Διδυμίου Γεγονότα και χρήσεις

Μερικές φορές ακούτε λέξεις που μοιάζουν με ονόματα στοιχείων, όπως δίδυμο, κορόνιο ή διλίθιο. Ωστόσο, όταν κάνετε αναζήτηση στον περιοδικό πίνακα, δεν βρίσκετε αυτά τα στοιχεία.

Βασικά συμπεράσματα:Didymium

• Το διδύμιο ήταν ένα στοιχείο στον αρχικό περιοδικό πίνακα του Ντμίτρι Μεντελέεφ.
• Σήμερα, το δίδυμο δεν είναι στοιχείο, αλλά είναι ένα μείγμα στοιχείων σπανίων γαιών. Αυτά τα στοιχεία δεν είχαν διαχωριστεί το ένα από το άλλο στην εποχή του Mendeleev.
• Το δίδυμιο αποτελείται κυρίως από πρασεοδύμιο και νεοδύμιο.
• Το διδύμιο χρησιμοποιείται για το χρωματισμό του γυαλιού, για την κατασκευή γυαλιών ασφαλείας που φιλτράρουν το κίτρινο φως, για την προετοιμασία φωτογραφικών φίλτρων που αφαιρούν το πορτοκαλί φως και για την κατασκευή καταλυτών.
• Όταν προστίθεται στο γυαλί, το σωστό μείγμα νεοδυμίου και πρασεοδύμιου παράγει ένα ποτήρι που αλλάζει χρώματα ανάλογα με τη γωνία του θεατή.

Ορισμός Διδυμίου

Το διδύμιο είναι ένα μείγμα των στοιχείων σπανίων γαιών πρασεοδύμιο και νεοδύμιο και μερικές φορές άλλες σπάνιες γαίες. Ο όρος προέρχεται από την ελληνική λέξη didumus , που σημαίνει δίδυμος, με κατάληξη -ium. Η λέξη ακούγεται σαν όνομα στοιχείου επειδή κάποτε το διδύμιο θεωρούνταν στοιχείο. Στην πραγματικότητα, εμφανίζεται στον αρχικό περιοδικό πίνακα του Mendeleev.

Ιστορία και ιδιότητες διδυμίου

Ο Σουηδός χημείας Carl Mosander (1797-1858) ανακάλυψε το δίδυμο το 1843 από ένα δείγμα δημητρίου (cerite) που παρείχε ο Jons Jakob Berzelius. Ο Mosander πίστευε ότι το διδύμιο ήταν ένα στοιχείο, το οποίο είναι κατανοητό επειδή οι σπάνιες γαίες ήταν διαβόητα δύσκολο να διαχωριστούν εκείνη την εποχή. Το στοιχείο διδύμιο είχε ατομικό αριθμό 95, το σύμβολο Di και ατομικό βάρος που βασίζεται στην πεποίθηση ότι το στοιχείο ήταν δισθενές. Στην πραγματικότητα, αυτά τα στοιχεία σπανίων γαιών είναι τρισθενή, επομένως οι τιμές του Mendeleev ήταν μόνο περίπου το 67% του πραγματικού ατομικού βάρους. Το δίδυμο ήταν γνωστό ότι είναι υπεύθυνο για το ροζ χρώμα στα άλατα δημητρίου.

Σύμφωνα με τον Teodor Cleve, το διδύμιο πρέπει να αποτελείται από τουλάχιστον δύο στοιχεία το 1874. Το 1879, ο Lecoq de Boisbaudran απομόνωσε το σαμάριο από ένα δείγμα που περιείχε δίδυμο, αφήνοντας τον Carl Auer von Welsbach να διαχωρίσει τα δύο εναπομείναντα στοιχεία το 1885. Ο Welsbach ονόμασε αυτά τα δύο στοιχεία praseodidium (πράσινο δίδυμο) και νεοδιδύμιο (νέο δίδυμο). Το τμήμα "di" των ονομάτων απορρίφθηκε και αυτά τα στοιχεία έγιναν γνωστά ως πρασεοδύμιο και νεοδύμιο.

Καθώς το ορυκτό χρησιμοποιήθηκε ήδη για γυαλιά φυσητήρα γυαλιού, το όνομα διδύμιο παραμένει. Η χημική σύσταση του διδύμιου δεν είναι σταθερή, καθώς και το μείγμα μπορεί να περιέχει και άλλες σπάνιες γαίες εκτός μόνο από πρασεοδύμιο και νεοδύμιο. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το "διδύμιο" είναι το υλικό που παραμένει μετά την αφαίρεση του δημητρίου από το ορυκτό μοναζίτη. Αυτή η σύνθεση περιέχει περίπου 46% λανθάνιο, 34% νεοδύμιο και 11% γαδολίνιο, με μικρότερη ποσότητα σαμάριου και γαδολίνιου. Ενώ η αναλογία νεοδυμίου και πρασεοδύμιου ποικίλλει, το διδύμιο περιέχει συνήθως περίπου τρεις φορές περισσότερο νεοδύμιο από το πρασεοδύμιο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το στοιχείο 60 είναι αυτό που ονομάζεται νεοδύμιο.

Χρήσεις Διδυμίου

Αν και μπορεί να μην έχετε ακούσει ποτέ για το διδύμιο, μπορεί να το έχετε συναντήσει:

• Το διδύμιο και τα οξείδια σπάνιων γαιών του χρησιμοποιούνται για το χρωματισμό του γυαλιού. Το γυαλί είναι σημαντικό για τα γυαλιά ασφαλείας σιδηρουργίας και φυσήματος γυαλιού. Σε αντίθεση με τα σκούρα γυαλιά συγκόλλησης, το γυαλί διδυμίου φιλτράρει επιλεκτικά το κίτρινο φως, περίπου 589 nm, μειώνοντας τον κίνδυνο καταρράκτη του Glassblower και άλλες βλάβες, διατηρώντας παράλληλα την ορατότητα.
• Το διδύμιο χρησιμοποιείται επίσης σε φωτογραφικά φίλτρα ως οπτικό φίλτρο ζώνης. Αφαιρεί το πορτοκαλί τμήμα του φάσματος, γεγονός που το καθιστά χρήσιμο για τη βελτίωση των φωτογραφιών του φθινοπωρινού τοπίου.
• Μια αναλογία 1:1 νεοδυμίου και πρασεοδύμιου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή γυαλιού "Heliolite", ένα χρώμα γυαλιού που επινόησε ο Leo Moser τη δεκαετία του 1920 και αλλάζει χρώμα από πορτοκαλί σε κόκκινο σε πράσινο ανάλογα με το φως. Ένα χρώμα "Alexandrit" βασίζεται επίσης σε στοιχεία σπάνιων γαιών, εμφανίζοντας χρωματικές αλλαγές παρόμοιες με τον πολύτιμο λίθο αλεξανδρίτη.
• Το διδύμιο χρησιμοποιείται επίσης ως υλικό βαθμονόμησης φασματοσκοπίας και για χρήση στην κατασκευή καταλυτών πυρόλυσης πετρελαίου.

Didymium Fun Fact

Υπάρχουν αναφορές ότι το γυαλί διδύμιου χρησιμοποιήθηκε για τη μετάδοση μηνυμάτων του κώδικα Μορς σε πεδία μάχης στον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο. Το γυαλί το έκανε έτσι ώστε η φωτεινότητα του φωτός της λάμπας να μην φαίνεται να αλλάζει αισθητά στους περισσότερους θεατές, αλλά θα επέτρεπε σε έναν δέκτη που χρησιμοποιεί φιλτραρισμένα κιάλια να δείτε τον κωδικό ενεργοποίησης/απενεργοποίησης στις ζώνες απορρόφησης φωτός.

Αναφορές

• Welsbach, Carl Auer (1885), "Die Zerlegung des Didyms in seine Elemente", Monatshefte für Chemie , 6 (1):477–491.
• Venable, W. H.; Eckerle, K. L. "Didymium Glass Filters for Calibrating the Wavelength Scale of Spectrophotometers SRMs 2009, 2010, 2013 και 2014", NBS Special Publication 260-66.