Det kemiska grundämnet yttrium klassas som en övergångsmetall och sällsynt jordartsmetall. Det upptäcktes 1794 av Johan Gadolin.

Upptäckt av Yttrium

Historien om yttriums upptäckt börjar 1787, när Carl Arrhenius hittade ett kolliknande mineral i en fältspat / kvartsgruva nära Ytterby, Sverige. Gruvan utvecklades i början av 1700-talet som ett resultat av mineralbehovet i den lokala keramikindustrin.

Arrhenius kallade det svarta mineralet ytterbite efter Ytterby. Bengt Geijer, gruvinspektören i Stockholm, utförde en grov analys av ytterbiten. Han rapporterade att mineralet innehöll järn och spekulerade i att det också skulle kunna innehålla volfram. (1), (2)

Johan Gadolin fick ett ytterbitprov från Arrhenius och utförde en detaljerad analys av det 1794, i Finland. Han fann att den innehöll 31% kiseldioxid, 19% aluminiumoxid, 12% järnoxid och 38% av en okänd jord. (3)

Gadolins resultat bekräftades 1797 av den svenska kemisten Anders Ekeberg. Ekeberg föreslog namnet yttria för oxiden av den nya jordmetallen och därför fick den nya metallen namnet yttrium. (2)

Tyvärr insåg Gadolin och Ekeberg inte att deras aluminiumoxidanalyser var felaktiga.Ämnet de identifierade som aluminiumoxid var faktiskt oxiden av ett annat nytt grundämne, beryllium.

Beryllium upptäcktes ett år senare, 1798, av den franska kemisten Nicolas Louis Vauquelin. Ekeberg bekräftade sedan att berylliumoxid fanns i ytterbiten och aluminiumoxid var frånvarande. (2)

Ytterbite döptes om till gadolinit (ett yttrium-järn-beryllium-silikatmineral) 1800 av Martin Klaproth för att hedra John Gadolin.

Gadolin testade egenskaperna hos yttriumoxid (yttriumoxid) i detalj och fann att det inte smälte ens vid de högsta temperaturerna i blåseröret; det bildade också ett klart färglöst glas med borax. (3) (Dessa skulle vara typiska egenskaper för alla sällsynta jordartsmetalloxider.)

Yttrium var det första sällsynta jordartselementet som upptäcktes. Vi vet nu att Gadolins yttria var orent; förutom yttriumoxid innehöll den åtta andra sällsynta jordartsmetalloxider. Dessa upptäcktes separat under senare år; dessa metaller var: erbium, terbium, ytterbium, scandium, thulium, holmium dysprosium och lutetium.

Yttriummetall erhölls först 1828 i Berlin av Friedrich Wöhler som ett grått pulver genom att värma vattenfri yttrium (III) klorid med kalium. (4)

Metallen producerades med hög renhet 1953 av Frank Spedding vid Ames Laboratory, Iowa, med användning av jonbytestekniker. (5)

Utseende och egenskaper

Skadliga effekter:

Vattenlösliga föreningar av yttrium anses vara något giftigt, medan dess olösliga föreningar anses vara icke-toxiska.

Egenskaper:

Yttrium är en mjuk, silverig metall. Yttrium existerar vanligtvis som en trivalent jon, Y3 +, i dess föreningar. De flesta av dess föreningar är färglösa.

Yttriums egenskaper liknar mycket de sällsynta jordartselementen i lantanidserien. Följaktligen klassificeras yttrium som ett av de sällsynta jordartsmetallerna.

Det är relativt stabilt i luft som ett resultat av en oxidfilm som bildas på dess yta.

Den finfördelade metallen antänds i luft vid uppvärmning.

Yttrium reagerar med vatten och bildar yttriumhydroxid plus vätgas. innehåll. Ytriumhalten i månjordprover varierade från 54 till 213 delar per miljon. Detta kan jämföras med ett genomsnittligt överflöd på 33 delar per miljon i jordskorpan. (6)

Yttrium har en exceptionellt hög affinitet för syre, med en fri bildningsenergi för oxiden på 1817 kJ mol-1, troligen den största av något element. Yttrium löser också syrgas i relativt höga koncentrationer. (7), (8)

Användning av yttrium

Yttrium används ofta i legeringar, vilket ökar styrkan hos aluminium- och magnesiumlegeringar.

Det är också används som deoxideringsmedel för icke-järnmetaller såsom vanadin.

Yttrium används som en katalysator vid etenpolymerisation.

Yttrium-90, en radioaktiv isotop, används i behandlingar för olika cancerformer och används i medicinska precisionsnålar för att bryta smärtöverförande nerver i ryggmärgen.

Yttriumoxid är den viktigaste föreningen i yttrium. Det används för att tillverka högtemperatur superledare YBCO (yttrium barium kopparoxid). Detta ämne blir supraledande vid -178 oC (vilket innebär att det kan hållas i ett supraledande tillstånd med flytande kväve, snarare än dyrare och svårare att hantera flytande helium).

Yttriumoxid används också för att göra yttriumjärngranater (Y3 Fe5O12) som är mycket effektiva mikrovågsfilter, som blockerar vissa mikrovågsfrekvenser, samtidigt som andra släpper igenom i kommunikationsanordningar som satelliter.

Yttrium dopat med europium används för att producera fosfor, som ger röd färg i färg-tv-rör.

Överflöd och isotoper

Överflöd på jordskorpan: 33 viktdelar per miljon, 7,6 delar per miljon mol

Överflöd sol system: 10 viktdelar per miljard, 0,1 delar per miljard mol

Kostnad, ren: $ 430 per 100 g

Kostnad, bulk: $ per 100 g

Källa: Yttrium förekommer i uranmalmer och finns i nästan alla mineraler av ’sällsynt jord’. Det återvinns kommersiellt genom motströms vätske-vätskextraktionsprocesser från monazitsand och bastnaesit.Metallen kan isoleras genom reduktion av fluoriden med kalciummetall.

Isotoper: Yttrium har 25 isotoper vars halveringstid är känd, med massnummer 79 till 103. Naturligt förekommande yttrium består av dess en stabila isotop , 89Y.

Citera den här sidan

För att länka online, vänligen kopiera och klistra in något av följande:

<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>

För att citera denna sida i ett akademiskt dokument, använd följande MLA-kompatibla citat:

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