La2O3 ve Nd2O3`in sulu (HCI-H2O), karışık-sulu (HCI-CH3OH-H2O) ve susuz (HCI-CH3OH) çözücü ortamlardaki çözünürlük davranımlarının incelenmesi

Abstract

IV ÖZET Bu çalışmada, La(N03)3-6H20 ve Nd(N03)3-6H20 bileşikleri kullanılarak sentezlenen La203 ve Nd203 ile sulu (HCI-H2O), karışık-sulu (HCI-CH3OH-H2O) ve susuz (HCI-CH3OH) ortam koşullarında çözünürlük deneyleri yapılmıştır. Bu deneylerde sıcaklık ve HCI derişimi çözünürlüğe etki eden temel parametreler olarak ele alınmış ve nadir toprak çözeltilerinde iletkenlik, ortam potansiyeli (Esçe), pH ve ortam hidrojen potansiyeli (Er) değerleri incelenmiştir. La2Û3 ve Nd2C>3'in çözünürlüklerinde HCI derişiminin sıcaklıktan daha önemli bir parametre olduğu ve kullanılan tüm çözücülerde lantan çözünürlüğünün neodimyum'dan biraz daha fazla olduğu anlaşılmıştır. Sulu ortamda HCI derişimi artışı ile ilerleyen sürelerde çözünürlüklerin giderek azalmasına karşılık ortamdaki metanol miktarının artışı il,e çözünürlüklerde artış olduğu ve en yüksek çözünürlük değerlerinin HCI-CH3OH ortamında ulaşılabileceği anlaşılmıştır. Ayrıca, sulu ortamda lantan ve neodimyum arasında 1.22 kat olan çözünürlük farkının susuz ortamda 1.40 kat gibi daha yüksek bir değerde olduğu belirlenmiştir. Çözücülerdeki metanol miktarının artışı ile uyumlu olarak çözeltilerin iletkenlik, Esçe ve pH değerlerinde azalmalar, buna karşılık Er değerlerinde artışlar olduğu görülmüştür. Son olarak, çözünürlük açısından en iyi sonucun elde edildiği HCI-CH3OH ortamında oluşan lantan ve neodimyum bileşikleri elde edilmiş ve X-ışını difraksiyonu (XRD), termal (TG, DTA) ve kimyasal analiz yöntemleri kullanılarak tanımlamaları yapılmıştır. Lantanın LaCİ3-xıCH3OH + LaCİ3-)feCH30H-3H20 (xı+X2=2.35) ve neodimyumun da NdCI3XıCH3OH + NdCls-x£rfeOH-4.14hbO (xı+X2=2.8) şeklinde bileşikler oluşturduğu sonucuna varılmıştır. Oluşan bu bileşiklerde 25-1100 °C sıcaklık aralığında gözlenen değişmeler de incelenmiş, su ve metanol içeriklerinin kademeli olarak uzaklaşmasını takiben LaCİ3-»LaOCI ve NdCb->'NdCI2.37-»NdOCI dönüşümlerinin olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler Lantan, neodimyum, nadir toprak elementleri, kanşık sulu ortam çözücüleri, susuz ortam çözücüleri, metanol, hidroklorik asit.

V ABSTRACT In this study, solubility tests were done in aqueous (HCI-H20), mixed- aqueous (HCI-CH3OH-H2O) and non-aqueous (HCI-CH3OH) solvents with La203 and Nd203 synthesized using La(N03)3-6H20 and Nd(N03)3-6H20. In the experimental work, temperature and HCI concentration were considered as main parameters for dissolution and conductivity, medium potential (ESce), pH and medium hydrogen potential (ER) values of the rare-earth solutions were measured. HCI concentration was determined to be more effective on dissolution than temperature and in all the solvent systems solubility of lanthanum was observed to be slightly higher than that of neodymium. Although the solubilities decreased with increase of HCI concentrations at the final stages of the reactions in aqueous medium, it was observed to increase with increase of methanol in the solvent systems, maximum dissolutions being attained in HCI-CH3OH medium. Also, a solubility difference of 1.22 times between lanthanum and neodymium in aqueous medium was observed to increase to 1.40 times in non-aqueous medium. Increase of methanol in solvents was determined to cause corresponding decreases in conductivity, Esce and pH value and corresponding increases in Er values. Finally, lanthanum and neodymium compounds formed in HCI-CH3OH medium were isolated and identified using x-ray diffraction (XRD), thermal (TG.DTA) and chemical analysis methods. It was concluded that the lanthanum and neodymium compounds formed were LaCİ3-xıCH3OH + LaCI3X2CH3OH-3H20 (Xi+X2=2.35) and NdCI3-XiCH3OH + NdCfeoçCHsOH-^M^O (xi+X2=2.8) respectively. Also the changes in these compounds between 25-1100 °C were investigated and after stepwise removal of water and methanol contents, phase transformations were determined to be as LaCfe-^LaOCI and NdCfe^NdCfes/-» NdOCI. Key Word: Lanthanum, neodymium, rare earth elements, mixed-aqueous solvents, non-aqueous solvents, methanol, hydrochloric acid.