Az ittrium kémiai elem átmenetifémnek és ritkaföldfémnek minősül. Johan Gadolin fedezte fel 1794-ben.
Adatzóna
| Besorolás: | ittrium átmenetifém & ritkaföldfém |
| Szín: | ezüstfehér |
| Atomsúly: | 88.9059 |
| Állapot: | szilárd |
| Olvadáspont: | 1525 oC, 1798 K |
| Forráspont: | 3340 oC, 3613 K |
| elektronok: | 39 |
| protonok: | 39 |
| Neutronok a legelterjedtebb izotópban: | 50 |
| Elektronhéjak: | 2,8,18,9,2 |
| Elektronkonfiguráció: | 4d1 5s2 |
| Sűrűség @ 20oC: | 4,47 g / cm3 |
Mutasson többet: Fűtések, energiák, oxidáció,
Reakció ns, vegyületek, sugarak, vezetőképesség
| Atomtérfogat: | 19,8 cm3 / mol |
| Szerkezet: | hcp: hatszögletű bezárva |
| Fajlagos hőteljesítmény | 0,30 J g-1 K -1 |
| Fúziós hő | 11,40 kJ mol-1 |
| Porlasztási hő | 423 kJ mol-1 |
| Párolgási hő | 363,0 kJ mol-1 |
| 1. ionizációs energia | 615,6 kJ mol-1 |
| 2. ionizációs energia | 1181 kJ mol-1 |
| 3. ionizációs energia | 1979,9 kJ mol-1 |
| Elektron affinitás | 29,6 kJ mol-1 |
| Minimális oxidációs szám | 0 |
| Min. általános oxidációs sz. | 0 |
| Maximális oxidációs szám | 3 |
| Max. általános oxidáció sz. | 3 |
| Elektronegativitás (Pauling-skála) | 1.22 |
| Polarizálhatóság kötet | 22,7 Å3 |
| Légreakció | erőteljes, ⇒ Y2O3 |
| Reakció 15 M HNO3-mal | erőteljes, ⇒ Y (NO3) 3 |
| Reakció 6 M HCl-lel | enyhe, ⇒ H2, YCl3 |
| Reakció 6 M NaOH-val | nincs |
| oxid (ok) | Y2O3 |
| Hidrid (ek) | YH2, YH3 |
| Klorid (s) | YCl3 |
| Atomsugár | 180 pm |
| Ionos sugár (1+ ion) | – |
| Ionos sugár (2+ ion) | – |
| Ionos sugár (3+ ion) | 104 pm |
| Ionos sugár (1-ion) | – |
| Ionos sugár (2-ion) | – |
| Ionos sugár (3 – ion) | – |
| Therma l vezetőképesség | 17,2 W m-1 K-1 |
| Elektromos vezetőképesség | 1,8 x 106 S m-1 |
| Fagyás / olvadáspont: | 1525 oC, 1798 K |
Rakéta égőkamra. Az ezüst színű bélés nikkel, króm, alumínium és ittrium ötvözete. Fotó: NASA.
Az ittriumot számos alkalmazásban használják, például köbös cirkónia drágakövek, számítógép-monitorok, fényképezőgép-objektívek és energiatakarékos világítás.
Az ittrium felfedezése
Az ittrium felfedezésének története 1787-ben kezdődik, amikor Carl Arrhenius egy szénszerű ásványi anyagot talált a svédországi Ytterby közelében található földpát / kvarcbányában. A bányát a 18. század elején fejlesztették ki a helyi fazekasipar ásványianyag-szükségleteinek eredményeként.
Arrhenius a fekete ásványt ytterbitnek nevezte Ytterby után. Bengt Geijer, a stockholmi bányák felügyelője durván elemezte az ytterbitet. Beszámolt arról, hogy az ásványi anyag vasat tartalmaz, és feltételezte, hogy volfrámot is tartalmazhat. (1), (2)
Johan Gadolin ytterbites mintát kapott Arrhenius-tól, és részletes elemzését elvégezte 1794-ben, Finnországban. Megállapította, hogy 31% szilícium-dioxidot, 19% alumínium-oxidot, 12% vas-oxidot és 38% ismeretlen földet tartalmaz. (3)
Gadolin eredményeit 1797-ben Anders Ekeberg svéd vegyész megerősítette. Ekeberg az yttria nevet javasolta az új földfém oxidjára, ezért az új fémet ittriumnak nevezték el. (2)
Sajnos Gadolin és Ekeberg nem vették észre, hogy alumínium-oxid elemzéseik helytelenek voltak.Az általuk alumínium-oxidként azonosított anyag valójában egy másik új elem, a berillium oxidja volt.
A berilliumot egy évvel később, 1798-ban fedezte fel Nicolas Louis Vauquelin francia vegyész. Ezután Ekeberg megerősítette, hogy a berilium-oxid jelen van az itterbitben, és az alumínium-oxid hiányzik. (2)
Az ytterbitet 1800-ban gadolinitnek (itrium-vas-berillium-szilikát ásványnak) nevezte át Martin Klaproth John Gadolin tiszteletére.
Gadolin részletesen tesztelte az itrium (itrium-oxid) tulajdonságait, és megállapította, hogy még a fúvócső legmagasabb hőmérsékletén sem olvadt meg; tiszta, színtelen, boraxos üveget is alkotott. (3) (Ezek a ritkaföldfém-oxidok tipikus tulajdonságai voltak.)
Az ittrium volt az első ritkaföldfém-elem, amelyet felfedeztek. Most már tudjuk, hogy Gadolin itriája tisztátalan volt; az ittrium-oxid mellett nyolc további ritkaföldfém-oxidot tartalmazott. Ezeket a későbbi években külön felfedezték; ezek a fémek a következők voltak: erbium, terbium, ytterbium, skandium, túlium, holmium dysprosium és lutetium.
Az ittriumfémet 1828-ban, Berlinben kapta meg először Friedrich Wöhler szürke por formájában, vízmentes itrium (III) -klorid káliummal történő melegítésével. (4)
A fémet nagy tisztasággal állították elő 1953-ban Frank Spedding az iowai Ames laboratóriumban ioncserélő technikák alkalmazásával. (5)
Rendkívül tiszta itrium-90-et alkalmaznak a rák kezelésében. Az ittrium-90 nagy tisztaságú elválasztással áll elő a stroncium-90-től, amely az atomreaktorokban az urán hasadási terméke. Fotó: PNNL
A szén nanocsöveket kis mennyiségű szénhidrogénből állítják elő nikkel és ittrium katalizátorok. Egy elektromos ív elpárologtatja a katalizátorokat tartalmazó anódot. Fotó: NASA.
Megjelenés és jellemzők
Káros hatások:
Vízben oldódó vegyületek az ittriumot enyhén mérgezőnek, míg oldhatatlan vegyületeit nem mérgezőnek.
Jellemzői:
Az ittrium lágy, ezüstös fém. Az ittrium általában háromértékű ionként, Y3 + -ként létezik vegyületeiben. Vegyületeinek többsége színtelen.
Az ittrium tulajdonságai nagyon hasonlóak a lantanid sorozat ritkaföldfém elemeihez. Ennek megfelelően az ittrium a ritkaföldfém elemek közé tartozik.
Viszonylag stabil a levegőben a felületén kialakuló oxid film eredményeként.
A finom eloszlású fém hevítve a levegőben meggyullad.
Az ittrium vízzel reagálva ittrium-hidroxidot és hidrogéngázt képez.
Érdekes módon az Apollo holdraszállásokból visszahozott kőzet- és porminták magas ittriumot mutatnak tartalom. A holdi talajminták ittriumtartalma 54-213 rész / millió volt. Ez összehasonlítható a földkéreg átlagos 33 milliméterrészével. (6)
Az ittriumnak kivételesen nagy affinitása van az oxigénhez, az oxid szabad képződési energiája 1817 kJ mol-1, amely valószínűleg minden elem közül a legnagyobb. Az ittrium viszonylag nagy koncentrációban oldja az oxigént is. (7), (8)
Az ittrium felhasználása
Az ittriumot gyakran használják ötvözetekben, növelve az alumínium- és magnéziumötvözetek szilárdságát.
Ez is deoxidálószerként használják színesfémekhez, például vanádiumhoz.
Az itriumot katalizátorként használják az etilénpolimerizációban.
Az ittrium-90-et, egy radioaktív izotópot használják a különféle rákos megbetegedések, precíziós orvosi tűkben használják a gerincvelőben a fájdalmat továbbító idegek elválasztására.
Az ittrium-oxid az ittrium legfontosabb vegyülete. A magas hőmérsékletű szupravezető YBCO (ittrium-bárium-réz-oxid) előállítására szolgál. Ez az anyag -178 oC-on válik szupravezetővé (vagyis folyékony nitrogén felhasználásával szupravezető állapotban tartható, nem pedig drágább és nehezebben kezelhető folyékony hélium).
Az ittrium-oxidot szintén használják ittrium-vas gránátok (Y3 Fe5O12), amelyek nagyon hatékony mikrohullámú szűrők, blokkolnak néhány mikrohullámú frekvenciát, míg másokat átengednek kommunikációs eszközökben, például műholdakon.
Az európiummal adalékolt itriumot foszforok előállítására használják, amelyek biztosítják a vörös szín a színes televíziós csövekben.
Bőség és izotópok
Bőséges földkéreg: 33 ppm tömegre, 7,6 ppm millióra vonatkoztatva
Bőséges napenergia rendszer: 10 tömegrész milliárd, mólenként 0,1 milliomodrész
Tiszta költség: 430 USD / 100 g
Költség, ömlesztve: 100 g / dollár
Forrás: Az ittrium az uránércekben fordul elő, és szinte az összes „ritkaföldfém” ásványban megtalálható. Monazit homokból és bastnaezitből ellenáramú folyadék-folyadék extrakciós eljárásokkal nyerik ki.A fémet a fluorid kalciumfémmel történő redukciójával lehet izolálni.
Izotópok: Az ittrium 25 izotóppal rendelkezik, amelyek felezési ideje ismert, tömegük 79–103. A természetesen előforduló ittrium egy stabil izotópjából áll. , 89Y.
Idézd ezt az oldalt
Online linkeléshez kérjük, másolja és illessze be az alábbiak egyikét:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium</a>
vagy
<a href="https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html">Yttrium Element Facts</a>
Ha ezt az oldalt egy tudományos dokumentumban szeretné idézni, kérjük, használja a következő MLA-kompatibilis idézetet:
"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.
