Ö Ytterbium, Symbol Yb und Ordnungszahl 70, ist ein Lanthanoid (oder Seltenerdmetall). Es ist ein silberfarbenes, duktiles und formbares Metall. Im Gegensatz zu den anderen Lanthanoiden kann Ytterbium in Lösung und in Verbindungen die Oxidationszahl gleich +2 (während die meisten Lanthanide nur NOx gleich +3 haben).
Ytterbium ist ein Element mit wenigen Anwendungen, aber es kann als Edelstahlverbesserer, in tragbaren Röntgengeräten und in der Zusammensetzung von Atomuhren verwendet werden. Es wird durch metalothermische Reduktion unter Verwendung von Lanthan als reduzierendes Metall hergestellt.
Dein zwischen dem 18. und 19. Jahrhundert entdeckt, basierend auf Erzen aus der Stadt Ytterby, Schweden, Heimat praktisch aller Seltenerdmetalle. Der Name wurde jedoch erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts, genauer gesagt im Jahr 1909, offiziell.
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Zusammenfassung über Ytterbium
- Ytterbium ist ein Metall, das zur Klasse der Lanthanoide oder Seltenerdmetalle gehört.
- In metallischer Form hat es eine silberne Farbe und einen silbernen Glanz und ist formbar.
- Obwohl es das für Lanthanoide charakteristische NOx +3 aufweist, weist es auch NOx +2 auf.
- Es kommt in der Natur gemischt mit anderen Lanthanoiden wie Xenotim und Fergusonit vor.
- Es wird durch Reduktion mit Lanthan gewonnen.
- Die Verwendung von Ytterbium ist noch begrenzt, aber es kann ein Stahlverbesserer sein und in Atomuhren verwendet werden.
- Seine Entdeckung erfolgte aus den Erzen, die aus der Stadt Ytterby in Schweden stammen.
Ytterbium Eigenschaften
- Symbol: Ja
- Ordnungszahl: 70
- Atommasse: 173.054 aua
- Elektronegativität: 1,1
- Fusionspunkt: 824°C
- Siedepunkt: 1196°C
- Dichte: 6,903 g.cm-3 (α-Allotrop), 6,966 g.cm-3 (β-Allotrop)
- Elektronische Konfiguration: [Xe] 6s2 4f14
- chemische Reihe: Seltenerdmetalle, Lanthanide
Eigenschaften von Ytterbium
Ytterbium, Symbol Yb, hat a Silberfärbung und Glanz in metallischer Form, zusätzlich dazu, dass es weich, formbar und etwas dehnbar ist. Obwohl es relativ stabil ist, ist es interessant, dass die Metall in geschlossenen Behältern verpackt werden, um es vor Luft und Feuchtigkeit zu schützen. Übrigens kann Yb wie die anderen Lanthanide leiden Verbrennung in Kontakt mit Luft zu Ytterbium-III-Oxid:
4 Yb + 3 O2 → 2 J2Ö3
Hinweis: Das Oxid kann auch durch Calcinieren von Ytterbiumsalzen und -hydroxiden gebildet werden.
In Lösung Ytterbium kann auch NOx gleich +3 haben, charakteristisch für alle Lanthanide, jedoch wie Europium (Eu) und Samarium (Sm), kann Ytterbium NOx gleich +2 darstellen. Dies ist eine Folge Ihrer elektronische Konfiguration, die auf [Xe] 6s endet2 4f14. Durch den Verlust der beiden Elektronen der 6s-Unterschale gelingt es der gefüllten 4f-Unterschale, dem Yb-Ion Stabilität zu garantieren2+.
Auch das Ytterbium hat drei allotrope Formen: α (Alpha), β (Beta) und γ (Gamma). Die Alpha-Form existiert bis -13 °C, während die Beta-Form bei Raumtemperatur vorhanden ist. Bei über 795 °C entsteht die Gamma-Form. Ytterbium hat auch 33 Isotope, von denen sieben stabil sind.
Wo kommt Ytterbium vor?
das Ytterbium nicht der Hauptbestandteil eines Erzes. Lanthanide (und Ytterbium ist keine Ausnahme) kommen oft gemischt in der Natur vor. Bastnasit- und Monaziterze werden am kommerziellsten für Lanthanide mit geringerer Masse ausgebeutet. So hat Ytterbium, ein schwereres Lanthanid, eine Massenkonzentration (in Form von Yb2Ö3) weniger als 0,1 % in ihnen.
Die wichtigsten schwereren Lanthanidenerze sind Xenotime (ein Yttriumphosphat, YPO4), Eudialit aus der Silikatgruppe und Fergusonit aus der Oxidklasse. Im Xenothym ist die Massenkonzentration (in Form von Yb2Ö3) von Ytterbium beträgt 5,8 %, in Eudialit 2,3 % und in Fergusonit 1,4 %.
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Gewinnung des Ytterbiums
Obwohl Ytterbium historisch durch Reduktion mit erhalten wurde Kalium, derzeit ist der beste Weg, es zu erhalten, by Lanthanreduktion in Induktionsöfen, die sogenannte metalothermische Reduktion. Darin wird Ytterbium-III-oxid durch Einwirkung von Lanthan reduziert, wobei Ytterbium in Form von Dampf gewonnen wird, der an bestimmten Stellen im Induktionsofen kondensiert und kristallisiert.
Yb2Ö3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2Ö3 (S)
Die Betriebstemperatur muss im Bereich von 1500 °C liegen, während der Druck zwischen 10-4 und 10-3 Schaufel.
Ytterbium-Anwendungen
Wenig untersucht, sind die Anwendungen von Ytterbium noch gering. Eine davon ist die Tatsache, dass Ytterbium verbessern interessante Eigenschaften von Edelstahl, wie Festigkeit und andere mechanische Eigenschaften. das Isotop 169Yb, radioaktiv, wird in tragbaren Röntgengeräten verwendet, die an Orten ohne Strom verwendet werden.
Ö Isotop 174Yb kann in verwendet werden Atomuhren, dessen Genauigkeit mindestens eine Sekunde in 50 Milliarden Jahren beträgt, das heißt, es würde 50 Milliarden Jahre dauern, bis ihm eine einzige Sekunde Zeit (plus oder minus) fehlt.
Geschichte des Ytterbiums
das Ytterbium wurde im 18. Jahrhundert entdeckt, mit einer schwedischen Porzellanfabrik. 1788 beschrieb der Besitzer der Fabrik, Reinhold Geijer, ebenfalls Chemiker und Mineraloge, ein schwarzes, nicht magnetisches Mineral Dichte gleich 4.223, gefunden in der Ytterby-Mine (schwedische Stadt) vom Amateurgeologen Carl Axel Arrhenius. Arrenhius schickte auch eine Probe dieses Minerals an Professor Johan Gadolin von der Åbo Akademi in Finnland.
Nach einigen Experimenten kam Gadolin zu dem Schluss, dass das Erz 31 Teile Siliziumdioxid, 19 Teile Aluminiumoxid (eigentlich Beryllium) und 12 Teile Eisenoxid plus 38 Teile einer unbekannten „Erde“ (früher war „Erde“ ein Name für „Oxide“).
1797 bewertete Anders Gustaf Ekeberg, ein Chemiker aus der schwedischen Stadt Uppsala, die Daten von Gadolin neu und kam zu dem Schluss, dass das Erz 47,5 Teile des neuen Oxids enthielt. Ekeberg schlug den Namen vor yttersten für das Mineral und den Namen Ytterjord (schwedisch) oder Yttriumoxid (lateinisch) für das neue Oxid.
Im Laufe der Jahre wurde der Schluss gezogen, dass Yttriumoxid kein einfaches Yttriumoxid ist. 1843 wurde nachgewiesen, dass es auch Oxide von Erbium und Terbium gibt. 1878 isolierte der Schweizer Chemiker Jean de Marignac Ytterbia aus Yttriumoxid., ging so weit zu sagen, dass sie die sein würde Oxid eines neuen dreiwertigen Elements, Ytterbium, mit einer Molmasse von 172 g.mol-1. 1899 präsentierten die Wissenschaftler Franz Exner und Eduard Haschek in Österreich jedoch spektroskopische Beweise dafür, dass das Ytterbium von Marignac kein einzelnes Element war.
Sechs Jahre später nutzte Carl Auer von Welsbach ebenfalls in Österreich die fraktionierte Kristallisation, um Ytterbium abzutrennen Marignac über zwei Elemente, die er Aldebarium und Cassiopeium nennt, und präsentierte Massendaten für beide im Dezember 1907.
44 Tage bevor Welsbach seine Ergebnisse veröffentlichte, Georges Urbain stellte der Pariser Akademie die Trennung von Ytterbium in zwei neue Elemente vor: Neoterbium und Lutetium, präsentiert auch seine Massendaten. Urbain ging so weit zu sagen, dass Welsbachs Arbeit keine Beweise habe und nicht quantitativ sei.
So befürwortete 1909 das Internationale Komitee für Atomgewichte (dessen Mitglied Urbain war) die Georges Urbains Nomenklatur, die Neoyerbium (später nur Ytterbium) mit einer Molmasse von 172 platziert g.mol-1 und Lutetium mit einer Molmasse von 174 g.mol-1.
Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer