Det kjemiske elementet yttrium er klassifisert som et overgangsmetall og sjeldent jordartsmetall. Den ble oppdaget i 1794 av Johan Gadolin.

Discovery of Yttrium

Historien om yttriums oppdagelse begynner i 1787, da Carl Arrhenius fant et kullignende mineral i en feltspat / kvartsgruve nær Ytterby, Sverige. Gruven ble utviklet tidlig på 1700-tallet som et resultat av mineralbehovene i den lokale keramikkindustrien.

Arrhenius kalte det svarte mineralet ytterbite etter Ytterby. Bengt Geijer, inspektøren av gruver i Stockholm, utførte en grov analyse av ytterbitt. Han rapporterte at mineralet inneholdt jern og spekulerte i at det også kunne inneholde wolfram. (1), (2)

Johan Gadolin mottok en ytterbittprøve fra Arrhenius og utførte en detaljert analyse av den i 1794, i Finland. Han fant at den inneholdt 31% silisiumdioksyd, 19% alumina, 12% jernoksid og 38% av en ukjent jord. (3)

Gadolins resultater ble bekreftet i 1797 av svensk kjemiker Anders Ekeberg. Ekeberg foreslo navnet yttria for oksidet av det nye jordmetallet, og derfor ble det nye metallet kalt yttrium. (2)

Dessverre skjønte Gadolin og Ekeberg ikke at deres aluminiumoksydanalyser var feil.Stoffet de identifiserte som aluminiumoksyd var faktisk oksidet av et annet nytt element, beryllium.

Beryllium ble oppdaget et år senere, i 1798, av den franske kjemikeren Nicolas Louis Vauquelin. Ekeberg bekreftet deretter at berylliumoksid var til stede i ytterbitt og aluminiumoksyd var fraværende. (2)

Ytterbite ble omdøpt til gadolinitt (et yttrium-jern-beryllium-silikatmineral) i 1800 av Martin Klaproth til ære for John Gadolin.

Gadolin testet egenskapene til yttria (yttriumoksid) i detalj og fant at den ikke smeltet selv ved de høyeste temperaturene i blåserøret; det dannet også et klart fargeløst glass med boraks. (3) (Dette skulle være typiske egenskaper til alle metalloksydene til sjeldne jordarter.)

Yttrium var det første sjeldne jordartselementet som ble oppdaget. Vi vet nå at Gadolins yttria var urent; i tillegg til yttriumoksid, inneholdt den åtte andre sjeldne jordartsmetalloksider. Disse ble oppdaget hver for seg senere år; disse metallene var: erbium, terbium, ytterbium, scandium, thulium, holmium dysprosium og lutetium.

Yttriummetall ble først oppnådd i 1828, i Berlin, av Friedrich Wöhler som et grått pulver ved oppvarming av vannfritt yttrium (III) klorid med kalium. (4)

Metallet ble produsert med høy renhet i 1953 av Frank Spedding ved Ames Laboratory, Iowa, ved bruk av ionebytsteknikker. (5)

Utseende og egenskaper

Skadelige effekter:

Vannløselige forbindelser av yttrium anses å være litt giftig, mens dets uoppløselige forbindelser anses å være ikke-giftige.

Kjennetegn:

Yttrium er et mykt, sølvfarget metall. Yttrium eksisterer vanligvis som et treverdig ion, Y3 +, i dets forbindelser. De fleste av forbindelsene er fargeløse.

Yttriums egenskaper ligner veldig på de sjeldne jordartselementene i lantanidserien. Følgelig er yttrium klassifisert som et av de sjeldne jordartselementene.

Det er relativt stabilt i luft som et resultat av en oksidfilm som dannes på overflaten.

Det finfordelte metallet antennes i luft når den varmes opp.

Yttrium reagerer med vann og danner yttriumhydroksyd pluss hydrogengass.

Interessant nok viser at stein- og støvprøver fra Apollo-månelandinger viser et høyt yttrium innhold. Yttriuminnholdet i månejordprøver varierte fra 54 til 213 deler per million. Dette kan sammenlignes med en gjennomsnittlig overflod på 33 deler per million i jordskorpen. (6)

Yttrium har en eksepsjonelt høy affinitet for oksygen, med en fri formasjonsenergi for oksidet på 1817 kJ mol-1, sannsynligvis den største av ethvert element. Yttrium løser også opp oksygengass i relativt høye konsentrasjoner. (7), (8)

Bruk av yttrium

Yttrium brukes ofte i legeringer, noe som øker styrken til aluminium og magnesiumlegeringer.

Det er også brukt som en avoksideringsmiddel for ikke-jernholdige metaller som vanadium.

Yttrium brukes som katalysator i etylenpolymerisasjon.

Yttrium-90, en radioaktiv isotop, brukes i behandlinger for forskjellige kreftformer og brukes i presise medisinske nåler for å skille smerteoverførende nerver i ryggmargen.

Yttriumoksid er den viktigste forbindelsen til yttrium. Det brukes til å lage høy temperatur superleder YBCO (yttrium barium kobberoksid). Dette stoffet blir superledende ved -178 oC (noe som betyr at det kan holdes i en superledende tilstand ved bruk av flytende nitrogen, i stedet for dyrere og vanskeligere å håndtere flytende helium).

Yttriumoksid brukes også til å lage yttrium jerngranater (Y3 Fe5O12) som er veldig effektive mikrobølgefiltre, som blokkerer noen mikrobølgefrekvenser, mens andre slipper igjennom i kommunikasjonsenheter som satellitter.

Yttrium dopet med europium brukes til å produsere fosfor, som gir rød farge i fargefjernsynsrør.

Overflod og isotoper

Rikelig jordskorpe: 33 vektdeler per million, 7,6 deler per million mol

Rikelig sol system: 10 deler per milliard vekt, 0,1 deler per milliard mol

Kostnad, ren: $ 430 per 100 g

Kostnad, bulk: $ per 100 g

Kilde: Yttrium forekommer i uranmalmer og er tilstede i nesten alle de sjeldne jordartsmineraler. Det utvinnes kommersielt ved motstrøm væske-væske-ekstraksjonsprosesser fra monazitt sand og bastnaesitt.Metallet kan isoleres ved reduksjon av fluorid med kalsiummetall.

Isotoper: Yttrium har 25 isotoper hvis halveringstid er kjent, med massetall 79 til 103. Naturlig forekommende yttrium består av sin ene stabile isotop , 89Y.

Sitere denne siden

For online lenking, vennligst kopier og lim inn ett av 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 å sitere denne siden i et akademisk dokument, bruk følgende MLA-kompatible sitat:

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