurs: EuF3 (sòlid blanc), EuF2 (sòlid groc-verd), EuCl3 (sòlid groc), EuCl2 (sòlid incolor), EuBr3 (sòlid gris), EuBr2 (sòlid incolor), EuI3 (sòlid incolor), EuI2 (sòlid verd).
– sulfats.
– sulfurs: EuS (sòlid negre), que es pot preparar amb la sulfuració de Eu2O3 a temperatura elevades.
– seleniür (EuSe, sòlid negre).
– tel•luriür (EuTe, sòlid negre).
– nitrats.
– nitrur: EuN.
– compostos orgànics.

EuFOD, compost orgànic emprat com a reactiu en ressonància magnètica nuclear

…………………………………

L’abundància d’europi en l’univers (500 ppb) és condicionada pels processos de nucleosíntesi en supernoves, per les rutes de desintegració d’elements radioactius més pesants i per l’estabilitat dels seus propis isòtops. En aquest sentit, tan sols dos isòtops, 153Eu i 151Eu són prou estables. Així, com sol esdevindre’s en els elements de Z senar, l’europi és menys abundant que no ho seria pel lloc que ocupa en la taula periòdica. Tan sols el tecneci i el prometi, entre els elements més lleugers, en són menys abundants. Alhora, entre els elements més pesants, hi ha un bon nombre que són més abundants que l’europi (gadolini, disprosi, erbi, iterbi, hafni, tungstè, osmi, iridi, platí, or, mercuri, tal•li, plom i bismut).

En el planeta Terra, l’abundància global de l’europi és de 0,1 ppm en termes de massa (0,017 ppm en termes atòmics). Com els altres lantànids, l’europi és un element litòfil, però a diferència d’altres lantànids, a més de trobar-se en un estat d’oxidació de +3 el trobem en un estat d’oxidació de +2. En l’escorça terrestre, l’abundància d’europi és de 2 ppm en termes de massa, però la distribució depèn del context geològic on es formaren els materials. En condicions relativament anaeròbies, l’europi (II) és prou estable com per ésser incorporat en minerals (mimetitzant els cations Ca2+. Per contra, l’europi (III) és relativament incompatible pel que fa a la introducció en el magma. Això es fa patent en l’escorça de la Lluna, on l’europi assoleix una concentració relativa més elevada en les “terrae” (terres altes) que no pas en la maria (terres baixes basàltiques). Hom pot parlar doncs de materials “amb anomalia d’europi”, tant si es tracta d’una anomalia positiva (d’enriquiment) o negativa (d’empobriment). En qualsevol cas, l’europi es troba en forma combinada, majoritàriament en forma d’europi (III). L’europi, per exemple, es troba en forma de traces en la fluorita (CaF2) i part de la fluorescència blava d’aquest material s’explica per la reducció d’europi (III) a europi (II) induïda per la irradiació. Els minerals més rics en europi, són minerals de terres rares, com la bastnasita, la monazita, el xenotim o la loparita. Val a dir que, per regla general, la monazita tendeix a patir una anomalia negativa d’europi més pronunciadament que la bastnasita.

La manca de solubilitat de l’òxid d’europi (III) limita la presència d’europi en la hidrosfera. La concentració oceànica típica és de 130 ng•m-3.

La presència d’europi en l’atmosfera és transitòria i en forma de traça.

Pel que se sap, l’europi no és un bioelement per cap organisme. La seva presència en la biosfera és, d’altra banda, negligible.

L’europi metàl•lic constitueix un risc per ignició o explosió. La toxicitat dels compostos d’europi és similar a la de metalls pesants. Haley et al. (1965) estudiaren la toxicitat de l’EuCl3.

Aplicacions de l’europi

La producció mineral d’europi depèn de l’extracció de lantànids d’ortofosfats (bastnasita, loparita, xenotim) o de fluorocarbonats (monazita). Els jaciments més rellevants són els de Bayan Obo, amb minerals de ferro rics en bastnasita i monazita (amb continguts d’europi del 0,2% respecte del total de lantànids); o els de la península de Kola (loparita). Els minerals són esmicolats, torrats i dissolts en àcid nítric. El concentrat de lantànids resultant ja té algunes aplicacions, com la tenen també algunes de les fraccions, més o menys enriquides amb europi. Entre les tècniques de separació emprades hi ha l’extracció per solvents o la cromatografia de bescanvi iònic.

En el cas de l’europi, hom fa ús en l’extracció de la reducció d’europi (III) a europi (II), ja que aquest darrer és precipitable en forma de carbonat o coprecipitable amb sulfat de bari.

A partir del clorur d’europi (III) se n’obtenen un ample ventall de compostos d’europi, així com, per electròlisi en cèl•lules de grafit, d’europi metàl•lic.

Històricament, l’aplicació quantitativa més rellevant fou la confecció d’ortovanadat d’itri (Eu:YVO4) com a fòsfor vermell en televisors i monitors de color. Cada televisor de tub catòdic té un contingut d’europi de 0,5-1 g. A banda del fòsfor vermell, també compostos d’europi (II) han estat utilitzats per fer el fòsfor blau.

De manera similar, l’europi és utilitzat com a agent dopant en vidres de diversos dispositius optoelectrònics. El trobem, per exemple, com a agent dopant de l’aluminat d’estronci, component actiu de vidres fluorescents. Tubs fluorescents de llum negra (llum ultraviolada) utilitzen fòsfors com ara SrB4O7F:Eu2+ o SrB4O7:Eu2+.

Una aplicació dels tubs fluorescents de llum ultraviolada (llum negra, encara que també emeten en la banda blava-violada) és la comprovació de la validesa de bitllets de curs legal.

Diversos compostos d’organo-europi són emprats en tècniques de ressonància magnètica nuclear. Destacadament l’Eu(hfc)2, com a agent de desplaçament quiral, és útil en la determinació de la puresa enantiomèrica de preparats farmacològics.

Recentment, Zhong et al. (2015) estudiaven l’aplicació de la transició hiperfina d’estat basal d’ions d’europi (151Eu3+) en una matriu d’ortosilicat d’itri (Y2SiO5) per a un sistema de repetidor quàntic. Els protocols de repetició quàntica serien una de les solucions per dur a la pràctica els conceptes d’informació quàntica.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: