Det kemiske element yttrium klassificeres som et overgangsmetal og sjældent jordmetal. Det blev opdaget i 1794 af Johan Gadolin.

Opdagelse af Yttrium

Historien om yttrium’s opdagelse begynder i 1787, da Carl Arrhenius fandt et kullignende mineral i en feltspat / kvartsmine nær Ytterby, Sverige. Minen var udviklet i det tidlige 18. århundrede som et resultat af mineralbehovet i den lokale keramikindustri.

Arrhenius kaldte det sorte mineral ytterbite efter Ytterby. Bengt Geijer, inspektøren af miner i Stockholm, foretog en grov analyse af ytterbite. Han rapporterede, at mineralet indeholdt jern og spekulerede i, at det også kunne indeholde wolfram. (1), (2)

Johan Gadolin modtog en ytterbite-prøve fra Arrhenius og gennemførte en detaljeret analyse af den i 1794 i Finland. Han fandt, at den indeholdt 31% silica, 19% aluminiumoxid, 12% jernoxid og 38% af en ukendt jord. (3)

Gadolins resultater blev bekræftet i 1797 af den svenske kemiker Anders Ekeberg. Ekeberg foreslog navnet yttria for oxid af det nye jordmetal, og derfor blev det nye metal navngivet yttrium. (2)

Desværre var Gadolin og Ekeberg ikke klar over, at deres aluminiumoxidanalyser var ukorrekte.Stoffet, de identificerede som aluminiumoxid, var faktisk oxid af et andet nyt element, beryllium.

Beryllium blev opdaget et år senere, i 1798, af den franske kemiker Nicolas Louis Vauquelin. Ekeberg bekræftede derefter, at berylliumoxid var til stede i ytterbite, og aluminiumoxid var fraværende. (2)

Ytterbite blev omdøbt til gadolinit (et yttrium-jern-beryllium-silikatmineral) i 1800 af Martin Klaproth til ære for John Gadolin.

Gadolin testede yttria (yttriumoxid) egenskaber i detaljer og fandt, at den ikke smeltede selv ved de højeste temperaturer i blæserøret; det dannede også et klart farveløst glas med borax. (3) (Disse skulle være typiske egenskaber for alle de sjældne jordmetaloxider.)

Yttrium var det første sjældne jordartselement, der blev opdaget. Vi ved nu, at Gadolins yttria var urent; ud over yttriumoxid indeholdt den otte andre metaloxider i sjældne jordarter. Disse blev opdaget separat i senere år; disse metaller var: erbium, terbium, ytterbium, scandium, thulium, holmium dysprosium og lutetium.

Yttriummetal blev først opnået i 1828 i Berlin af Friedrich Wöhler som et gråt pulver ved opvarmning af vandfrit yttrium (III) -chlorid med kalium. (4)

Metallet blev produceret med høj renhed i 1953 af Frank Spedding på Ames Laboratory i Iowa ved anvendelse af ionbytningsteknikker. (5)

Udseende og karakteristika

Skadelige virkninger:

Vandopløselige forbindelser af yttrium anses for at være let toksiske, mens dets uopløselige forbindelser betragtes som ikke-toksiske.

Karakteristika:

Yttrium er et blødt, sølvfarvet metal. Yttrium findes normalt som en trivalent ion, Y3 +, i dets forbindelser. De fleste af dets forbindelser er farveløse.

Yttriums egenskaber svarer meget til de sjældne jordarter i lanthanidserien. Følgelig er yttrium klassificeret som et af de sjældne jordarter.

Det er relativt stabilt i luft som et resultat af en oxidfilm, der dannes på overfladen.

Det findelte metal antændes i luft, når den opvarmes.

Yttrium reagerer med vand til dannelse af yttriumhydroxid plus hydrogengas.

Interessant nok viser prøver af sten og støv, der er bragt tilbage fra Apollo-månelandingerne, et højt yttrium indhold. Yttriumindholdet i månens jordprøver varierede fra 54 til 213 dele pr. Million. Dette kan sammenlignes med en gennemsnitlig overflod på 33 dele pr. Million i jordskorpen. (6)

Yttrium har en usædvanlig høj affinitet for ilt med en fri dannelsesenergi for oxidet på 1817 kJ mol-1, sandsynligvis den største af ethvert element. Yttrium opløser også iltgas i relativt høje koncentrationer. (7), (8)

Anvendelse af yttrium

Yttrium bruges ofte i legeringer, hvilket øger styrken af aluminium og magnesiumlegeringer.

Det er også anvendes som deoxideringsmiddel til ikke-jernholdige metaller, såsom vanadium.

Yttrium bruges som katalysator i ethylenpolymerisation.

Yttrium-90, en radioaktiv isotop, anvendes i behandlinger til forskellige kræftformer og bruges i præcise medicinske nåle til at afbryde smerteoverførende nerver i rygmarven.

Yttriumoxid er den vigtigste forbindelse af yttrium. Det bruges til at fremstille højtemperatur superleder YBCO (yttrium barium kobberoxid). Dette stof bliver superledende ved -178 oC (hvilket betyder, at det kan holdes i en superledende tilstand ved hjælp af flydende nitrogen, snarere end dyrere og sværere at håndtere flydende helium).

Yttriumoxid bruges også til at fremstille yttrium jerngranater (Y3 Fe5O12), som er meget effektive mikrobølgefiltre, der blokerer nogle mikrobølgefrekvenser, mens de tillader andre at komme igennem i kommunikationsindretninger såsom satellitter.

Yttrium doteret med europium bruges til at producere fosfor, som giver rød farve i farve-tv-rør.

Overflod og isotoper

Overflod på jordskorpen: 33 vægtdele pr. million, 7,6 dele pr. million i mol

Overflod sol system: 10 dele pr. milliard efter vægt, 0,1 dele pr. milliard efter mol

Omkostninger, ren: $ 430 pr. 100 g

Omkostninger, bulk: $ pr. 100 g

Kilde: Yttrium forekommer i uranmalm og er til stede i næsten alle ‘sjældne jordarter’ mineraler. Det genvindes kommercielt ved modstrøm væske-væske ekstraktionsprocesser fra monazitsand og bastnaesit.Metallet kan isoleres ved reduktion af fluorid med calciummetal.

Isotoper: Yttrium har 25 isotoper, hvis halveringstid er kendt, med massetal 79 til 103. Naturligt forekommende yttrium består af sin ene stabile isotop , 89Y.

Citer denne side

For online-link skal du kopiere og indsætte et af følgende:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium</a>

eller

<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium Element Facts</a>

For at citere denne side i et akademisk dokument, brug venligst følgende MLA-kompatible henvisning:

"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.