Barium Yttrium  Actinium Cer  
 Lanthan                                          57La
 engl. lanthanum; griech. lanthánein ("verstecken")
 
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Relat. Atommasse   
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
 
138,90547    
57    
920 °C    
3464 °C    
   
6,145 g/cm³   
2,5   
1,10 (Pauling)     
[Xe]5d16s2   
La-138: 0,090%   
La-139: 99,910%  
 

     

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39 sek
Ein Stück kristallines Lanthan reagiert zuerst mit Wasser und dann mit 10%iger Salzsäure.
    
GHS-Piktogramm  
 Gefahr
Gefahren (H-Sätze) 
 
H 260, EUH 014
  
(Pulver)
CAS-Nummer  
  
7439-91-0 
   
 
 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Lanthan glänzt in reiner Form silbrig, an der Luft läuft es durch Oxidation relativ schnell blaugrau oder gelbgrau an. Mit Luftfeuchtigkeit bildet sich Lanthanhydroxid. Bewahrt man Lanthan ohne Schutzflüssigkeit auf, zerfällt es zu einem grauweißen oder gelblichen Pulver. An der Luft entzündet sich Lanthan bei etwa 400°C. In fein verteilten Zustand ist das Metall pyrophor und entzündet sich von selbst. Abfälle mit Lanthaniden und ihren Verbindungen müssen daher immer in einem brandsicheren Behälter entsorgt werden. Mit kaltem Wasser reagiert Lanthan nur schwach, mit heißem Wasser und mit verdünnten Säuren erfolgt eine heftige Reaktion unter Wärmeentwicklung und Wasserstoffbildung. Alle Lanthanide, von Lanthan über Cer bis Lutetium, besitzen ähnliche Eigenschaften. Mit Zunahme der Ordnungszahl steigt ihre Dichte und ihre Tendenz zur Komplexbildung.
 
 
  Reines Lanthan, in Schutzgas aufbewahrt

Reines Lanthan
 
 Lanthan bleibt nur silbrig glänzend, wenn es unter Luftabschluss aufbewahrt wird.
  
   
Toxikologie 
Das elementare Lanthan und auch das Lanthan(III)-oxid haben nur ein geringes toxisches Potenzial. Das Freisetzen und Einatmen von Stäuben ist aber auf jeden Fall zu vermeiden. Die Stäube sind sehr reaktionsfähig und reagieren mit der Feuchtigkeit in den Schleimhäuten zu dem ätzenden und giftigen Lanthanhydroxid. Aufgrund der chemischen Ähnlichkeit ist vermutlich die Wirkung der Lanthanide und deren Verbindungen auf den Menschen ähnlich. Das feinverteilte Metall, die Oxide und Hydroxide reizen Augen und Schleimhäute. Die löslichen Verbindungen reichern sich in der Leber und in den Knochen an. Da die Lanthanide meist nur in geringen Mengen inhaliert werden - beispielsweise über Rauch von Lichtbogenlampen - liegen für eine toxikologische Beurteilung zu wenig Daten vor. 
  
Vorkommen 
Häufigkeit   weniger häufig

Lanthan ist ein Lanthanid, das in der Erdhülle nicht ganz so häufig wie Cer oder Neodym vorkommt. Die Mineralien der Seltenen Erden, die alle auch Lanthanerze enthalten, werden in drei große Gruppen eingeteilt:  

   
1.) Die Cerit-Erden enthalten vorwiegend Erze der leichteren Lanthanide von Lanthan bis Gadolinium. Im Mineralienreich gehören zu dieser Gruppe die Bastnäsite, die Cerite und die Monazite.
2.) Die Ytter-Erden enthalten neben Yttrium und Scandium vorwiegend Erze der schwereren Lanthanide von Terbium bis Ytterbium, sowie Lutetium. Die Mineraliengruppen der Euxenite, Gadolinite und Xenotime werden hierzu gezählt.
3.) Die komplexen Erze enthalten beide Arten in etwa gleichem Verhältnis.   
   
Bedeutende Lagerstätten finden sich in Kalifornien, Russland, Indien, Südafrika und im Kongo. Zunehmend kommen die Seltenen Erden auch aus China. Die wichtigsten Erze zur Lanthanherstellung sind die Mineralien der Monazit-Gruppe, die zu den Cerit-Erden gezählt werden.
  
  
 Monazit-(Ce) aus Iveland/Norwegen

Monazit
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 Die Mineralien der Monazit-Gruppe dienen zur Gewinnung der Lanthanide.
 
 
Geschichte 
Der schwedische Chemiker Carl Gustav Mosander (1797-1858) untersuchte im Jahre 1839 in Stockholm eine Cerit-Erde und fand darin ein bis dahin unbekanntes Oxid, das nicht die chemischen Eigenschaften des schon bekannten Ceroxids aufwies. Mosander benannte das im entdeckten Lanthanoxid vermutete Element nach dem griechischen Wort lanthánein ("verborgen"). Der deutsche Chemiker Martin H. Klaproth hatte bereits im Jahre 1803 das Element Cer in der gelbbraunen Erde entdeckt. Nach der Entdeckung von Mosander konnten mehrere Chemiker weitere bis dahin unbekannte Metalloxide aus der Cerit-Erde nachweisen. So wurden die Elemente Samarium, Gadolinium, Praseodym, Neodym und Europium entdeckt.  
 
  
 Die Entdeckung der Metalloxide in der Cerit-Erde

Entdeckung der Metalloxide in der Ceriterde   
 
Die Oxide wurden abgetrennt, was übrig blieb, untersuchten andere Chemiker erneut.
 
  
Herstellung     
Der wichtigste Rohstoff zur Lanthanherstellung ist der Monazitsand. Aus einem Kilogramm können etwa 220 Gramm Cer, 120 Gramm Lanthan, 100 Gramm Neodym, 30 Gramm Praseodym und eine ganze Reihe weiterer Lanthanide gewonnen werden. Das Erz wird zunächst angereichert und mit konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen. Die erhaltenen Sulfate werden in Eiswasser mit Oxalsäure als Oxalate ausgefällt und durch Glühen in die Oxide umgewandelt. Die Abtrennung des Lanthan(III)-oxids erfolgt durch Ionenaustausch und Komplexbildung. Mit steigender Ordnungszahl, vom Lanthan bis zum Ytterbium, nimmt die Tendenz zur Komplexbildung ständig zu. Diese Eigenschaft kann bei der Abtrennung ausgenutzt werden.  
   
Durch eine Reaktion mit Hydrogenfluorid erhält man Lanthan(III)-fluorid, das durch eine Schmelzflusselektrolyse oder durch eine Reduktion mit Calcium oder Magnesium zu Lanthan umgewandelt wird. Dieses Verfahrensprinzip wird bei allen Seltenerden-Metallen angewandt, so auch beim Yttrium. 
  
Verwendung 
Aufgrund seiner hohen Reaktionsfähigkeit mit Schwefel und nichtmetallischen Verunreinigungen wird das Lanthan als Legierungshilfsmittel zur Beseitigung dieser Verunreinigungen verwendet. Lanthantrioxid dient zur Herstellung hochwertiger Gläser bei optischen Geräten. Es verringert die chromatische Aberration und erhöht die Brechwerte. Cer-Eisen in Zündsteinen kann bis zu 40 Prozent Lanthan enthalten.  
 
 
 Gasanzünder mit Zündstein

 
 
 Das Cer-Eisen verbrennt beim Reiben unter Funkenbildung, es enthält auch Lanthan.
 
 
Copyright: Thomas Seilnacht
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