O ytterbium, symbol Yb a atómové číslo 70, je lantanoid (alebo kov vzácnych zemín). Je to strieborný, tvárny a kujný kov. Na rozdiel od iných lantanoidov môže ytterbium v roztoku a v zlúčeninách predstavovať tzv oxidačné číslo rovný +2 (zatiaľ čo väčšina lantanoidov má iba NOx rovné +3).
Ytterbium je málo využiteľný prvok, ale možno ho použiť ako zlepšovák nehrdzavejúcej ocele, v prenosných röntgenových prístrojoch a v zložení atómových hodín. Vyrába sa metalotermickou redukciou s použitím lantánu ako redukčného kovu.
Váš objavený medzi 18. a 19. storočím, na báze rúd pochádzajúcich z mesta Ytterby vo Švédsku, kde sa nachádzajú prakticky všetky kovy vzácnych zemín. Oficiálne sa však jej názov stal až začiatkom 20. storočia, presnejšie v roku 1909.
Prečítajte si tiež: Scandium — kov schopný vyrábať dobré kovové zliatiny
Zhrnutie o ytterbiu
- Ytterbium je kov patriaci do triedy lantanoidov alebo kovov vzácnych zemín.
- V kovovej podobe má striebornú farbu a lesk, okrem toho je tvárny.
- Napriek tomu, že obsahuje NOx +3, charakteristické pre lantanoidy, predstavuje tiež NOx +2.
- V prírode sa vyskytuje v zmesi s inými lantanoidmi, ako je xenotim a fergusonit.
- Získava sa redukciou lantánom.
- Použitie ytterbia je stále obmedzené, ale môže byť prostriedkom na zlepšenie ocele a môže byť použité v atómových hodinách.
- K jeho objavu došlo z rúd pochádzajúcich z mesta Ytterby vo Švédsku.
vlastnosti ytterbia
- Symbol: Yb
- atómové číslo: 70
- atómová hmotnosť: 173,054 a.u.u.a.
- elektronegativita: 1,1
- Fúzny bodTeplota topenia: 824 °C
- Bod varuTeplota topenia: 1196 °C
- Hustota: 6,903 g.cm-3 (a allotrop), 6,966 g.cm-3 (β alotróp)
- Elektronická konfigurácia: [Xe] 6 s2 4f14
- chemická séria: kovy vzácnych zemín, lantanoidy
vlastnosti ytterbia
Ytterbium, symbol Yb, má a strieborné sfarbenie a lesk v kovovej podobe, okrem toho, že je mäkký, poddajný a trochu ťažný. Napriek tomu, že je relatívne stabilný, je zaujímavé, že kov byť zabalené v uzavretých nádobách na ochranu pred vzduchom a vlhkosťou. Mimochodom, rovnako ako ostatné lantanoidy, aj Yb môže trpieť spaľovanie v kontakte so vzduchom vzniká oxid yterbium III:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Poznámka: Oxid môže vzniknúť aj kalcináciou solí a hydroxidov yterbia.
V roztoku yterbium môže mať aj NOx rovné +3, charakteristické pre všetky lantanoidy, avšak ako európium (Eu) a samárium (Sm), ytterbium môže predstavovať NOx rovné +2. Toto je tvoj dôsledok elektronická konfigurácia, ktorá končí v [Xe] 6s2 4f14. Stratou dvoch elektrónov 6s podplášťa sa vyplnenému 4f podplášťu podarí zaručiť stabilitu iónu Yb2+.
Aj ytterbium má tri alotropné formy: α (alfa), β (beta) a γ (gama). Alfa forma existuje až do -13 °C, zatiaľ čo beta forma je prítomná pri izbovej teplote. Pri teplote vyššej ako 795 °C sa tvorí gama forma. Ytterbium má tiež 33 izotopov, z ktorých sedem je stabilných.
Kde sa dá nájsť ytterbium?
yterbium nie je hlavnou zložkou žiadnej rudy. Lantanidy (a ytterbium nie je výnimkou) sa v prírode často vyskytujú zmiešane. Bastnasitové a monazitové rudy sú najviac komerčne využívané pre nižšie masové lantanoidy. Takže ytterbium, ťažší lantanoid, má hmotnostnú koncentráciu (vo forme Yb2O3) menej ako 0,1 % v nich.
Hlavnými ťažšími lantanoidovými rudami sú xenotim (fosforečnan ytritý, YPO4), eudialit zo skupiny silikátov a fergusonit z triedy oxidov. V xenotýme je hmotnostná koncentrácia (vo forme Yb2O3) yterbia je 5,8 %, zatiaľ čo v eudialite je to 2,3 % a vo fergusonite 1,4 %.
Prečítajte si tiež:Pôvod názvov a symbolov chemických prvkov
Získanie ytterbia
Hoci sa yterbium historicky získavalo redukciou s draslík, v súčasnosti je najlepším spôsobom, ako ho získať, prostredníctvom redukcia lantánu v indukčných peciach, takzvaná metalotermická redukcia. V ňom sa oxid yterbium III redukuje pôsobením lantánu, pričom sa yterbium získava vo forme pary, ktorá kondenzuje a kryštalizuje na špecifických miestach v indukčnej peci.
Yb2O3 (s) + 2 La (1) -> 2 Yb (g) + La2O3 (s)
Prevádzková teplota musí byť v rozsahu 1500 °C, pričom tlak musí byť medzi 10-4 a 10-3 Lopata.
aplikácie ytterbia
Málo študované, aplikácie ytterbia sú stále málo. Jedným z nich je fakt, že yterbium zlepšiť zaujímavé vlastnosti nehrdzavejúcej oceleako je pevnosť a iné mechanické vlastnosti. izotop 169Yb, rádioaktívny, sa používa v prenosných röntgenových prístrojoch, používaných na miestach bez elektriny.
O izotop 174Yb možno použiť v atómové hodiny, ktorého presnosť je najmenej jedna sekunda za 50 miliárd rokov, to znamená, že by trvalo 50 miliárd rokov, kým by vynechala jedinú sekundu času (plus-mínus).
história ytterbia
yterbium začali objavovať v 18. storočí, so švédskou porcelánkou. V roku 1788 opísal majiteľ továrne Reinhold Geijer, tiež chemik a mineralóg, čierny, nemagnetický minerál tzv. hustota rovná 4 223, ktorú našiel v bani Ytterby (švédske mesto) amatérsky geológ Carl Axel Arrhenius. Arrenhius poslal vzorku tohto minerálu aj profesorovi Johanovi Gadolinovi z Åbo Akademi vo Fínsku.
Po niekoľkých experimentoch Gadolin dospel k záveru, že ruda bude mať 31 dielov oxidu kremičitého, 19 dielov oxidu hlinitého (v skutočnosti berýlia), 12 dielov oxidu železa plus 38 dielov neznámej „zeme“ (predtým „zem“ bol názov pre „oxidy“).
V roku 1797 Anders Gustaf Ekeberg, chemik zo švédskeho mesta Uppsala, prehodnotil Gadolinove údaje a dospel k záveru, že nie je pravda, ruda obsahuje 47,5 dielov nového oxidu. Ekeberg navrhol meno yttersten pre minerál a názov ytterjord (švédsky) alebo ytria (lat.) pre nový oxid.
V priebehu rokov sa dospelo k záveru, že yttria nie je jednoduchý oxid ytria. V roku 1843 sa dokázalo, že existujú aj oxidy erbia a terbia. V roku 1878 izoloval švajčiarsky chemik Jean de Marignac ytterbiu z ytria., a to až tak ďaleko, že poviem, že ona bude tá oxid nového trojmocného prvku yterbia s molárnou hmotnosťou 172 g.mol-1. V roku 1899 však v Rakúsku vedci Franz Exner a Eduard Haschek predložili spektroskopický dôkaz, že Marignacovo ytterbium nie je jediný prvok.
O šesť rokov neskôr, tiež v Rakúsku, Carl Auer von Welsbach použil frakčnú kryštalizáciu na oddelenie ytterbia od Marignac na dvoch prvkoch, ktoré sa nazývajú aldebarium a cassiopeium, predstavujúce hromadné údaje pre oba v decembri 1907.
Avšak 44 dní predtým, ako Welsbach zverejnil svoje výsledky, Georges Urbain predstavil parížskej akadémii rozdelenie ytterbia na dva nové prvky: neoterbium a lutécium, pričom prezentuje aj svoje hromadné údaje. Urbain zašiel tak ďaleko, že povedal, že Welsbachovej práci chýbajú dôkazy a nie je kvantitatívna.
Preto v roku 1909 Medzinárodný výbor pre atómové hmotnosti (ktorého členom bol aj Urbain) uprednostňoval tzv. Nomenklatúra Georgesa Urbaina, umiestňujúca neoyerbium (neskôr len ytterbium) s molárnou hmotnosťou 172 g.mol-1 a lutécium s molárnou hmotnosťou 174 g.mol-1.
Autor: Stefano Araujo Novais
Učiteľ chémie
