Lantan, terb, erb

Do momentu aż Mosander nie rozpoczął dokładnych badań ziem rzadkich, wydzielone wcześniej itr i cer były uznawane za czyste pierwiastki, których właściwości w mniejszym lub większym stopniu zostały określone. Wyniki dokładnych analiz obydwu tlenków pokazały, że zawierają one dwa nowe pierwiastki, lantan i „didym”. Nazwa lantan wywodzi się od greckiego słowa „λανθανω (lantanö)” oznaczającego „w ukryciu”, w nawiązaniu do czasu jaki upłynął zanim stwierdzono jego występowanie w, wydawałoby się, dobrze poznanych próbkach. Odkrycie lantanu datuje się na rok 1839, a cer znano od 1803 roku. Drugim nowym pierwiastkiem odkrytym w cerze był „didym”, którego nazwa pochodzi z języka greckiego i oznacza bliźniaka. Nazwę te nadał Mosander innemu pierwiastkowi odkrytemu w cerze, którego właściwości były łudząco podobne do lantanu.

Później wielu chemików analizowało cer i lantan, próbując dowieść, że nie są to substancje proste, a mieszaniny wielu pierwiastków. Jednak Mosander uzyskał w miarę czyste tlenki tych metali prażąc azotan(V) ceru(III) na powietrzu, a następnie otrzymany tlenek rozpuszczając w rozcieńczonym kwasie azotowym(V). Lantan charakteryzuje się bardzo silnymi właściwościami zasadowymi, co pozwoliło na jego wydzielenie w postaci soli z roztworu w wyniku krystalizacji frakcyjnej. Proces ten wykonuje się traktując roztwór mieszaniny azotanów lantanowców tlenkiem magnezu lub gazowym amoniakiem, co powoduje wytrącenie innych metali poza lantanem. Podobną technikę zastosował w 1870 roku D. Mendelejew do rozdzielenia lantanu i didymu, przy czym zamiast amoniaku użył on uwodnionego azotanu(V) amonu, co pozwoliło na strącenie podwójnej soli amonowo lantanowej, i pozostawienie didymu w roztworze. Nad didymem zawisło inne fatum. Symbolu tego pierwiastka nie znajdziemy w układzie okresowym, a jego długa historia znajdzie się w dalszej naszej opowieści. Co należy zaznaczyć to fakt, że historia ceru właściwie zaczyna się nie od roku 1803, a dopiero trzydzieści sześć lat później.

Podobnie wygląda sytuacja w przypadku iterbu. Mosander rozpoczął analizy „iterbu” w roku 1843 zainspirowany sukcesem jaki przyniosła mu analiza ceru. W tym przypadku udało mu się znaleźć w próbkach tlenku tego metalu dwa inne pierwiastki – terb i erb. Nazwy obydwu pierwiastków pochodzą od miejscowości Ytterbia gdzie znaleziono minerał zawierający itr. Analiza tlenku iterbu pozwoliła Mosanderowi na wydzielenie trzech frakcji, bezbarwnej nazwanej przez niego „erbią”, różowej „terbii” i frakcji zawierającej „iterb”. „Erbia” zawierała pierwiastek, który obecnie nazywamy terbem, a „terbia” ten który obecnie znamy jako erb. Pomieszanie nazw związane było z trudnościami, jakie mieli wykonujący badania, w określaniu koloru praktycznie bezbarwnej „erbii”, która w roztworze wykazywała jednoznacznie różowe zabarwienie, z różową „terbią”. Wreszcie w roku 1877 ustalono ostatecznie nazwy tych pierwiastków. Uczeni badający te pierwiastki popełniali szereg kolejnych błędów określając nieprawidłowo nie tylko wzory ich tlenków, ale również ich masy atomowe. Badając inne mieszaniny pierwiastków ziem rzadkich, gdy otrzymywali brązowy tlenek nazywali go terbem nie zważając na właściwy skład.

Sytuacja w jakiej znalazły się badania metali ziem rzadkich stała się paradoksalna. Mieszaniny pierwiastków były uznawane za czyste substancje proste, a nowo odkryte pierwiastki za ich mieszaniny. Nawet analiza spektroskopowa, odgrywająca tak istotną rolę przy identyfikacji pierwiastków, bardzo często zamiast potwierdzać wyniki analiz chemicznych wprowadzała zamieszanie. Cóż, badacze dziwiętnastowieczni nie mieli jeszcze możliwości obserwacji żółtej lub zielonej fluorescencji jonów terbu, która umożliwia jego jednoznaczną identyfikację w mieszaninach.