Ytterbium (Yb): vlastnosti, výroba, aplikace

Ó ytterbium, symbol Yb a atomové číslo 70, je lanthanoid (nebo kov vzácných zemin). Je to stříbrný, tažný a kujný kov. Na rozdíl od ostatních lanthanoidů může ytterbium v ​​roztoku a ve sloučeninách tvořit oxidační číslo rovné +2 (zatímco většina lanthanoidů má pouze NOx rovné +3).

Ytterbium má málo použití, ale lze jej použít jako zlepšovák nerezové oceli, v přenosných rentgenových zařízeních a ve složení atomových hodin. Vyrábí se metalotermickou redukcí za použití lanthanu jako redukčního kovu.

Vaše objevené mezi 18. a 19. stoletím, založené na rudách pocházejících z města Ytterby ve Švédsku, které je domovem prakticky všech kovů vzácných zemin. Oficiálně se však její název stal až na počátku 20. století, přesněji v roce 1909.

Přečtěte si také: Scandium — kov schopný vytvářet dobré kovové slitiny

Témata tohoto článku

• 1 - Shrnutí o ytterbiu
• 2 - Vlastnosti ytterbia
• 3 - Charakteristika ytterbia
• 4 - Kde lze ytterbium nalézt?
• 5 - Získání ytterbia
• 6 - Aplikace ytterbia
• 7 - Historie ytterbia

Shrnutí o ytterbiu

• Ytterbium je kov patřící do třídy lanthanoidů nebo kovů vzácných zemin.
• V kovové podobě má stříbrnou barvu a lesk, navíc je tvárný.
• Navzdory přítomnosti NOx +3, charakteristické pro lanthanoidy, představuje také NOx +2.
• V přírodě se vyskytuje ve směsi s jinými lanthanoidy, jako je xenotime a fergusonit.
• Získává se redukcí lanthanem.
• Použití ytterbia je stále omezené, ale může být zlepšovákem oceli a může být použito v atomových hodinách.
• K jeho objevu došlo z rud pocházejících z města Ytterby ve Švédsku.

vlastnosti ytterbia

Kov ytterbium, čistota 99,9 %.

• Symbol: Yb
• protonové číslo: 70
• atomová hmotnost: 173 054 a.u.u.a.
• elektronegativita: 1,1
• Fúzní bodTeplota tání: 824 °C
• Bod varuTeplota tání: 1196 °C
• Hustota: 6,903 g.cm^-3 (a allotrop), 6,966 g.cm^-3 (β allotrop)
• Elektronická konfigurace: [Xe] 6s² 4f¹⁴
• chemická řada: kovy vzácných zemin, lanthanoidy

Nepřestávej teď... Po publicitě je toho víc ;)

vlastnosti ytterbia

Ytterbium, symbol Yb, má a stříbrné zbarvení a lesk v kovové podobě, kromě toho, že je měkký, poddajný a poněkud tažný. Přestože je relativně stabilní, je zajímavé, že kov být baleny v uzavřených obalech, aby byly chráněny před vzduchem a vlhkostí. Mimochodem, stejně jako ostatní lanthanoidy, Yb může trpět spalování ve styku se vzduchem tvoří oxid ytterbium III:

4 Yb + 3 O₂ → 2 Yb₂Ó₃

Poznámka: Oxid může vzniknout také kalcinací solí a hydroxidů ytterbia.

V roztoku ytterbium může mít také NOx rovné +3, charakteristické pro všechny lanthanoidy, avšak stejně jako europium (Eu) a samarium (Sm) může ytterbium představovat NOx rovné +2. Toto je váš důsledek elektronická konfigurace, která končí v [Xe] 6s² 4f¹⁴. Ztrátou dvou elektronů 6s podslupky se naplněné 4f podslupce podaří zaručit stabilitu iontu Yb²⁺.

I ytterbium má tři alotropní formy: α (alfa), β (beta) a γ (gama). Alfa forma existuje až do -13 °C, zatímco beta forma je přítomna při pokojové teplotě. Při teplotě nad 795 °C se tvoří gama forma. Ytterbium má také 33 izotopů, z nichž sedm je stabilních.

Kde lze ytterbium nalézt?

Fergusonit je ruda třídy oxidů, která obsahuje hmotnostní zlomek prvku ytterbium.

ytterbium není hlavní složkou žádné rudy. Lanthanidy (a ytterbium není výjimkou) se v přírodě často vyskytují smíšené. Bastnasitové a monazitové rudy jsou nejvíce komerčně využívány pro lanthanoidy s nižší hmotností. Takže ytterbium, těžší lanthanoid, má hmotnostní koncentraci (ve formě Yb₂Ó₃) méně než 0,1 % v nich.

Hlavní těžší lanthanoidové rudy jsou xenotim (fosforečnan yttrium, YPO₄), eudialit ze silikátové skupiny a fergusonit ze třídy oxidů. V xenothymu je hmotnostní koncentrace (ve formě Yb₂Ó₃) ytterbia je 5,8 %, zatímco v eudialitu je to 2,3 % a ve fergusonitu 1,4 %.

Přečtěte si také:Původ názvů a značek chemických prvků

Získání ytterbia

Ačkoli historicky bylo ytterbium získáváno redukcí pomocí draslík, v současnosti je nejlepším způsobem, jak jej získat, pomocí redukce lanthanu v indukčních pecích, tzv. metalotermická redukce. V něm se působením lanthanu redukuje oxid ytterbium III, čímž se získává ytterbium ve formě páry, která kondenzuje a krystalizuje na určitých místech v indukční peci.

Yb₂Ó₃ (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La₂Ó₃ (s)

Provozní teplota musí být v rozmezí 1500 °C, zatímco tlak musí být mezi 10^-4 a 10^-3 Lopata.

aplikace ytterbia

Málo prozkoumané, použití ytterbia je stále málo. Jedním z nich je fakt, že ytterbium zlepšit zajímavé vlastnosti nerezové oceli, jako je pevnost a další mechanické vlastnosti. izotop ¹⁶⁹Yb, radioaktivní, se používá v přenosných rentgenových přístrojích, používaných v místech bez elektřiny.

Ó izotop ¹⁷⁴Yb lze použít v atomové hodiny, jehož přesnost je alespoň jedna sekunda za 50 miliard let, to znamená, že by trvalo 50 miliard let, než by zmeškala jedinou sekundu času (plus mínus).

historie ytterbia

ytterbium začaly být objevovány v 18. století, se švédskou porcelánkou. V roce 1788 popsal majitel továrny Reinhold Geijer, rovněž chemik a mineralog, černý, nemagnetický minerál hustota rovná 4.223, nalezené v dole Ytterby (švédské město) amatérským geologem Carlem Axelem Arrheniusem. Arrenhius také poslal vzorek tohoto minerálu profesoru Johanu Gadolinovi z Åbo Akademi ve Finsku.

Po několika experimentech Gadolin dospěl k závěru, že ruda bude mít 31 dílů oxidu křemičitého, 19 dílů oxidu hlinitého (ve skutečnosti berylia), 12 dílů oxidu železa plus 38 dílů neznámé „země“ (dříve bylo „země“ název pro „oxidy“).

V roce 1797 Anders Gustaf Ekeberg, chemik ze švédského města Uppsala, přehodnotil Gadolinova data a došel k závěru, že, což není pravda, ruda obsahuje 47,5 dílů nového oxidu. Ekeberg navrhl jméno yttersten pro minerál a jméno ytterjord (švédsky) nebo yttria (lat.) pro nový oxid.

V průběhu let se dospělo k závěru, že yttria není jednoduchý oxid yttrium. V roce 1843 bylo prokázáno, že existují také oxidy erbia a terbia. V roce 1878 švýcarský chemik Jean de Marignac izoloval ytterbii z yttria., jde tak daleko, že říkám, že by to byla ona kysličník nového trojmocného prvku ytterbia o molární hmotnosti 172 g.mol^-1. V roce 1899 však v Rakousku vědci Franz Exner a Eduard Haschek předložili spektroskopický důkaz, že Marignacovo ytterbium není jediný prvek.

O šest let později také v Rakousku použil Carl Auer von Welsbach frakční krystalizaci k oddělení ytterbia od Marignac na dvou prvcích, nazývajících je aldebarium a cassiopeium, předkládá hmotnostní data pro oba v prosinci 1907.

Nicméně 44 dní předtím, než Welsbach zveřejnil své výsledky, Georges Urbain představil pařížské akademii rozdělení ytterbia na dva nové prvky: neoterbium a lutecium, která také prezentuje svá hromadná data. Urbain zašel tak daleko, že prohlásil, že Welsbachova práce postrádá důkazy a není kvantitativní.

V roce 1909 tak Mezinárodní výbor pro atomové hmotnosti (jehož byl Urbain členem) upřednostnil Nomenklatura Georgese Urbaina, umístění neoyerbium (později jen ytterbium) s molární hmotností 172 g.mol^-1 a lutecium s molární hmotností 174 g.mol^-1.

Autor: Stefano Araujo Novais
Učitel chemie

Slyšeli jste někdy o chemickém prvku cer? Klikněte sem a zjistěte o jeho vlastnostech, vlastnostech, aplikacích, získávání a historii.

Seznamte se se zvláštnostmi vnitřních přechodných prvků (aktinidů a lanthanoidů), které zaujímají šestou a sedmou periodu skupiny 3 periodické tabulky.

Zjistěte více o skandiu, stejně jako jeho charakteristikách, vlastnostech, aplikacích, získávání a jeho historii.

Už jste někdy slyšeli o chemickém prvku lutecium? Klikněte sem a zjistěte o jeho vlastnostech, vlastnostech, získávání, aplikacích a historii.

Už jste někdy slyšeli o chemickém prvku yttrium? Klikněte sem a zjistěte o jeho vlastnostech, vlastnostech, aplikacích, získávání a historii.