O ytterbium, symbool Yb en atoomnummer 70, is een lanthanide (of zeldzaam aardmetaal). Het is een zilverkleurig, kneedbaar en kneedbaar metaal. In tegenstelling tot de andere lanthaniden kan ytterbium, in oplossing en in verbindingen, de oxidatie nummer gelijk aan +2 (terwijl de meeste lanthaniden alleen NOx hebben gelijk aan +3).
Ytterbium is een element dat weinig wordt gebruikt, maar het kan worden toegepast als verbeteraar van roestvrij staal, in draagbare röntgenapparaten en in de samenstelling van atoomklokken. Het wordt geproduceerd door metalotherme reductie, waarbij lanthaan als reducerend metaal wordt gebruikt.
Jouw ontdekt tussen de 18e en 19e eeuw, gebaseerd op ertsen afkomstig uit de stad Ytterby, Zweden, de thuisbasis van vrijwel alle zeldzame aardmetalen. De naam werd echter pas officieel gemaakt aan het begin van de 20e eeuw, om precies te zijn in 1909.
Lees ook: Scandium - metaal dat goede metaallegeringen kan maken
Onderwerpen van dit artikel
- 1 - Samenvatting over ytterbium
- 2 - Eigenschappen van ytterbium
- 3 - Kenmerken van ytterbium
- 4 - Waar is ytterbium te vinden?
- 5 - Het verkrijgen van de ytterbium
- 6 - Toepassingen van ytterbium
- 7 - Geschiedenis van ytterbium
Samenvatting over ytterbium
- Ytterbium is een metaal dat behoort tot de klasse van lanthaniden of zeldzame aardmetalen.
- In metallic vorm heeft het een zilveren kleur en glans, naast dat het kneedbaar is.
- Ondanks de presentatie van NOx +3, kenmerkend voor de lanthaniden, presenteert het ook NOx +2.
- Het komt in de natuur voor gemengd met andere lanthaniden, zoals xenotime en fergusoniet.
- Het wordt verkregen door reductie met lanthaan.
- Het gebruik van ytterbium is nog beperkt, maar het kan een staalverbeteraar zijn en in atoomklokken worden gebruikt.
- De ontdekking vond plaats in de ertsen afkomstig uit de stad Ytterby, Zweden.
ytterbium eigenschappen
- Symbool: Yb
- atoomnummer: 70
- atoom massa: 173.054 a.u.u.a.
- elektronegativiteit: 1,1
- Fusie punt: 824°C
- Kookpunt: 1196°C
- Dikte: 6.903 gr.cm-3 (α-allotroop), 6,966 g.cm-3 (β allotroop)
- Elektronische configuratie: [Xe] 6s2 4f14
- chemische serie: zeldzame aardmetalen, lanthaniden
Niet stoppen nu... Er is meer na de publiciteit ;)
kenmerken van ytterbium
Ytterbium, symbool Yb, heeft een zilverkleuring en glans in metallic vorm, behalve dat het zacht, kneedbaar en enigszins kneedbaar is. Ondanks dat het relatief stabiel is, is het interessant dat de metaal worden verpakt in gesloten containers om het te beschermen tegen lucht en vocht. Trouwens, net als de andere lanthaniden kan Yb lijden verbranding in contact met lucht om ytterbium III-oxide te vormen:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Opmerking: Het oxide kan ook worden gevormd door het calcineren van ytterbiumzouten en -hydroxiden.
In oplossing, ytterbium kan ook NOx hebben gelijk aan +3, kenmerkend voor alle lanthaniden, maar zoals europium (Eu) en samarium (Sm), kan ytterbium NOx presenteren gelijk aan +2. Dit is een gevolg van uw elektronische configuratie, die eindigt op [Xe] 6s2 4f14. Door de twee elektronen van de 6s-subschil te verliezen, slaagt de gevulde 4f-subschil erin stabiliteit voor het Yb-ion te garanderen2+.
De ytterbium ook heeft drie allotrope vormen: α (alfa), β (bèta) en γ (gamma). De alfavorm bestaat tot -13 °C, terwijl de bètavorm aanwezig is bij kamertemperatuur. Bij meer dan 795 °C wordt de gammavorm gevormd. Ytterbium heeft ook 33 isotopen, waarvan er zeven stabiel zijn.
Waar is ytterbium te vinden?
het ytterbium niet het hoofdbestanddeel van enig erts. Lanthaniden (en ytterbium is geen uitzondering) komen vaak gemengd van aard voor. Bastnasiet- en monaziet-ertsen worden commercieel het meest geëxploiteerd voor lanthaniden met een lagere massa. Zo heeft ytterbium, een zwaarder lanthanide, een massaconcentratie (in de vorm van Yb2O3) minder dan 0,1% erin.
De belangrijkste zwaardere lanthanide-ertsen zijn xenotime (een yttriumfosfaat, YPO4), eudialiet, uit de silicaatgroep, en fergusoniet, uit de oxideklasse. In het xenothym is de massaconcentratie (in de vorm van Yb2O3) van ytterbium is 5,8%, terwijl het in eudialiet 2,3% is en in fergusoniet 1,4%.
Lees ook:Oorsprong van namen en symbolen van chemische elementen
Het verkrijgen van de ytterbium
Hoewel historisch gezien ytterbium werd verkregen via reductie met potassium, momenteel is de beste manier om het te verkrijgen via lanthaanreductie in inductieovens, de zogenaamde metalotherme reductie. Daarin wordt ytterbium III-oxide gereduceerd door de werking van lanthaan, waardoor ytterbium wordt verkregen in de vorm van stoom, dat condenseert en kristalliseert op specifieke punten in de inductieoven.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (S)
De bedrijfstemperatuur moet binnen het bereik van 1500 °C liggen, terwijl de druk tussen de 10 moet liggen-4 en 10-3 Schep.
ytterbium-toepassingen
Weinig bestudeerd, de toepassingen van ytterbium zijn er nog maar weinig. Een daarvan is het feit dat ytterbium verbeter interessante eigenschappen van roestvrij staal, zoals sterkte en andere mechanische eigenschappen. de isotoop 169Yb, radioactief, wordt gebruikt in draagbare röntgenapparatuur, gebruikt op plaatsen zonder elektriciteit.
O isotoop 174Yb kan worden gebruikt in atoomklokken, waarvan de precisie ten minste één seconde in 50 miljard jaar is, dat wil zeggen, het zou 50 miljard jaar duren voordat het een enkele seconde tijd mist (plus of min).
geschiedenis van ytterbium
het ytterbium begon te worden ontdekt in de 18e eeuw, met een Zweedse porseleinfabriek. In 1788 beschreef de eigenaar van de fabriek, Reinhold Geijer, ook scheikundige en mineraloog, een zwart, niet-magnetisch mineraal van dikte gelijk aan 4.223, gevonden in de Ytterby-mijn (Zweedse stad) door de amateur-geoloog Carl Axel Arrhenius. Arrenhius stuurde ook een monster van dit mineraal naar professor Johan Gadolin van Åbo Akademi in Finland.
Na enkele experimenten concludeerde Gadolin dat het erts 31 delen silica, 19 delen alumina (eigenlijk beryllium) zou bevatten. 12 delen ijzeroxide plus 38 delen van een onbekende "aarde" (vroeger was "aarde" een naam voor "oxiden").
In 1797 evalueerde Anders Gustaf Ekeberg, een chemicus uit de Zweedse stad Uppsala, de gegevens van Gadolin opnieuw en concludeerde dat het erts, onwaar, 47,5 delen van het nieuwe oxide bevatte. Ekeberg stelde de naam voor yttersten voor het mineraal en de naam ytterjord (Zweeds) of yttria (Latijn) voor het nieuwe oxide.
In de loop der jaren werd geconcludeerd dat yttria geen eenvoudig yttriumoxide was. In 1843 werd bewezen dat er ook oxiden van erbium en terbium waren. In 1878 isoleerde de Zwitserse chemicus Jean de Marignac ytterbia uit yttria., zo ver gaan om te zeggen dat zij de oxyde van een nieuw driewaardig element, ytterbium, met een molaire massa van 172 g.mol-1. In 1899 presenteerden wetenschappers Franz Exner en Eduard Haschek in Oostenrijk echter spectroscopisch bewijs dat Marignac's ytterbium geen enkel element was.
Zes jaar later gebruikte Carl Auer von Welsbach, eveneens in Oostenrijk, gefractioneerde kristallisatie om ytterbium te scheiden van Marignac op twee elementen, noemde ze aldebarium en casiopeium, en presenteerde massagegevens voor beide in december 1907.
Echter, 44 dagen voordat Welsbach zijn resultaten publiceerde, Georges Urbain presenteerde aan de Academie van Parijs de scheiding van ytterbium in twee nieuwe elementen: neoterbium en lutetium, en presenteert ook zijn massagegevens. Urbain ging zelfs zo ver te zeggen dat Welsbachs werk geen bewijs had en niet kwantitatief was.
Zo steunde het Internationale Comité voor Atoomgewichten (waarvan Urbain lid was) in 1909 de De nomenclatuur van Georges Urbain, waarbij neoyerbium (later gewoon ytterbium) wordt geplaatst met een molaire massa van 172 g.mol-1 en lutetium met een molaire massa van 174 g.mol-1.
Door Stefano Araujo Novais
Scheikundeleraar
Heb je ooit gehoord van het scheikundige element cerium? Klik hier en leer over de kenmerken, eigenschappen, toepassingen, het verkrijgen en de geschiedenis.
Lees meer over de bijzonderheden van de interne overgangselementen (actiniden en lanthaniden), die de zesde en zevende periode van groep 3 van het periodiek systeem bezetten.
Leer meer over scandium, evenals zijn kenmerken, eigenschappen, toepassingen, verkrijging en zijn geschiedenis.
Heb je ooit gehoord van het scheikundige element lutetium? Klik hier en leer over de kenmerken, eigenschappen, verkrijging, toepassingen en geschiedenis.
Heb je ooit gehoord van het chemische element yttrium? Klik hier en leer over de kenmerken, eigenschappen, toepassingen, het verkrijgen en de geschiedenis.
