येटेरबियम (Yb): गुण, उत्पादन, अनुप्रयोग

हे ytterbium, प्रतीक Yb और परमाणु संख्या 70, एक लैंथेनाइड (या दुर्लभ-पृथ्वी धातु) है। यह चांदी के रंग की, नमनीय और आघातवर्धनीय धातु है। अन्य लैंथेनाइड्स के विपरीत, ytterbium समाधान और यौगिकों में उपस्थित हो सकता है ऑक्सीकरण संख्या +2 के बराबर (जबकि अधिकांश लैंथेनाइड्स में केवल NOx +3 के बराबर होता है)।

Ytterbium कुछ उपयोगों का एक तत्व है, लेकिन इसे पोर्टेबल एक्स-रे उपकरणों में और परमाणु घड़ियों की संरचना में स्टेनलेस स्टील सुधारक के रूप में लागू किया जा सकता है। यह धातु को कम करने वाली धातु के रूप में लैंथेनम का उपयोग करते हुए, मेटलोथर्मिक कमी द्वारा निर्मित होता है।

आपका 18वीं और 19वीं सदी के बीच खोजा गया, येटरबी, स्वीडन के शहर से प्राप्त अयस्कों के आधार पर, लगभग सभी दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का घर है। हालाँकि, इसका नाम केवल 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में आधिकारिक रूप से 1909 में बनाया गया था।

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येटरबियम के बारे में सारांश

• येटेरबियम एक धातु है जो लैंथेनाइड्स या दुर्लभ-पृथ्वी धातुओं के वर्ग से संबंधित है।
• धात्विक रूप में, निंदनीय होने के अलावा, इसमें चांदी का रंग और चमक होती है।
• एनओएक्स +3 प्रस्तुत करने के बावजूद, लैंथेनाइड्स की विशेषता, यह एनओएक्स +2 भी प्रस्तुत करता है।
• यह प्रकृति में अन्य लैंथेनाइड्स के साथ मिश्रित होता है, जैसे कि ज़ेनोटाइम और फर्ग्यूसोनाइट।
• इसे लेण्टेनियुम द्वारा अपचयन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
• येटरबियम के उपयोग अभी भी सीमित हैं, लेकिन यह एक स्टील इम्प्रूवर हो सकता है और परमाणु घड़ियों में इस्तेमाल किया जा सकता है।
• इसकी खोज स्वीडन के येटरबी शहर से आने वाले अयस्कों से हुई।

येटरबियम गुण

येटेरबियम धातु, 99.9% शुद्ध।

• प्रतीक: यब
• परमाणु संख्या: 70
• परमाणु भार: 173.054 ए.यू.यू.ए.
• वैद्युतीयऋणात्मकता: 1,1
• संलयन बिंदु: 824 डिग्री सेल्सियस
• क्वथनांक: 1196 डिग्री सेल्सियस
• घनत्व: 6.903 ग्राम सेमी^-3 (α आवंटन), 6.966 g.cm^-3 (β अलॉट्रोपे)
• इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [एक्सई] 6 एस² 4च¹⁴
• रासायनिक श्रृंखला: दुर्लभ पृथ्वी धातु, लैंथेनाइड्स

येटेरबियम की विशेषताएं

Ytterbium, प्रतीक Yb, में एक है चांदी के रंग और धातु के रूप में चमक, नरम, निंदनीय और कुछ हद तक नमनीय होने के अलावा। अपेक्षाकृत स्थिर होने के बावजूद, यह दिलचस्प है कि धातु इसे हवा और नमी से बचाने के लिए बंद कंटेनरों में पैक किया जाना चाहिए। वैसे, अन्य लैंथेनाइड्स की तरह, Yb भी पीड़ित हो सकता है दहन येटेरबियम III ऑक्साइड बनाने के लिए हवा के संपर्क में:

4 वाईबी + 3 ओ₂ → 2 यब₂हे₃

नोट: येटर्बियम लवण और हाइड्रॉक्साइड्स के निस्तापन द्वारा भी ऑक्साइड का निर्माण किया जा सकता है।

समाधान में, ytterbium +3 के बराबर NOx भी हो सकता हैहालांकि, सभी लैंथेनाइड्स की विशेषता, यूरोपियम (ईयू) और समैरियम (एसएम) की तरह, येटरबियम एनओएक्स को +2 के बराबर पेश कर सकता है। यह आप का परिणाम है इलेक्ट्रोनिक विन्यास, जो [Xe] 6s में समाप्त होता है² 4च¹⁴. 6s सबशेल के दो इलेक्ट्रॉनों को खोकर, भरा हुआ 4f सबशेल Yb आयन को स्थिरता की गारंटी देता है²⁺.

येटरबियम भी तीन एलोट्रोपिक रूप हैं: α (अल्फा), β (बीटा) और γ (गामा)। अल्फा फॉर्म -13 डिग्री सेल्सियस तक मौजूद है, जबकि बीटा फॉर्म कमरे के तापमान पर मौजूद है। 795 डिग्री सेल्सियस से अधिक पर गामा रूप बनता है। येटेरबियम में 33 समस्थानिक भी हैं, जिनमें से सात स्थिर हैं।

येटेरबियम कहाँ पाया जा सकता है?

फर्ग्यूसोनाइट एक ऑक्साइड वर्ग का अयस्क है जिसमें येटर्बियम तत्व का एक बड़ा अंश होता है।

ytterbium किसी भी अयस्क का मुख्य घटक नहीं. लैंथेनाइड्स (और येटरबियम कोई अपवाद नहीं है) अक्सर प्रकृति में मिश्रित होते हैं। कम द्रव्यमान वाले लैंथेनाइड्स के लिए बास्टनासाइट और मोनाजाइट अयस्कों का व्यावसायिक रूप से सबसे अधिक दोहन किया जाता है। इस प्रकार, ytterbium, एक भारी lanthanide, एक बड़े पैमाने पर एकाग्रता (Yb₂हे₃) उनमें 0.1% से कम।

मुख्य भारी लैंथेनाइड अयस्क xenotime (एक येट्रियम फॉस्फेट, YPO₄), यूडायलाइट, सिलिकेट समूह से, और फर्ग्यूसोनाइट, ऑक्साइड वर्ग से। ज़ेनोथिम में, द्रव्यमान की सघनता (Yb के रूप में₂हे₃) ytterbium 5.8% है, जबकि यूडायलाइट में यह 2.3% है, और फर्ग्यूसोनाइट में 1.4% है।

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येटरबियम प्राप्त करना

यद्यपि ऐतिहासिक रूप से येटरबियम को अपचयन द्वारा प्राप्त किया गया था पोटैशियम, वर्तमान में, इसे प्राप्त करने का इसका सबसे अच्छा तरीका है प्रेरण भट्टियों में लेण्टेनियुम कमी, तथाकथित मेटलोथर्मिक कमी। इसमें, ytterbium III ऑक्साइड को लैंथेनम की क्रिया द्वारा कम किया जाता है, भाप के रूप में ytterbium प्राप्त होता है, जो प्रेरण भट्टी में विशिष्ट बिंदुओं पर संघनित और क्रिस्टलीकृत होता है।

वाई बी₂हे₃ (एस) + 2 ला (एल) → 2 वाईबी (जी) + ला₂हे₃ (एस)

ऑपरेटिंग तापमान 1500 डिग्री सेल्सियस की सीमा में होना चाहिए, जबकि दबाव 10 के बीच होना चाहिए^-4 और 10^-3 फावड़ा।

ytterbium अनुप्रयोगों

कम अध्ययन किया गया है, येटेरबियम के अनुप्रयोग अभी भी कुछ ही हैं। उनमें से एक तथ्य यह है कि ytterbium स्टेनलेस स्टील के दिलचस्प गुणों में सुधार, जैसे ताकत और अन्य यांत्रिक गुण। आइसोटोप ¹⁶⁹Yb, रेडियोधर्मी, का उपयोग पोर्टेबल एक्स-रे मशीनों में किया जाता है, जिनका उपयोग बिजली के बिना स्थानों पर किया जाता है।

हे आइसोटोप ¹⁷⁴वाईबी में इस्तेमाल किया जा सकता है परमाणु घड़ियों, जिसकी सटीकता 50 अरब वर्षों में कम से कम एक सेकंड है, यानी इसे एक सेकंड के समय (प्लस या माइनस) से चूकने में 50 अरब साल लगेंगे।

येटरबियम का इतिहास

ytterbium 18वीं शताब्दी में खोजा जाने लगा, एक स्वीडिश चीनी मिट्टी के कारखाने के साथ। 1788 में, कारखाने के मालिक, रेनहोल्ड गीजर, जो एक रसायनज्ञ और खनिज विज्ञानी भी थे, ने एक काले, गैर-चुंबकीय खनिज का वर्णन किया। घनत्व 4.223 के बराबर, शौकिया भूविज्ञानी कार्ल एक्सल अरहेनियस द्वारा येटरबी खदान (स्वीडिश शहर) में पाया गया। एरेनहियस ने इस खनिज का एक नमूना फ़िनलैंड में एबो अकादमी के प्रोफेसर जोहान गैडोलिन को भी भेजा।

कुछ प्रयोगों के बाद, गैडोलिन ने निष्कर्ष निकाला कि अयस्क में सिलिका के 31 भाग, एल्यूमिना के 19 भाग (वास्तव में बेरिलियम) होंगे, आयरन ऑक्साइड के 12 भाग और अज्ञात "पृथ्वी" के 38 भाग (पूर्व में, "पृथ्वी" किसके लिए एक नाम था) "ऑक्साइड")।

1797 में, स्वीडिश शहर उप्साला के एक रसायनज्ञ एंडर्स गुस्ताफ एकेबर्ग ने गैडोलिन के डेटा का पुनर्मूल्यांकन किया, यह निष्कर्ष निकाला कि, असत्य, अयस्क में नए ऑक्साइड के 47.5 भाग थे। एकेबर्ग ने नाम प्रस्तावित किया yttersten खनिज और नाम के लिए ytterjord (स्वीडिश) या yttria (लैटिन) नए ऑक्साइड के लिए।

इन वर्षों में, यह निष्कर्ष निकाला गया कि yttria एक साधारण yttrium ऑक्साइड नहीं था। 1843 में, यह साबित हो गया था कि एरबियम और टेरबियम के ऑक्साइड भी थे। 1878 में, स्विस रसायनशास्त्री जीन डे मरिग्नाक ने येटरबिया को येट्रिया से अलग कर दिया।, यहां तक ​​कह रहे हैं कि वह होगी ऑक्साइड मोलर द्रव्यमान 172 g.mol का एक नया त्रिसंयोजक तत्व, ytterbium^-1. हालांकि, 1899 में, ऑस्ट्रिया में, वैज्ञानिकों फ्रांज एक्सनर और एडुआर्ड हैशेक ने स्पेक्ट्रोस्कोपिक साक्ष्य प्रस्तुत किए कि मेरिग्नैक का येटरबियम एक तत्व नहीं था।

छह साल बाद, ऑस्ट्रिया में भी, कार्ल ऑउर वॉन वेल्सबैक ने येटरबियम को अलग करने के लिए भिन्नात्मक क्रिस्टलीकरण का उपयोग किया मेरिग्नैक दो तत्वों पर, उन्हें अल्डेबेरियम और कैसिओपियम कहते हुए, दिसंबर में दोनों के लिए बड़े पैमाने पर डेटा पेश करते हैं 1907.

हालाँकि, 44 दिन पहले Welsbach ने अपने परिणाम प्रकाशित किए, जॉर्जेस उरबेन ने पेरिस अकादमी को येटरबियम को दो नए तत्वों में अलग करने के लिए प्रस्तुत किया: नियोटेरबियम और ल्यूटेशियम, अपना मास डेटा भी पेश कर रहा है। अर्बेन ने तो यहां तक ​​कह दिया कि वेल्सबैक के काम में साक्ष्य की कमी है और यह मात्रात्मक नहीं है।

इस प्रकार, 1909 में, परमाणु भार पर अंतर्राष्ट्रीय समिति (जिसका शहरी एक सदस्य था) ने इसका समर्थन किया जॉर्जेस अर्बेन का नामकरण, 172 के दाढ़ द्रव्यमान के साथ नियोएरबियम (बाद में सिर्फ येटरबियम) रखना g.mol^-1 और लुटेटियम 174 g.mol के दाढ़ द्रव्यमान के साथ^-1.

स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक