Yttrium

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Yttrium
  [Kr] 4d1 5s2
89 Y
39
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
↓ Periodická tabulka ↓
Yttrium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
Obecné
Název, značka, číslo Yttrium, Y, 39
Cizojazyčné názvy lat. Yttrium
Skupina, perioda, blok 3. skupina, 5. perioda, blok d
Chemická skupina Přechodné kovy
Koncentrace v zemské kůře 28,1 až 34 ppm
Koncentrace v mořské vodě 0,0003 mg/l
Vzhled Šedý až stříbřitě bílý přechodný kov
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 88,90585
Atomový poloměr 180 pm
Kovalentní poloměr 190 pm
Iontový poloměr 92 pm
Elektronová konfigurace [Kr] 4d1 5s2
Oxidační čísla I, II, III
Elektronegativita (Paulingova stupnice) 1,22
Ionizační energie
První 600 KJ/mol
Druhá 1180 KJ/mol
Třetí 1980 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava Šesterečná
Molární objem 19,88×10−6 m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota 4,472 g/cm3
Skupenství Pevné
Tlak syté páry 100 Pa při 2320K
Rychlost zvuku 3300 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost 17,2 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 1525,85 (1799 K)
Teplota varu 3335,85 (3609 K)
Skupenské teplo tání 11,42 KJ/mol
Skupenské teplo varu 365 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita 26,53 Jmol-1K-1
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost 1,66×106 S/m
Měrný elektrický odpor 596 nΩ·m
Standardní elektrodový potenciál -2,37 V
Magnetické chování Paramagnetický
Bezpečnost
R-věty R11
S-věty S7/9, S16, S33
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P
87Y umělý 3,35 dne ε - 87Sr

γ 0,48 87Sr
88Y umělý 106,6 dne ε - 88Sr

γ 1,83 88Sr
89Y 100% je stabilní s 50 neutrony
90Y umělý 2,67 dne β 2,28 90Zr

γ 2,18 90Zr
91Y umělý 58,5 dne β 1,54 91Zr

γ 1,20 91Zr
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Sc
Stroncium Y Zirkonium

La

Yttrium (chemická značka Y, latinsky Yttrium) je šedý až stříbřitě bílý, přechodný kovový prvek, chemicky silně příbuzný prvkům skupiny lanthanoidů. Hlavní uplatnění nalézá ve výrobě barevných televizních obrazovek.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Yttrium je stříbřitě bílý, středně tvrdý, poměrně vzácný přechodný kov.

Vůči působení vzdušného kyslíku je poměrně stálé, pouze v práškovité formě podléhá za vyšších teplot spontánní oxidaci. Odolává i působení vody, ale snadno se rozpouští ve zředěných minerálních kyselinách, především v kyselině chlorovodíkové (HCl).

Ve sloučeninách se vyskytuje prakticky pouze v mocenství Y3+.

Bylo objeveno v roce 1794 finským chemikem Johanem Gadolinem a poprvé bylo v čisté formě izolováno Friedrichem Wohlerem roku 1828. Název získalo podle obce Ytterby u Stockholmu, kde geolog Carl Axel Arrhennius nalezl v roce 1787 do té doby neznámý nerost, který dal Gadolinovi k prozkoumání. Obdobně dostalo název i ytterbium, terbium a erbium.

Výskyt a výroba[editovat | editovat zdroj]

Yttrium je v zemské kůře obsaženo v množství přibližně 28–4 mg/kg. V mořské vodě je jeho koncentrace kolem 0,000 3 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom yttria na 10 miliard atomů vodíku.

V přírodě se yttrium vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Neexistují ani minerály obsahující čisté yttrium, ale vždy se jedná o směsné minerály, které obsahují lanthanoidy a v některých případech je yttrium přítomno v uranových rudách. Nejznámějšími průmyslově využívanými surovinami jsou monazitové písky, v nichž převládají fosforečnany ceru a lanthanu a bastnäsity – směsné fluorouhličitany prvků vzácných zemin.

Velká ložiska těchto rud se nalézají v USA, Číně a Vietnamu. Významným zdrojem jsou i fosfátové suroviny – apatity z poloostrova Kola v Rusku.

Vzhledem k omezené dostupnosti hrozí v nejbližších letech kritický nedostatek zdrojů prvku pro technologické využití.[1]

Průmyslová výroba yttria vychází obvykle z lanthanoidových rud. Hornina se louží směsí kyseliny sírové a chlorovodíkové a ze vzniklého roztoku solí se přídavkem hydroxidu sodného vysráží hydroxidy yttria a lanthanoidů.

Separace jednotlivých prvků se provádí řadou různých postupů – kapalinovou extrakcí komplexních solí, iontovou chromatografií nebo selektivním srážením nerozpustných komplexních solí.

Příprava čistého kovu obvykle probíhá redukcí solí yttria kovovým vápníkem. Redukci fluoridu yttritého popisuje rovnice:

2 YF3 + 3 Ca → 2 Y + 3 CaF2

Použití a sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Většina světové produkce yttria slouží v současné době jako základní materiál při syntéze luminoforů pro výrobu obrazovek barevných televizorů. Společně s oxidy europia se sloučeniny yttria nanášejí na vnitřní stranu televizní obrazovky, kde po dopadu urychleného elektronu vydávají červené luminiscenční záření.

Oxidy železa, hliníku a yttria (granáty) Y3Fe5O12 a Y3Al5O12 mají tvrdost až 8,5 Mohsovy stupnice a používají se při výrobě šperků jako levná náhrada diamantu. Nacházejí uplatnění i jako snímací členy akustické energie a při výrobě infračervených laserů.

V metalurgii se přídavky malého množství yttria do slitin hliníku a hořčíku (duralů) značně zvyšuje jejich pevnost. Litina s obsahem yttria získává značně vyšší tvárnost a kujnost – tzv. kujná litina. Při výrobě vanadu a některých dalších neželezných kovů slouží yttrium k odstraňování kyslíku – deoxidaci vyráběného kovu.

Při výrobě skla a keramiky působí přídavky oxidu yttritého zvýšení bodu tání, zlepšují odolnost proti tepelnému šoku a snižují tepelnou roztažnost produktu .

Sloučenina (Y1,2Ba0,8CuO4) vykazuje supravodivé vlastnosti i při teplotách kolem 90 K, tedy nad bodem varu kapalného dusíku a je proto perspektivním materiálem pro výrobu prakticky využitelných supravodivých materiálů.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9
  1. (anglicky) Energy Department Releases New Critical Materials Strategy, 15. prosinec 2010

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]