યુરોપિયમ : આવર્તક કોષ્ટકમાં ત્રીજા(III) સમૂહમાં આવેલ વિરલ મૃદા-ધાતુઓના સમૂહ પૈકીનું એક રાસાયણિક તત્વ. સંજ્ઞા Eu. પૃથ્વીના પોપડામાં એક સમૂહ તરીકે વિરલ (દુર્લભ) મૃદાધાતુઓનું પ્રમાણ 0.008 % હોય છે. આ પ્રમાણનો 0.05 %થી 0.2 % ભાગ યુરોપિયમનો હોય છે. કુદરતમાં તેના બે સ્થાયી સમસ્થાનિકો (isotopes) 151Eu અને 153Eu મળે છે, જેમનાં પ્રમાણ અનુક્રમે 47.82 % અને 52.18 % છે. 1889માં સમરસ્કાઇટ ખનિજના વર્ણપટમાં એક અવશોષણ પટ્ટ (band) જોતાં વિલિયમ ક્રુક્સને આ તત્વના અસ્તિત્વ અંગે શંકા પડી હતી. આ પટ્ટો નવા તત્વને કારણે છે એમ દર્શાવી તેમણે તેને ‘S’ નામ આપ્યું હતું. 1896(કેટલાકના મતે 1901)માં યૂજીન ડિમાર્કેયે આ તત્વ શોધી તેને યુરોપ ઉપરથી ‘યુરોપિયમ’ નામ આપ્યું.
વિરલ મૃદા ધાતુઓનાં ખનિજોમાં મૉનેઝાઇટ અને ઝેનોટાઇમ (બંને ફૉસ્ફેટ રૂપે) તથા બસ્ત્નેસાઇટ (ફ્લુઓકાર્બોનેટ) મુખ્ય છે. મૉનેઝાઇટ ભારત, બ્રાઝિલ, ઑસ્ટ્રેલિયા, યુ.એસ. અને દક્ષિણ આફ્રિકામાં મળી આવે છે. પ્લવન (floatation) પદ્ધતિ દ્વારા વિરલ મૃદાતત્વોનું (ઑક્સાઇડ તરીકે) પ્રમાણ 50 %થી 70 % થાય તે રીતે ખનિજનું સજ્જીકરણ (beneficiation) કરવામાં આવે છે. તેમાં 0.05 %થી 0.15 % યુરોપિયમ (Eu2O3) હોય છે.
મૉનેઝાઇટ કે બસ્ત્નેસાઇટને 120°થી 170° સે.એ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની માવજત આપી, ખુલ્લી (વિવૃત) કરી શકાય છે. પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક હોવાથી તાપમાન વધીને 250° સે. સુધી જાય છે અને વિરલ મૃદાતત્વો (નિર્જળ) સલ્ફેટમાં તથા થોરિયમ દ્રાવ્ય ફૉસ્ફેટમાં ફેરવાય છે. પ્રક્રિયા-દળ(reaction-mass)ને ઠંડા પાણીમાં નાંખતાં વિરલ મૃદા સલ્ફેટ અને થોરિયમ ક્ષારો દ્રાવ્ય બને છે. કેટલીક જટિલ રાસાયણિક વિધિઓ દ્વારા 99.9 % અથવા તેથી વધુ શુદ્ધ Eu2O3 મેળવવામાં આવે છે.
યુરોપિયમ ક્ષારોનું કૅલ્શિયમ કે આલ્કલી ધાતુ વડે અપચયન કરવાથી દ્વિસંયોજક યુરોપિયમ ક્ષારો બને છે. ધાતુ મેળવવા માટે યુરોપિયમ ઑક્સાઇડ અને લૅન્થેનમ ધાતુ અથવા મિશધાતુ(misch metal)ના મિશ્રણનું શૂન્યાવકાશી નિસ્યંદન કરવામાં આવે છે. અપચયિત (reduced) ધાતુ બાષ્પીભવન પામી ક્રૂસિબલની દીવાલના ઉપરના ભાગમાં ચળકતા સ્ફટિકમય સંઘનિત દ્રાવ (condensate) રૂપે એકઠી થાય છે. બારીક ભૂકાના સ્વરૂપમાં યુરોપિયમ ખૂબ સક્રિય હોવાથી નિષ્ક્રિય વાતાવરણ અને ખૂબ સંભાળ રાખવાં જરૂરી છે.
ગુણધર્મો : યુરોપિયમ નરમ, આઘાતવર્ધનીય (malleable) અને પોલાદ જેવા ભૂખરા (steelkgray) રંગની ધાતુ છે. તેની તાજી કાપેલી સપાટી ધાત્વિક ચળકાટ ધરાવે છે, પણ હવામાં તે ઝડપથી ઝાંખી પડે છે. બધાં જ વિરલ મૃદાતત્વોમાં બાષ્પશીલતાની દૃષ્ટિએ તે બીજું સ્થાન ધરાવે છે. તેના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો નીચે સારણીમાં આપ્યા છે.
યુરોપિયમના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો
|
ગુણધર્મ |
મૂલ્ય |
| પરમાણુક્રમાંક | 63 |
| પરમાણુભાર | 151.964 |
| ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના | 4f76s2 (અથવા 4f65d16s2) |
| ઘનતા (25° સે.) (ગ્રા./ઘસેમી.) | 5.235 |
| ગલનબિંદુ (° સે.) | 822 |
| ઉત્કલનબિંદુ (° સે.) | 1,429 |
| ઑક્સિડેશન અવસ્થા | 3+, 2+ |
| E° (M3+/M2+) (વોલ્ટ) | – 0.35 |
| E° (M3+/M) (વોલ્ટ) | – 1.99 |
| આયનીકરણ ઊર્જા (પ્રથમ) (કિજૂ/મોલ) | 547 |
| વિદ્યુત પ્રતિરોધકતા (mઓહમ-સેમી.) | 90 |
| ઉષ્મીય ન્યૂટ્રૉન આડછેદ (બાર્ન) | 420થી 13,000 |
| સ્થાયી સમસ્થાનિકો | 5 (પરમાણુદળ 151થી 155) |
રાસાયણિક રીતે યુરોપિયમ ખૂબ સક્રિય છે અને તે દૃષ્ટિએ તે વિરલ મૃદાતત્વની શ્રેણીમાં હોવાને બદલે ખરેખર તો Ca–Sr–Ba શ્રેણીમાં હોવું જોઈએ. તેના વહન (conduction) પટ્ટમાં ત્રણને બદલે માત્ર બે જ ઇલેક્ટ્રૉન હોય છે. આયર્ન, મૅંગેનીઝ, ક્રોમિયમ, ટિન, લેડ, સિલિકન અને ઝર્કોનિયમ જેવાં તત્વોના ઑક્સાઇડનું તે સહેલાઈથી અપચયન કરી શકે છે. હવામાં તે સહેલાઈથી સળગે છે. ઓરડાના તાપમાને તે પાણી સાથે ધીમી પ્રક્રિયા કરી પ્રથમ પીળું, જળદ્રાવ્ય સંયોજન, Eu(OH)2 બનાવે છે. તે ઉપચયન પામી સફેદ, જળયુક્ત (hydrous) અદ્રાવ્ય યુરોપિક ઑક્સાઇડ બનાવે છે.
આ તત્ત્વનાં સંયોજનો 1904માં અર્બેન તથા લાકૉમ્બેએ બનાવ્યાં હતાં. તેના ત્રિસંયોજક ક્ષારો આછા ગુલાબી રંગના હોય છે. દ્વિસંયોજક ક્ષારો પણ જાણીતા છે. યુરોપિયમ ક્ષારોનું કૅલ્શિયમ કે આલ્કલી ધાતુ સાથે અપચયન કરવાથી (દ્વિસંયોજક) ક્ષારો બને છે.
ઉપયોગો : તેના ઉચ્ચ અવશોષણ આડછેદને કારણે આ ધાતુ પરમાણુ-ઉદ્યોગ(atomic industry)માં મહત્વની બની છે. આ ઉદ્યોગમાં યુરોપિયમનો ઉપયોગ નિયંત્રણ શલાકા(controlrods) તથા નાભિકીય વિષ (nuclear-poison) તરીકે થાય છે. આ વિષ એ એવા પદાર્થો છે કે જે નાભિકીય ભઠ્ઠી(reactor)માં શરૂઆતની વધુ પડતી ક્રિયાશીલતાને સંતુલિત કરવા વપરાય છે. આ વિષ એવી રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે કે જેથી વધારાની ક્રિયાશીલતા જે દરે ઘટે તે જ દરે તે (વિષ) બળી જાય છે. ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિએ યુરોપિયમ ઑક્સાઇડ 1964 પછી અગત્યનો બન્યો છે. ઇટ્રિયમ ઑક્સાઇડ અથવા વેનેડેટ સાથેનું તેનું એક પ્રકારનું સંયોજન ટેલિવિઝન-ઉદ્યોગમાં સંદીપકો (phosphors) તરીકે હવે સિલ્વર સક્રિયિત ઝિંક કૅડમિયમ સલ્ફાઇડને બદલે વપરાય છે. સામાન્ય રીતે તે 19 ભાગ ઇટ્રિયમ આયનોને એક ભાગ યુરોપિયમ આયન ધરાવે છે (5 પરમાણુટકા). આ સંદીપકો તેજસ્વી લાલ રંગ આપે છે અને ટેલિવિઝનના પડદાના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે. કેટલાક દેશોમાં પ્રથમ વર્ગની ટપાલની ઇલેક્ટ્રૉનીય પરખ કરી શકાય તે માટે ટપાલની ટિકિટોના ગુંદરમાં પણ તે સંદીપક તરીકે વપરાય છે.
જ. પો. ત્રિવેદી