O itterbium, Yb szimbóluma és 70-es rendszáma, egy lantanid (vagy ritkaföldfém). Ez egy ezüst színű, képlékeny és alakítható fém. A többi lantaniddal ellentétben az itterbium oldatban és vegyületekben is jelen lehet oxidációs szám egyenlő +2-vel (míg a legtöbb lantanidban csak az NOx egyenlő +3).
Az itterbium kevéssé használható elem, de alkalmazható rozsdamentes acél javítóanyagként, hordozható röntgenkészülékekben és atomórák összetételében. Metaloterm redukcióval állítják elő, redukáló fémként lantánt használva.
A te század között fedezték fel, a svédországi Ytterby városából származó érceken alapul, ahol gyakorlatilag minden ritkaföldfém található. Nevét azonban csak a 20. század elején, pontosabban 1909-ben tették hivatalossá.
Olvasd el te is: Scandium – jó fémötvözetek készítésére alkalmas fém
Összegzés az itterbiumról
- Az itterbium a lantanidok vagy ritkaföldfémek osztályába tartozó fém.
- Fémes formában ezüst színű és fényes, amellett, hogy képlékeny.
- Annak ellenére, hogy a lantanidokra jellemző NOx +3-at mutat, NOx +2-t is tartalmaz.
- A természetben más lantanidokkal, például xenotimmal és ferguzonittal keveredve fordul elő.
- Lantánnal végzett redukcióval nyerik.
- Az itterbium felhasználása még mindig korlátozott, de lehet acéljavító, és használható atomórákban.
- Felfedezése a svédországi Ytterby városából származó ércekből történt.
itterbium tulajdonságai
- Szimbólum: Yb
- atomszám: 70
- atomtömeg: 173.054 a.u.u.a.
- elektronegativitás: 1,1
- Fúziós pontOlvadáspont: 824 °C
- ForráspontOlvadáspont: 1196 °C
- Sűrűség: 6,903 g.cm-3 (a allotróp), 6,966 g.cm-3 (β allotróp)
- Elektronikus konfiguráció: [Xe] 6s2 4f14
- kémiai sorozat: ritkaföldfémek, lantanidok
az itterbium jellemzői
Az ytterbium, az Yb szimbólum, rendelkezik a ezüst színű és fényes fémes formában, amellett, hogy puha, képlékeny és kissé képlékeny. Annak ellenére, hogy viszonylag stabil, érdekes, hogy a fém a levegőtől és a nedvességtől való védelem érdekében zárt tartályokba kell csomagolni. Egyébként a többi lantanidhoz hasonlóan Yb is szenvedhet égés levegővel érintkezve itterbium-III-oxidot képezve:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Megjegyzés: Az oxidot isterbium sók és hidroxidok kalcinálásával is előállíthatják.
Oldatban itterbium NOx értéke +3 is lehet, amely minden lantanidra jellemző, azonban az európiumhoz (Eu) és a szamáriumhoz (Sm) hasonlóan az itterbium +2-nek megfelelő NOx-ot is mutathat. Ez a te következménye elektronikus konfiguráció, amely [Xe] 6s-ra végződik2 4f14. A 6s részhéj két elektronjának elvesztésével a kitöltött 4f részhéj garantálja az Yb ion stabilitását2+.
Az itterbium is három allotróp formája van: α (alfa), β (béta) és γ (gamma). Az alfa forma -13 °C-ig, míg a béta forma szobahőmérsékleten van jelen. 795 °C felett a gamma forma képződik. Az itterbiumnak 33 izotópja is van, amelyek közül hét stabil.
Hol található az itterbium?
az itterbium nem egyik érc fő alkotóeleme. A lantanidok (és az itterbium sem kivétel) gyakran vegyesen fordulnak elő a természetben. A basztnazit és a monacit ércek a kereskedelmileg leginkább kiaknázottak kisebb tömegű lantanidok előállítására. Így az itterbium, egy nehezebb lantanid tömegkoncentrációval rendelkezik (Yb formájában2O3) kevesebb, mint 0,1% bennük.
A fő nehezebb lantanid ércek a xenotime (egy ittrium-foszfát, YPO4), az eudialitet a szilikátcsoportból és a ferguzonitot az oxidosztályból. A xenotímben a tömegkoncentráció (Yb formájában2O3) az itterbium 5,8%, míg az eudialitban 2,3%, a ferguzonitban pedig 1,4%.
Olvasd el te is:A kémiai elemek nevének és szimbólumainak eredete
Az itterbium megszerzése
Bár történelmileg az itterbiumot redukcióval nyerték kálium, jelenleg a legjobb módja annak, hogy megszerezze lantán csökkentése indukciós kemencékben, az úgynevezett metaloterm redukció. Ebben az itterbium-III-oxidot lantán hatására redukálják, így gőz formájában itterbiumot kapnak, amely az indukciós kemence meghatározott pontjain kondenzálódik és kristályosodik.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (s)
Az üzemi hőmérsékletnek 1500 °C tartományban kell lennie, míg a nyomásnak 10 között kell lennie-4 és 10-3 Lapát.
itterbium alkalmazások
Kevéssé tanulmányozott, az itterbium alkalmazása még mindig kevés. Az egyik az a tény, hogy az itterbium javítja a rozsdamentes acél érdekes tulajdonságait, mint például a szilárdság és egyéb mechanikai tulajdonságok. az izotóp 169Az Yb, radioaktív, hordozható röntgenkészülékekben használatos, olyan helyeken, ahol nincs áram.
O izotóp 174Az Yb használható atomórák, amelynek pontossága 50 milliárd év alatt legalább egy másodperc, vagyis 50 milliárd évre lenne szükség, hogy egyetlen másodpercet is kihagyjon (plusz vagy mínusz).
az itterbium története
az itterbium században kezdték felfedezni, svéd porcelángyárral. 1788-ban a gyár tulajdonosa, Reinhold Geijer, aki szintén vegyész és ásványkutató, leírt egy fekete, nem mágneses ásványt. sűrűség egyenlő 4,223-mal, amelyet Carl Axel Arrhenius amatőr geológus talált az Ytterby-bányában (svéd város). Arrenhius egy mintát is küldött ebből az ásványból Johan Gadolin professzornak, a finn Åbo Akademiből.
Néhány kísérlet után Gadolin arra a következtetésre jutott, hogy az ércben 31 rész szilícium-dioxid és 19 rész alumínium-oxid (valójában berillium) van. 12 rész vas-oxid plusz 38 rész ismeretlen „föld” (korábban a „föld” a neve „oxidok”).
1797-ben Anders Gustaf Ekeberg, a svéd uppsalai város vegyésze újraértékelte Gadolin adatait, és arra a következtetésre jutott, hogy az érc nem igaz, 47,5 rész új oxidot tartalmaz. Ekeberg javasolta a nevet yttersten az ásványhoz és a névhez ytterjord (svéd) vagy ittrium (latin) az új oxid.
Az évek során arra a következtetésre jutottak, hogy az ittrium nem egy egyszerű ittrium-oxid. 1843-ban bebizonyosodott, hogy vannak erbium- és terbium-oxidok is. 1878-ban Jean de Marignac svájci vegyész izolálta az ittriából az itterbiát., odáig megy, hogy azt mondják, ő lesz a oxid egy új háromértékű elem, az itterbium, moláris tömege 172 g.mol-1. Azonban 1899-ben Ausztriában Franz Exner és Eduard Haschek tudósok spektroszkópiai bizonyítékot mutattak be arra vonatkozóan, hogy a Marignac-féle itterbium nem egyetlen elem.
Hat évvel később, szintén Ausztriában, Carl Auer von Welsbach frakcionált kristályosítást alkalmazott az itterbium elkülönítésére Marignac két elemről, aldebáriumnak és cassiopeiumnak nevezve, mindkettőre tömegadatokat mutat be decemberben 1907.
Azonban 44 nappal Welsbach eredményeinek közzététele előtt, Georges Urbain bemutatta a Párizsi Akadémiának az itterbium két új elemre való szétválasztását: neoterbium és lutéciumtömegadatait is bemutatva. Urbain odáig ment, hogy azt mondta, Welsbach munkája nem tartalmaz bizonyítékokat, és nem volt kvantitatív.
Így 1909-ben az Atomsúlyok Nemzetközi Bizottsága (amelynek Urbain is tagja volt) előnyben részesítette a Georges Urbain nómenklatúrája, amely a 172 moláris tömegű neoyerbiumot (később csak ytterbiumot) helyezi el g.mol-1 és lutécium, moláris tömege 174 g.mol-1.
Írta: Stefano Araujo Novais
Kémia tanár