Иттербий (Yb) Ytterbium – все про метал (властивості і структура)

Історія ітербію

Майже століття вчені досліджували різні мінерали, які містять рідкоземельні елементи. І нарешті, в 1787 році недалеко від містечка Иттерби мінералогом Арреніус був виявлений чорний камінь, який він навал иттербий. Майже через 10 років учений Гадолин провів своє дослідження і виявив в иттербии частки нових земель. Тоді елемент отримав назву гадолініт. Більш точному аналізу елемент був підданий лише в 1843 році Мозандером. Результати досліджень ще кілька десятиліть раніше жорстко критикували. Але тільки через 35 років Маріньяк відділив від гадолінта індивідуальний елемент, який назвали ітербієм. На сьогоднішній день иттербий можна вільно купити у постачальників в україни. Ціна одного кілограма елемента може варіюватися від 73 до 80 неоподатковуваних мінімумів доходів громадян.

Хімічні властивості елемента

Иттербий досить примхливий метал. На відкритому повітрі він окислюється дуже повільно, але варто тільки його нагріти і помістити в приміщення з вологим повітрям, процес окислення значно прискориться. Внаслідок окислення він перетворюється в своєрідну суміш карбонату і оксиду. Так само при нагріванні вище 400 градусів за Цельсієм взаємодіє з галогенами. При реакції з азотом, воднем може утворювати з’єднання ітербію третьої групи. При температурі 21-25 градусів за Цельсієм може реагувати і з різними кислотами.

Майже всі з’єднання ітербію з іншими елементами, наприклад, з карбонатом, киснем, хлором, мають білувату або безбарвну забарвлення. При взаємодії з йодом і сульфатом утворюють кристали різних кольорів і щільності. Якщо ж у навколишньому середовищі присутні відновники переходить до другої групи. Такий же ефект досягається при електролізі. Коли в навколишньому середовищі присутня магній иттербий може перейти від другої групи до третьої.

При переході ітербію до другої групи він легко з’єднується з іншими елементами, у цих з’єднань з’являються нові властивості, якими иттербий в чистому вигляді не має. Але при цьому вони швидко окислюються в водному середовищі. Хоча деякі його сполуки абсолютно нерозчинні у воді, наприклад, з’єднання з гідроксидом.

Фізичні властивості елемента

У природних умовах иттербий включає в себе 7 ізотопів досить стабільного характеру. Ізотопи ітербію мають масу від 168 до 176. Сам метал володіє сріблястим кольором з переливами. Елемент може знаходиться в двох кристалічних модифікаціях. Перша це модифікація типу міді з кристалічною решіткою. Друга – об’ємно-центрована решітка кубічної форми. При переході до якої повинен бути нагрітий до 792 градусів за Цельсієм.

Для того щоб розплавити иттербий доведеться нагріти його до 824 градусів за Цельсієм. Це не найбільший показник плавлення серед інших рідкоземельних металів, але теж досить значний. Зате у ітербію майже в 3 рази більше електропровідність, ніж у інших елементів лантаноидному групи. Щільність ітербію становить 6,97 грам на кубічний сантиметр. Його атомна маса при цьому становить 173,04 грам на моль.

Иттербий можна знайти в гидротермальном мінералі гранітному Пегматит в досить великій кількості. Також він міститься в літосфері. Там його частка становить 0,33 грама в тонні. Також, як і інші рідкоземельні метали, його можна знайти в бастензіте, гадолините, монацит, ксенотіма і багатьох інших.

Оксид і фторид ітербію широко використовується в наступному:

  • Виробництві спеціальних волокон лазерів;
  • При модифікації сталей, в поєднанні з іншими рідкоземельними металами.

виробництво ітербію

Через невеликого змісту ітербію в земній корі добувати його досить складно. Иттербий в деякій мірі важкий лантаноїдами і при видобутку лантоноідов з природної сировини відділяється разом з іншими важкими металами. Для отримання ітербію використовують реакцію відновлення оксиду ітербію в вуглецевому вакуумі. Другим способом є електроліз розплаву хлориду ітербію.

Здобувачами і виробникам ітербію в більшій мірі є США і Китай. При чому не так давно Китай значно обігнав США і став лідером з видобутку ітербію та інших рідкоземельних металів. Також Китай є найбільшим експортером цих елементів.

Штучний синтез ітербію

Так як змісту ітербію в природному середовищі досить мало, а в чистому вигляді його виявити неможливо, то майже всі виробники штучно синтезують його. Це відбувається залік збагачення різних руд і їх сепарації. Або ж при осадженні катоди з розплавленого хлориду ітербію. На території Китаю знаходяться головні родовища ітербію в світі. Концентрація на цій місцевості досягає 4%. У всьому світі ітербію добувають 140 тисяч тонн в рік. У 2012 році Китай обмежив обсяги видобутку ітербію. Він не встановлював спеціальних квот, проте в провінціях були значно обмежені обсяги виробництва і видобутку цього металу.

Ссылка на основную публикацию