57 La Lantan
Atommasse:
138,90547
Fase (ved 25 °C):
Fast
Smeltepunkt:
919 °C / 1192 K
Kokepunkt:
3464 °C / 3737 K
Vis flere fakta
Gruppe:
3
Periode:
6
Blokk:
d
Elektronkonfigurasjon:
[Xe]6s<sup>2</sup>5d<sup>1</sup>
Elektronegativitet:
1,10
Tetthet (ved 25 °C):
6,145 g/cm³
Vis færre fakta
Foto: Øystein Foss, UiO

Lantan

Lantan er et sølvhvitt metall, mykt nok til å kunne skjæres med kniv. Metallet reagerer lett med oksygen i luft og brenner lett dersom det blir antent. Lantan reagerer også raskt med vann under utvikling av hydrogengass.

Lantan har gitt navn til de 14 grunnstoffene som følger metallet i periodesystemet. Slektskapet med lantan er tydelig og gruppen kalles derfor lantanoidene. De 14 grunnstoffene har nesten den samme ytre elektronkonfigurasjonen og derfor ganske like egenskaper. Historisk var det derfor vanskelig å skille disse grunnstoffene fra hverandre.

Lantanoidene viser sterkt slektskap og har mye av de samme egenskapene. Historisk var det derfor vanskelig å skille disse grunnstoffene fra hverandre. Og det samme gjelder historien vi ønsker å fortelle på disse nettsidene. Her finner du en fellesartikkel om lantanoidene.

Anvendelser

Lantan og lantanforbindelser har noen viktige anvendelser.

En av disse er i moderne miljøvennlige batterier. Ni-MH batteriene består av positiv elektrode av Ni samt en negativ elektrode av LaNi5 ladet med hydrogen. MH står her for metallhydrid. Denne typen batteri ble utviklet på 70-tallet og har gradvis erstattet Ni-Cd batteriet som av miljømessige årsaker er uønsket. Tidlig på 90-tallet var markedsandelen 30 %.

Generelt er det stort fokus på materialer som kan lagre hydrogen og dermed for eksempel kunne brukes i biler drevet på hydrogen. Lantanlegeringer er et slik materiale - selv om det ikke tilfredstiller spesifikasjonene som kreves for at slike hydrogenlagre blir anvendt i biler idag. LaNi5 kan f.eks. absorbere mer en 400 ganger eget volum med hydrogengass og inneholder dermed i ladet tilstand mer hydrogen pr enhetsvolum enn hydrogen i væsketilstand.

Andre anvendelser

Lantanoksid benyttes i optisk glass. Dette gir høy brytningsindeks; glasset bryter lys godt.

Et spesialglass som i svært liten grad absorberer lys og som av den grunn benyttes for lang-avstands-observasjoner inneholder fluorider av lantan og andre metaller.

Folk begynte å stille seg opp foran dørene klokka 17.30

– lenge før arrangementet skulle starte. De som hadde kommet først følte på kroppen den store menneskemassen som trykket på bakfra. Da dørene åpnet klokka 18.45 forsøkte 3000 mennesker å albue seg fram til en plass i salen som bare hadde seter til halvparten. Mange måtte nøye seg med å følge det hele på TV-monitorer plassert utenfor.

Superlederen trekkes opp med en magnet.
Foto: Michael Baziljevich, FI, UiO.

Dette er ikke hentet fra en anmeldese av en rockekonsert, men er i stedet en beskrivelse av oppstusset som fulgte en ny oppdagelse som hadde potensialet til å forandre verden - oppdagelsen av høytemperatur superledere i 1986.

Hvorfor skulle dette være så revulusjonerende? For å bedre forstå det må vi gå tilbake i tid, til 1911. Det året gjorde nederlenderen Heike Kamerlingh Onnes et eksperiment der han kjølte kvikksølv ned til -269 °C, for å måle hvordan den elektriske motstanden da ville oppføre seg. Han fant til alles overraskelse av motstanden forsvant. Superledning var oppdaget. I en ring av nedkjølt superledende kvikksølv ville strømmen kunnne gå i millioner av år uten å tape seg! Det tok hele 46 år for tre vitenskapsmenn greide å lage en teori som forklarte hvordan fenomenet superledning oppstår. Deres teori viste også at det var lite trolig at superledning kunne opptre ved temperaturer særlig høyere en –240 °C. Mange forskere slo seg til ro med dette, og de hadde dessuten en fullgod teori som forklare det man observerte, inntil slutten av 1986. Da laget en gruppe av forskere ved IBMs forskningslaboratorier i Sveits et nytt materiale, et oksid av lantan, barium og kopper som kunne lede elektrisk strøm uten motstand ved bare å kjøle det ned til -180 °C. Dette materialet ble kalt høytemperatur superleder, og er et såkalt keramisk materiale, en fjern slektning av flisene på baderomsgulv. Det ble ekstra forvirring da det viste seg at en ikke kunne bruke teorien om superledning til å forklare de nye materialene. Og slik står tingenes tilstand den dag i dag! Forskerne kan ikke enes om en teori som forklarer høytemperatur superledning. Denne svært uventede oppdagelsen var starten på et gullrush i alle verdens forskningslaboratorier. I årene som fulgt ble mange nye superledere oppdaget.

Superledere finner vi idag i alle sterke elektromagneter, og for eksempel i friksjonsfrie mekaniske lagre. Langt mer iøynefallende er det at magneter kan sveve over en superleder – noe som peker mot magnetiske svevetog en gang i framtiden. Superledere påvirkes også av magnetfelt; de danner et motfelt, og det er dette motfeltet som får en magnet til å sveve over en superleder. Prinsippet kan også benyttes til å få en tung skive med magneter til å rotere raskt over en superleder, tilnærmet uten energitap og friksjon. Dette kan benyttes til energilagring. Jakten fortsetter for å forstå og for å finne anvendelser....

Navn

Navnet lantan er avledet fra greske lanthano som betyr ”jeg skjuler meg”.

Historie

Carl Gustav Mosander fra Stockholm utvant i 1839 nitratet til et nytt grunnstoff fra en ceriumprøve. Han diskuterte oppdagelsen med Berzelius som foreslo navnet på det nye grunnstoffet som hadde ”skjult seg” i ceriummineralet.

Men det var flere som jobbet med prøver som inneholdt lantan. Axel Erdmann oppdaget for eksempel samme året lantan i et nytt mineral som han fant i Langesund. Dette fikk navn etter Mosander og kalles mosandritt. Den rene metallet ble først fremstilt i 1923.

Fremstilling

Det produseres ca. 12 000 tonn lantanoksid årlig.

Forekomst

Bastnasitt, (Ce,La)CO3F, fra afganistan
Foto: R Selbekk, Naturhistorisk museum, UiO

Lantan finnes i mange mineraler. Som for de andre lantanoidene er de viktigste mineralene monazitt og bastnäsitt. Disse er derfor beskrevet generelt i fellesteksten om lantanoidene. Monazitt inneholder omtrent 25 % La; bastnäsitt rundt 38 %.