O ytterbium, symbol Yb och atomnummer 70, är en lantanid (eller sällsynt jordartsmetall). Det är en silverfärgad, formbar och formbar metall. Till skillnad från de andra lantaniderna kan ytterbium, i lösning och i föreningar, förekomma oxidationstal lika med +2 (medan de flesta lantanider bara har NOx lika med +3).
Ytterbium är ett element med få användningsområden, men det kan användas som ett rostfritt stålförbättringsmedel, i bärbara röntgenapparater och i sammansättningen av atomur. Den produceras genom metallotermisk reduktion, med lantan som reducerande metall.
Din upptäcktes mellan 1700- och 1800-talen, baserad på malmer från staden Ytterby, Sverige, hem till praktiskt taget alla sällsynta jordartsmetaller. Dess namn gjordes dock officiellt först i början av 1900-talet, närmare bestämt 1909.
Läs också: Scandium — metall som kan göra bra metallegeringar
Sammanfattning om ytterbium
- Ytterbium är en metall som tillhör klassen lantanider eller sällsynta jordartsmetaller.
- I metallisk form har den en silverfärg och glans, förutom att den är formbar.
- Trots att den uppvisar NOx +3, karakteristisk för lantaniderna, uppvisar den också NOx +2.
- Det förekommer i naturen blandat med andra lantanider, såsom xenotime och fergusonit.
- Det erhålls genom reduktion med lantan.
- Användningen av ytterbium är fortfarande begränsad, men det kan vara ett stålförbättrare och användas i atomur.
- Dess upptäckt skedde från malmarna som kom från staden Ytterby, Sverige.
ytterbium egenskaper
- Symbol: Yb
- atomnummer: 70
- atomisk massa: 173.054 a.u.u.a.
- elektronnegativitet: 1,1
- Fusionspunkt: 824°C
- Kokpunkt: 1196°C
- Densitet: 6,903 g.cm-3 (a-allotrop), 6,966 g.cm-3 (β allotrop)
- Elektronisk konfiguration: [Xe] 6s2 4f14
- kemisk serie: sällsynta jordartsmetaller, lantanider
egenskaper hos ytterbium
Ytterbium, symbol Yb, har en silverfärgning och glans i metallisk form, förutom att vara mjuk, formbar och något formbar. Trots att det är relativt stabilt är det intressant att metall förpackas i slutna behållare för att skydda den från luft och fukt. Förresten, liksom de andra lantaniderna, kan Yb lida förbränning i kontakt med luft för att bilda ytterbium III-oxid:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Obs: Oxiden kan också bildas genom kalcinering av ytterbiumsalter och -hydroxider.
I lösning, ytterbium kan också ha NOx lika med +3, karakteristiskt för alla lantanider, men som europium (Eu) och samarium (Sm), kan ytterbium presentera NOx lika med +2. Detta är en konsekvens av ditt elektronisk konfiguration, som slutar på [Xe] 6s2 4f14. Genom att förlora de två elektronerna i 6s-underskalet, lyckas det fyllda 4f-underskalet garantera stabilitet till Yb-jonen2+.
Ytterbium också har tre allotropa former: a (alfa), p (beta) och y (gamma). Alfaformen finns ner till -13 °C, medan betaformen finns i rumstemperatur. Vid över 795 °C bildas gammaformen. Ytterbium har också 33 isotoper, varav sju är stabila.
Var kan ytterbium hittas?
ytterbium inte huvudbeståndsdelen i någon malm. Lantanider (och ytterbium är inget undantag) förekommer ofta blandat i naturen. Bastnasit- och monazitmalmer är de mest kommersiellt utnyttjade för lantanider med lägre massa. Således har ytterbium, en tyngre lantanid, en masskoncentration (i form av Yb2O3) mindre än 0,1 % i dem.
De viktigaste tyngre lantanidmalmerna är xenotim (ett yttriumfosfat, YPO4), eudialit, från silikatgruppen, och fergusonit, från oxidklassen. I xenotymen är masskoncentrationen (i form av Yb2O3) av ytterbium är 5,8 %, medan det i eudialit är 2,3 % och i fergusonit 1,4 %.
Läs också:Ursprunget för namn och symboler för kemiska grundämnen
Att få ytterbium
Även om historiskt ytterbium erhölls via reduktion med kalium, för närvarande är det bästa sättet att få det genom lantanreduktion i induktionsugnar, den så kallade metallotermiska reduktionen. I den reduceras ytterbium III-oxid genom inverkan av lantan, vilket ger ytterbium i form av ånga, som kondenserar och kristalliserar vid specifika punkter i induktionsugnen.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (s)
Driftstemperaturen måste ligga inom intervallet 1500 °C, medan trycket måste vara mellan 10-4 och 10-3 Skyffel.
ytterbiumapplikationer
Lite studerat, tillämpningarna av ytterbium är fortfarande få. En av dem är det faktum att ytterbium förbättra intressanta egenskaper hos rostfritt stål, såsom styrka och andra mekaniska egenskaper. isotopen 169Yb, radioaktivt, används i bärbara röntgenapparater, som används på platser utan elektricitet.
O isotop 174Yb kan användas i atomur, vars precision är minst en sekund på 50 miljarder år, det vill säga det skulle ta 50 miljarder år för den att missa en enda sekunds tid (plus eller minus).
ytterbiums historia
ytterbium började upptäckas på 1700-talet, med svensk porslinsfabrik. 1788 beskrev fabrikens ägare, Reinhold Geijer, även han kemist och mineralog, ett svart, icke-magnetiskt mineral av densitet lika med 4.223, funnen i Ytterbygruvan (Svensk stad) av amatörgeologen Carl Axel Arrhenius. Arrenhius skickade också ett prov av detta mineral till professor Johan Gadolin vid Åbo Akademi i Finland.
Efter några experiment drog Gadolin slutsatsen att malmen skulle ha 31 delar kiseldioxid, 19 delar aluminiumoxid (egentligen beryllium), 12 delar järnoxid plus 38 delar av en okänd "jord" (tidigare var "jord" ett namn på "oxider").
År 1797 omvärderade Anders Gustaf Ekeberg, kemist från Uppsala, Gadolins data och kom fram till att malmen, osant, innehöll 47,5 delar av den nya oxiden. Ekeberg föreslog namnet yttersten för mineralet och namnet ytterjord (svenska) eller yttria (latin) för den nya oxiden.
Under årens lopp kom man fram till att yttriumoxid inte var en enkel yttriumoxid. År 1843 bevisades det att det även fanns oxider av erbium och terbium. 1878 isolerade den schweiziska kemisten Jean de Marignac ytterbia från yttria., går så långt som att säga att hon skulle vara den oxid av ett nytt trevärt grundämne, ytterbium, med molmassa 172 g.mol-1. Men 1899, i Österrike, presenterade forskarna Franz Exner och Eduard Haschek spektroskopiska bevis för att Marignacs ytterbium inte var ett enda grundämne.
Sex år senare, även i Österrike, använde Carl Auer von Welsbach fraktionerad kristallisation för att separera ytterbium från Marignac om två grundämnen, kallar dem aldebarium och cassiopeium, presenterar massdata för båda i december 1907.
Men 44 dagar innan Welsbach publicerade sina resultat, Georges Urbain presenterade för Parisakademin uppdelningen av ytterbium i två nya element: neoterbium och lutetium, som också presenterar dess massdata. Urbain gick så långt som att säga att Welsbachs arbete saknade bevis och inte var kvantitativt.
Sålunda, 1909, favoriserade Internationella kommittén för atomvikter (där Urbain var medlem) Georges Urbains nomenklatur, placerar neoyerbium (senare bara ytterbium) med en molmassa på 172 g.mol-1 och lutetium med en molmassa av 174 g.mol-1.
Av Stefano Araujo Novais
Kemilärare
