Europium - Définition

Caractéristiques notables

Europium

L'europium est le plus réactif des éléments des terres rares. Il s'oxyde rapidement à l'air et ressemble au calcium lorsqu'il réagit avec l'eau. Comme les autres terres rares (à l'exception du lanthane), l'europium brûle dans l'air à environ 150 à 180 °C. Il est aussi dur que le plomb et assez ductile.

Refroidi à 1,8 K à une pression de 80 GPa, l’europium devient supraconducteur.

Histoire

L'europium fut découvert par Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran en 1890, qui obtint une fraction concentrée de Samarium-Gadolinium possédant des lignes spectrales n'appartenant ni au samarium ni au gadolinum. Toutefois, le crédit de la découverte est généralement attribué au chimiste français Eugène Anatole Demarçay, qui suspecta en 1896 que des échantillons de samarium récemment découverts étaient contaminés par un élément inconnu. Il fut capable d'isoler l'europium en 1901.

Applications

Les applications commerciales de l'europium sont limitées.

• Il est utilisé pour doper certains plastiques afin de faire des lasers.
• Grâce à sa bonne capacité à absorber les neutrons, on a aussi étudié son utilisation dans les réacteurs nucléaires. Majoritairement les barres de contrôle des réacteurs nucléaires des sous-marins russes utilisent l'europium.
• L'oxyde d'europium (Eu₂O₃), est utilisé pour « doper » les phosphores de tubes cathodiques notamment le vanadate d'yttrium (YVO₄) pour le rouge et le thiogallate de strontium SrGa₂S₄ pour le vert. De même dans les tubes fluorescents ou à vapeur de mercure.
• L'europium est utilisé en géochimie : il se concentre préférentiellement dans les feldspaths plagioclases calciques (anorthites). Par exemple, les highlands lunaires (anorthosites) présentent une anomalie positive en europium par rapport aux autres terres rares, alors que les mers lunaires (coulées basaltiques) sont déprimées en cet élément.
• L'europium et ses dérivés peuvent être utilisés pour modifier le déplacement chimique de certains noyaux en RMN (Résonance Magnétique Nucléaire), après fixation sélective sur des atomes de type bases de Lewis par exemple. Ceci permet de déterminer des structures moléculaires complexes de produits organiques naturels ou de synthèse.

Toxicologie, écotoxicologie

Les phénomènes de complexation et de bioaccumulation de l'Europium au niveau cellulaire et moléculaire sont longtemps restés inconnus, faute d'études. Une thèse a récemment permis d'étudier les interactions de certains cations (uranium (VI) et europium, en tant qu’analogue d'actinides trivalents) avec certaines protéines (phytochélatines) connues pour protéger les cellules des effets de l'intrusion dans un organisme végétal de métaux lourds toxiques et qu'on pensait aussi impliquées dans la séquestration des radionucléides au sein d'organismes vivants. La réactivité de leurs sous-entités constitutives (glycine, acide glutamique, cystéine ; polypeptides (glutathion réduit et oxydé) a aussi été étudiée, de même que la spéciation des contaminants en solution (stœchiométrie) et que les constantes d’équilibre associées à la formation de ces espèces.
Les sous-entités ont montré un pouvoir complexant moyennement élevé vis-à-vis des radionucléides (log ß1,1 de l’ordre de 2 ou de 5, à pH 3 ou 6 respectivement), avec des espèces produites qui sont mononucléaires (une seule molécule de ligand par espèce (1:1)) et des interactions liées aux groupements durs (oxygénés). Mais certaines phytochélatines (PC2 à PC4) complexent plus efficacement l’europium, tant pour des solutions synthétiques imitant le contexte « biologique » (pH neutre et force ionique de 0.1mol/L, etc.), que lors de contaminations cellulaires réelles par différentes quantités d'europium. Les cellules ont significativement capté l'europium.