O iterbiu, simbolul Yb și numărul atomic 70, este o lantanidă (sau metal din pământuri rare). Este un metal de culoare argintie, ductil și maleabil. Spre deosebire de celelalte lantanide, iterbiul poate prezenta, în soluție și în compuși, numărul de oxidare egal cu +2 (în timp ce majoritatea lantanidelor au doar NOx egal cu +3).
Iterbiul este un element de puține utilizări, dar poate fi aplicat ca ameliorator de oțel inoxidabil, în aparatele portabile cu raze X și în compoziția ceasurilor atomice. Este produs prin reducere metalotermă, folosind lantanul ca metal reducător.
Ta descoperit între secolele al XVIII-lea şi al XIX-lea, bazat pe minereuri provenite din orașul Ytterby, Suedia, care găzduiește practic toate metalele pământurilor rare. Cu toate acestea, numele său a fost oficializat abia la începutul secolului al XX-lea, mai precis în 1909.
Citeste si: Scandiu - metal capabil să facă aliaje metalice bune
Rezumat despre itterbiu
- Iterbiul este un metal care aparține clasei lantanidelor sau a metalelor din pământuri rare.
- Sub formă metalică, are o culoare argintie și strălucire, pe lângă faptul că este maleabilă.
- În ciuda faptului că prezintă NOx +3, caracteristic lantanidelor, prezintă și NOx +2.
- Se găsește în natură în amestec cu alte lantanide, cum ar fi xenotime și fergusonit.
- Se obține prin reducere cu lantan.
- Utilizările itterbiului sunt încă limitate, dar poate fi un ameliorator de oțel și poate fi folosit în ceasurile atomice.
- Descoperirea sa a avut loc din minereurile provenite din orașul Ytterby, Suedia.
proprietățile iterbiului
- Simbol: Yb
- numar atomic: 70
- masă atomică: 173.054 a.u.u.a.
- electronegativitatea: 1,1
- Punct de fuziune: 824°C
- Punct de fierbere: 1196°C
- Densitate: 6,903 g.cm-3 (α alotrop), 6,966 g.cm-3 (β alotrop)
- Configuratie electronica: [Xe] 6s2 4f14
- seria chimica: metale pământuri rare, lantanide
caracteristicile itterbiului
Iterbiul, simbolul Yb, are a colorare argintie si stralucire in forma metalica, pe lângă faptul că este moale, maleabil și oarecum ductil. În ciuda faptului că este relativ stabil, este interesant că metal fi ambalat în recipiente închise pentru a-l proteja de aer și umiditate. Apropo, ca și celelalte lantanide, Yb poate suferi combustie în contact cu aerul pentru a forma oxid de iterbiu III:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Notă: Oxidul poate fi format și prin calcinarea sărurilor și hidroxizilor de iterbiu.
În soluție, iterbiu poate avea și NOx egal cu +3, caracteristic tuturor lantanidelor, totuși, precum europiul (Eu) și samariul (Sm), itterbiul poate prezenta NOx egal cu +2. Aceasta este o consecință a dvs configuratie electronica, care se termină în [Xe] 6s2 4f14. Prin pierderea celor doi electroni ai subcoașiei 6s, subcoaia 4f umplută reușește să garanteze stabilitatea ionului Yb2+.
Și iterbiul are trei forme alotrope: α (alfa), β (beta) și γ (gama). Forma alfa există până la -13 °C, în timp ce forma beta este prezentă la temperatura camerei. La peste 795 °C, se formează forma gamma. Itterbiul are, de asemenea, 33 de izotopi, dintre care șapte sunt stabili.
Unde poate fi găsit iterbiul?
iterbiul nu constituentul principal al oricărui minereu. Lantanidele (iar iterbiul nu face excepție) apar adesea amestecate în natură. Minereurile de bastnazit și monazit sunt cele mai exploatate comercial pentru lantanide cu masă mai mică. Astfel, yterbiul, o lantanidă mai grea, are o concentrație de masă (sub formă de Yb2O3) mai puțin de 0,1% în ele.
Principalele minereuri lantanide mai grele sunt xenotime (un fosfat de ytriu, YPO4), eudialit, din grupa silicaților, și fergusonit, din clasa oxizilor. În xenotim, concentrația de masă (sub formă de Yb2O3) de iterbiu este de 5,8%, în timp ce în eudialit este de 2,3%, iar în fergusonit, de 1,4%.
Citeste si:Originea denumirilor și simbolurilor elementelor chimice
Obținerea iterbiului
Deși istoric itterbiul a fost obținut prin reducere cu potasiu, în prezent, cel mai bun mod de a-l obține este prin reducerea lantanului în cuptoarele cu inducție, așa-numita reducere metalotermă. În acesta, oxidul de yterbiu III este redus prin acțiunea lantanului, obținându-se iterbiu sub formă de abur, care se condensează și se cristalizează în anumite puncte ale cuptorului cu inducție.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (e)
Temperatura de funcționare trebuie să fie în intervalul de 1500 °C, în timp ce presiunea trebuie să fie între 10-4 și 10-3 Lopată.
aplicații de itterbiu
Puțin studiate, aplicațiile yterbiului sunt încă puține. Unul dintre ele este faptul că yterbiul îmbunătățirea proprietăților interesante ale oțelului inoxidabil, cum ar fi rezistența și alte proprietăți mecanice. izotopul 169Yb, radioactiv, este folosit în aparatele portabile cu raze X, folosite în locuri fără electricitate.
O izotop 174Yb poate fi folosit în ceasuri atomice, a cărui precizie este de cel puțin o secundă în 50 de miliarde de ani, adică ar fi nevoie de 50 de miliarde de ani pentru a pierde o singură secundă de timp (plus sau minus).
istoria itterbiului
iterbiul a început să fie descoperit în secolul al XVIII-lea, cu o fabrică suedeză de porțelan. În 1788, proprietarul fabricii, Reinhold Geijer, de asemenea, chimist și mineralog, a descris un mineral negru, nemagnetic de densitate egal cu 4.223, găsit în mina Ytterby (orașul suedez) de către geologul amator Carl Axel Arrhenius. Arrenhius a trimis și o mostră din acest mineral profesorului Johan Gadolin de la Åbo Akademi din Finlanda.
După câteva experimente, Gadolin a concluzionat că minereul ar avea 31 de părți de silice, 19 părți de alumină (de fapt, beriliu), 12 părți de oxid de fier plus 38 de părți dintr-un „pământ” necunoscut (în trecut, „pământ” era un nume pentru „oxizi”).
În 1797, Anders Gustaf Ekeberg, un chimist din orașul suedez Uppsala, a reevaluat datele lui Gadolin, ajungând la concluzia că, neadevărat, minereul conținea 47,5 părți din noul oxid. Ekeberg a propus numele yttersten pentru mineral și nume ytterjord (suedeză) sau yttria (latină) pentru noul oxid.
De-a lungul anilor, s-a ajuns la concluzia că ytria nu este un simplu oxid de ytriu. În 1843, s-a dovedit că există și oxizi de erbiu și terbiu. În 1878, chimistul elvețian Jean de Marignac a izolat ytterbia din ytria., mergând până acolo încât să spună că ea ar fi oxid a unui nou element trivalent, iterbiul, cu masa molară 172 g.mol-1. Cu toate acestea, în 1899, în Austria, oamenii de știință Franz Exner și Eduard Haschek au prezentat dovezi spectroscopice că yterbiul lui Marignac nu era un singur element.
Șase ani mai târziu, tot în Austria, Carl Auer von Welsbach a folosit cristalizarea fracționată pentru a separa itterbiul de Marignac pe două elemente, numindu-le aldebarium și cassiopeium, prezentând date de masă pentru ambele în decembrie 1907.
Cu toate acestea, cu 44 de zile înainte ca Welsbach să-și publice rezultatele, Georges Urbain a prezentat Academiei din Paris separarea itterbiului în două elemente noi: neoterbiu și lutețiu, prezentând și datele sale de masă. Urbain a mers atât de departe încât a spus că lucrarea lui Welsbach nu avea dovezi și nu era cantitativă.
Astfel, în 1909, Comitetul Internațional pentru Greutăți Atomice (din care era membru Urbain) a favorizat Nomenclatura lui Georges Urbain, plasând neoyerbiu (mai târziu doar itterbiu) cu o masă molară de 172 g.mol-1 şi luteţiu cu o masă molară de 174 g.mol-1.
De Stefano Araujo Novais
Profesor de chimie