O itterbio, simbolo Yb e numero atomico 70, è un lantanide (o metallo delle terre rare). È un metallo color argento, duttile e malleabile. A differenza degli altri lantanidi, l'itterbio può presentare, in soluzione e in composti, l'i numero di ossidazione pari a +2 (mentre la maggior parte dei lantanidi ha solo NOx pari a +3).
L'itterbio è un elemento di pochi usi, ma può essere applicato come miglioratore dell'acciaio inossidabile, nei dispositivi portatili a raggi X e nella composizione degli orologi atomici. È prodotto per riduzione metalotermica, utilizzando il lantanio come metallo riducente.
Tuo scoperto tra il XVIII e il XIX secolo, a base di minerali provenienti dalla città di Ytterby, in Svezia, che ospita praticamente tutti i metalli delle terre rare. Tuttavia, il suo nome fu ufficializzato solo all'inizio del XX secolo, più precisamente nel 1909.
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Riassunto sull'itterbio
- L'itterbio è un metallo appartenente alla classe dei lantanidi o metalli delle terre rare.
- In forma metallica, ha un colore e una lucentezza argento, oltre ad essere malleabile.
- Pur presentando NOx +3, caratteristico dei lantanidi, presenta anche NOx +2.
- Si presenta in natura mescolato con altri lantanidi, come xenotime e fergusonite.
- Si ottiene per riduzione con lantanio.
- Gli usi dell'itterbio sono ancora limitati, ma può essere un miglioratore dell'acciaio ed essere utilizzato negli orologi atomici.
- La sua scoperta è avvenuta dai minerali provenienti dalla città di Ytterby, in Svezia.
proprietà dell'itterbio
- Simbolo: Yb
- numero atomico: 70
- massa atomica: 173.054 u.u.a.
- elettronegatività: 1,1
- Punto di fusione: 824°C
- Punto di ebollizione: 1196°C
- Densità: 6.903 g.cm-3 (α allotropo), 6,966 g.cm-3 (β allotropo)
- Configurazione elettronica: [Xe] 6s2 4f14
- serie chimica: metalli delle terre rare, lantanidi
caratteristiche dell'itterbio
L'itterbio, simbolo Yb, ha a colorazione argento e lucentezza in forma metallica, oltre ad essere morbido, malleabile e alquanto duttile. Nonostante sia relativamente stabile, è interessante che il metallo essere imballato in contenitori chiusi per proteggerlo dall'aria e dall'umidità. A proposito, come gli altri lantanidi, Yb può soffrire combustione a contatto con l'aria per formare ossido di itterbio III:
4 Yb + 3 O2 → 2Yb2O3
Nota: l'ossido può anche essere formato dalla calcinazione di sali e idrossidi di itterbio.
In soluzione, itterbio può avere anche NOx pari a +3, caratteristico di tutti i lantanidi, tuttavia, come europio (Eu) e samario (Sm), l'itterbio può presentare NOx pari a +2. Questa è una conseguenza del tuo configurazione elettronica, che termina in [Xe] 6s2 4f14. Perdendo i due elettroni della subshell 6s, la subshell 4f riempita riesce a garantire stabilità allo ione Yb2+.
Anche l'itterbio ha tre forme allotropiche: α (alfa), β (beta) e γ (gamma). La forma alfa esiste fino a -13 °C, mentre la forma beta è presente a temperatura ambiente. A oltre 795 °C si forma la forma gamma. L'itterbio ha anche 33 isotopi, sette dei quali sono stabili.
Dove si trova l'itterbio?
l'itterbio non il principale costituente di alcun minerale. I lantanidi (e l'itterbio non fa eccezione) si trovano spesso in natura mista. I minerali di bastnasite e monazite sono i più sfruttati commercialmente per i lantanidi di massa inferiore. Pertanto, l'itterbio, un lantanide più pesante, ha una concentrazione di massa (sotto forma di Yb2O3) meno dello 0,1% in essi.
I principali minerali di lantanidi più pesanti sono lo xenotime (un fosfato di ittrio, YPO4), eudialite, del gruppo dei silicati, e fergusonite, della classe degli ossidi. Nello xenotimo, la concentrazione di massa (sotto forma di Yb2O3) dell'itterbio è del 5,8%, mentre nell'eudialite è del 2,3% e nella fergusonite dell'1,4%.
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Ottenere l'itterbio
Sebbene storicamente l'itterbio sia stato ottenuto tramite riduzione con potassio, attualmente, il modo migliore per ottenerlo è tramite riduzione del lantanio nei forni ad induzione, la cosiddetta riduzione metalotermica. In esso, l'ossido di itterbio III viene ridotto dall'azione del lantanio, ottenendo itterbio sotto forma di vapore, che condensa e cristallizza in punti specifici del forno ad induzione.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (S)
La temperatura di esercizio deve essere nell'intervallo di 1500 °C, mentre la pressione deve essere compresa tra 10-4 e 10-3 Pala.
applicazioni di itterbio
Poco studiate, le applicazioni dell'itterbio sono ancora poche. Uno di questi è il fatto che l'itterbio migliorare le proprietà interessanti dell'acciaio inossidabile, come resistenza e altre proprietà meccaniche. l'isotopo 169Yb, radioattivo, viene utilizzato nelle macchine a raggi X portatili, utilizzate in luoghi privi di elettricità.
O isotopo 174Yb può essere utilizzato in orologi atomici, la cui precisione è di almeno un secondo in 50 miliardi di anni, cioè ci vorrebbero 50 miliardi di anni perché perda un solo secondo di tempo (più o meno).
storia dell'itterbio
l'itterbio cominciò a essere scoperto nel 18 ° secolo, con una fabbrica di porcellane svedese. Nel 1788, il proprietario della fabbrica, Reinhold Geijer, anch'egli chimico e mineralogista, descrisse un minerale nero non magnetico di densità pari a 4.223, rinvenuto nella miniera di Ytterby (città svedese) dal geologo dilettante Carl Axel Arrhenius. Arrenhius ha anche inviato un campione di questo minerale al professor Johan Gadolin di Åbo Akademi in Finlandia.
Dopo alcuni esperimenti, Gadolin ha concluso che il minerale avrebbe 31 parti di silice, 19 parti di allumina (in realtà berillio), 12 parti di ossido di ferro più 38 parti di una "terra" sconosciuta (precedentemente, "terra" era un nome per “ossidi”).
Nel 1797, Anders Gustaf Ekeberg, un chimico della città svedese di Uppsala, rivalutò i dati di Gadolin, concludendo che, falso, il minerale conteneva 47,5 parti del nuovo ossido. Ekeberg ha proposto il nome yttersten per il minerale e il nome giorgio (svedese) o yttria (latino) per il nuovo ossido.
Nel corso degli anni, si è concluso che l'ittrio non era un semplice ossido di ittrio. Nel 1843 fu dimostrato che esistevano anche ossidi di erbio e terbio. Nel 1878, il chimico svizzero Jean de Marignac isolò l'itterbia dall'ittria., arrivando a dire che sarebbe stata lei ossido di un nuovo elemento trivalente, l'itterbio, di massa molare 172 g.mol-1. Tuttavia, nel 1899, in Austria, gli scienziati Franz Exner e Eduard Haschek presentarono prove spettroscopiche che l'itterbio di Marignac non era un singolo elemento.
Sei anni dopo, sempre in Austria, Carl Auer von Welsbach usò la cristallizzazione frazionata per separare l'itterbio dal Marignac su due elementi, chiamandoli aldebarium e cassiopeium, presentando dati di massa per entrambi a dicembre 1907.
Tuttavia, 44 giorni prima che Welsbach pubblicasse i suoi risultati, Georges Urbain presentò all'Accademia di Parigi la separazione dell'itterbio in due nuovi elementi: neoterbio e lutezio, presentando anche i suoi dati di massa. Urbain è arrivato al punto di dire che il lavoro di Welsbach mancava di prove e non era quantitativo.
Così, nel 1909, il Comitato Internazionale dei Pesi Atomici (di cui Urbain era membro) favorì la La nomenclatura di Georges Urbain, ponendo neoyerbium (poi solo itterbio) con una massa molare di 172 g.mol-1 e lutezio con una massa molare di 174 g.mol-1.
Di Stefano Araujo Novais
Insegnante di chimica