O ytterbium, symbol Yb og atomnummer 70, er et lantanid (eller sjeldent jordmetall). Det er et sølvfarget, duktilt og formbart metall. I motsetning til de andre lantanidene, kan ytterbium presenteres, i oppløsning og i forbindelser oksidasjonsnummer lik +2 (mens de fleste lantanider bare har NOx lik +3).
Ytterbium er et element med få bruksområder, men det kan brukes som et rustfritt stålforbedringsmiddel, i bærbare røntgenapparater og i sammensetningen av atomklokker. Det produseres ved metallotermisk reduksjon, ved å bruke lantan som det reduserende metallet.
Din oppdaget mellom 1700- og 1800-tallet, basert på malm hentet fra byen Ytterby, Sverige, hjem til praktisk talt alle sjeldne jordmetaller. Imidlertid ble navnet først gjort offisielt på begynnelsen av 1900-tallet, nærmere bestemt i 1909.
Les også: Scandium - metall som er i stand til å lage gode metalllegeringer
Sammendrag om ytterbium
- Ytterbium er et metall som tilhører klassen lantanider eller sjeldne jordartsmetaller.
- I metallisk form har den sølvfarge og glans, i tillegg til å være formbar.
- Til tross for at den presenterer NOx +3, karakteristisk for lantanidene, presenterer den også NOx +2.
- Det forekommer i naturen blandet med andre lantanider, som xenotime og fergusonitt.
- Det oppnås gjennom reduksjon med lantan.
- Bruken av ytterbium er fortsatt begrenset, men det kan være en stålforbedringsmiddel og brukes i atomklokker.
- Oppdagelsen skjedde fra malmene som kom fra byen Ytterby, Sverige.
ytterbium egenskaper
- Symbol: Yb
- atomnummer: 70
- atommasse: 173.054 a.u.u.a.
- elektronegativitet: 1,1
- Fusjonspunkt: 824°C
- Kokepunkt: 1196°C
- Tetthet: 6,903 g.cm-3 (a-allotrop), 6,966 g.cm-3 (β allotrop)
- Elektronisk konfigurasjon: [Xe] 6s2 4f14
- kjemisk serie: sjeldne jordmetaller, lantanider
egenskaper til ytterbium
Ytterbium, symbol Yb, har en sølvfarging og glans i metallisk form, i tillegg til å være myk, formbar og noe formbar. Til tross for at den er relativt stabil, er det interessant at metall pakkes i lukkede beholdere for å beskytte den mot luft og fuktighet. Forresten, som de andre lantanidene, kan Yb lide forbrenning i kontakt med luft for å danne ytterbium III-oksid:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Merk: Oksydet kan også dannes ved kalsinering av ytterbiumsalter og hydroksyder.
I løsning, ytterbium kan også ha NOx lik +3, karakteristisk for alle lantanider, men som europium (Eu) og samarium (Sm), kan ytterbium presentere NOx lik +2. Dette er en konsekvens av ditt elektronisk konfigurasjon, som ender på [Xe] 6s2 4f14. Ved å miste de to elektronene i 6s-underskallet klarer det fylte 4f-underskallet å garantere stabilitet til Yb-ionet2+.
Ytterbium også har tre allotropiske former: α (alfa), β (beta) og y (gamma). Alfaformen eksisterer ned til -13 °C, mens betaformen er tilstede ved romtemperatur. Ved over 795 °C dannes gammaformen. Ytterbium har også 33 isotoper, hvorav syv er stabile.
Hvor kan ytterbium finnes?
ytterbiumet ikke hovedbestanddelen av noen malm. Lantanider (og ytterbium er intet unntak) forekommer ofte blandet i naturen. Bastnasitt- og monazittmalmer er de mest kommersielt utnyttede for lantanider med lavere masse. Dermed har ytterbium, et tyngre lantanid, en massekonsentrasjon (i form av Yb2O3) mindre enn 0,1 % i dem.
De viktigste tyngre lantanidmalmene er xenotime (et yttriumfosfat, YPO4), eudialitt, fra silikatgruppen, og fergusonitt, fra oksidklassen. I xenothymet er massekonsentrasjonen (i form av Yb2O3) av ytterbium er 5,8 %, mens det i eudialitt er 2,3 %, og i fergusonitt 1,4 %.
Les også:Opprinnelsen til navn og symboler for kjemiske elementer
Innhenting av ytterbium
Selv om historisk ytterbium ble oppnådd via reduksjon med kalium, for øyeblikket er den beste måten å få det på lantanreduksjon i induksjonsovner, den såkalte metallotermiske reduksjonen. I den reduseres ytterbium III-oksid ved virkningen av lantan, og oppnår ytterbium i form av damp, som kondenserer og krystalliserer på bestemte punkter i induksjonsovnen.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (s)
Driftstemperaturen må være i området 1500 °C, mens trykket må være mellom 10-4 og 10-3 Skuffe.
ytterbium-applikasjoner
Lite studert, bruken av ytterbium er fortsatt få. En av dem er det faktum at ytterbium forbedre de interessante egenskapene til rustfritt stål, slik som styrke og andre mekaniske egenskaper. isotopen 169Yb, radioaktiv, brukes i bærbare røntgenmaskiner, brukt på steder uten strøm.
O isotop 174Yb kan brukes i atomklokker, hvis presisjon er minst ett sekund på 50 milliarder år, det vil si at det vil ta 50 milliarder år før det går glipp av et enkelt sekund av tiden (pluss eller minus).
historie av ytterbium
ytterbiumet begynte å bli oppdaget på 1700-tallet, med en svensk porselensfabrikk. I 1788 beskrev fabrikkens eier, Reinhold Geijer, også kjemiker og mineralog, et svart, ikke-magnetisk mineral av tetthet lik 4.223, funnet i Ytterby-gruven (svensk by) av amatørgeologen Carl Axel Arrhenius. Arrenhius sendte også en prøve av dette mineralet til professor Johan Gadolin ved Åbo Akademi i Finland.
Etter noen eksperimenter konkluderte Gadolin med at malmen ville ha 31 deler silika, 19 deler alumina (egentlig beryllium), 12 deler jernoksid pluss 38 deler av en ukjent "jord" (tidligere var "jord" et navn på "oksider").
I 1797 revurderte Anders Gustaf Ekeberg, en kjemiker fra den svenske byen Uppsala, Gadolins data, og konkluderte med at malmen, usant, inneholdt 47,5 deler av det nye oksidet. Ekeberg foreslo navnet yttersten for mineralet og navnet ytterjord (svensk) eller yttria (latin) for det nye oksidet.
Gjennom årene ble det konkludert med at yttria ikke var et enkelt yttriumoksid. I 1843 ble det bevist at det også fantes oksider av erbium og terbium. I 1878 isolerte den sveitsiske kjemikeren Jean de Marignac ytterbia fra yttria., går så langt som å si at hun ville være den oksid av et nytt treverdig grunnstoff, ytterbium, med molar masse 172 g.mol-1. I 1899, i Østerrike, presenterte imidlertid forskerne Franz Exner og Eduard Haschek spektroskopiske bevis på at Marignacs ytterbium ikke var et enkelt element.
Seks år senere, også i Østerrike, brukte Carl Auer von Welsbach fraksjonert krystallisering for å skille ytterbium fra Marignac om to grunnstoffer, kaller dem aldebarium og cassiopeium, og presenterer massedata for begge i desember 1907.
Imidlertid, 44 dager før Welsbach publiserte resultatene sine, Georges Urbain presenterte for Paris Academy separasjonen av ytterbium i to nye elementer: neoterbium og lutetium, og presenterer også massedataene sine. Urbain gikk så langt som å si at Welsbachs arbeid manglet bevis og ikke var kvantitativt.
I 1909 favoriserte derfor Den internasjonale komiteen for atomvekter (som Urbain var medlem av) Georges Urbains nomenklatur, og plasserte neoyerbium (senere bare ytterbium) med en molar masse på 172 g.mol-1 og lutetium med en molar masse på 174 g.mol-1.
Av Stefano Araujo Novais
Kjemilærer
