Ytrium

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Ytrium
39 stroncium ← ytrium → zirkónium
Sc

Y

La
Y
Vzhľad
striebrobiely kov
ytrium
Všeobecné
Názov (lat.), značka, protónové číslo ytrium (yttrium), Y, 39
Umiestnenie v PSP 3. skupina4. periódablok d
Séria prechodné prvky, kovy, prvky vzácnych zemín
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť 88,90585 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Kr] 4d1 5s2
Atómový polomer 180 pm
Kovalentný polomer 190 pm
Kovový polomer 178 pm
Iónový polomer
pre: Y3+
92 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita 1,22 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e) 1: 600 kJ.mol−1
2: 1 180 kJ.mol−1
3: 1 980 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a) III
Št. potenciál
(Y3+/Y)
-2,37 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo pevné
Hustota 4,472 kg·dm−3
Hustota kvapaliny
(pri 1 799 K)
4,24 kg·dm−3
Teplota topenia 1 799 K (1 525,85 °C)
Teplota varu 3 609 K (3 335,85 °C)
Sk. teplo topenia 11,42 kJ·mol−1
Sk. teplo varu 365 kJ·mol−1
Tepelná kapacita 26,53 J·mol−1·K−1
Tlak pary
p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 1 883 2 075 2 320 2 627 3 036 3 607
Iné
Kryštálová sústava hexagonálna
Magnetizmus paramagnetický
Elektrický odpor 596 nΩ·m
Tep. vodivosť 17,2 W·m−1·K−1
Tep. rožťažnosť 10,6 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku 3 300 m·s−1
Youngov modul 63,5 GPa
Pružnosť v šmyku 25,6 GPa
Objemová pružnosť 41,2 GPa
Poissonovo č. 0,243
Tvrdosť (Brinell) 589 MPa
Reg. číslo CAS 7440-65-5
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr
Radioactive.svg 87Y synt. 3,35 d. ε
γ
-
0,48
87Sr
Radioactive.svg 88Y synt. 106,6 d. ε
γ
-
1,83
88Sr
89Y 100 % stabilný s 50 neutrónmi
Radioactive.svg 90Y synt. 2,67 d. β
γ
2,28
2,18
90Zr
Radioactive.svg 91Y synt. 58,5 d. β
γ
1,54
1,20
91Zr
Commons-logo.svg
 Commons ponúka multimediálny obsah na tému ytrium.
Pozri aj chemický portál

Ytrium (yttrium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Y a protónové číslo 39. Je to šedý až strieborne biely vzácny prechodný kovový prvok, chemicky veľmi príbuzný prvkom skupiny lantanoidov. Hlavné uplatnenie nachádza vo výrobe farebných televíznych obrazoviek.

Voči pôsobeniu vzdušného kyslíka je pomerne stále, len v práškovej forme podlieha za vyšších teplôt spontánnej oxidácii. Odoláva i pôsobeniu vody, ale jednoducho sa rozpúšťa v zriedených minerálnych kyselinách, predovšetkým v kyseline chlorovodíkovej (HCl). V zlúčeninách sa vyskytuje prakticky iba v mocenstve Y3+.

Ytrium bolo objavené v roku 1794 švédskym chemikom Johanom Gadolinom a po prvý raz bolo v čistej forme izolované Friedrichom Wohlerom v roku 1828. Názov získalo podľa obce Ytterby v blízkosti Štokholmu, kde geológ Carl Axel Arrhemius našiel v roku 1787 do tej doby neznámy nerast, ktorý poskytol Gadolinovi na preskúmanie.

Výskyt a výroba[upraviť | upraviť zdroj]

Ytrium je v zemskej kôre obsiahnuté v množstve približne 28 – 34 mg/kg. V morskej vode je jeho koncentrácia okolo 0,000 3 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm ytria na 10 miliárd atómov vodíka.

V prírode sa ytrium vyskytuje len vo forme zlúčenín. Neexistujú ani minerály obsahujúce čisté ytrium, ale vždy ide o zmiešané minerály, ktoré obsahujú lantanoidy a v niektorých prípadoch je ytrium prítomné v uránových rudách. Najznámejšími priemyslovo využívanými surovinami sú monazitové piesky, v ktorých prevládajú fosforečnany céru a lantánu a bastnäsity – zmiešané fluorouhličitany prvkov vzácnych zemín.

Veľké ložiská týchto rúd sa nachádzajú v USA, Číne a vo Vietname. Významným zdrojom sú i fosfátové suroviny – apatity z polostrova Kola v Rusku.

Priemyslová výroba ytria vychádza obyčajne z lantanoidových rúd. Hornina sa vylúhuje zmesou kyseliny sírovej a chlorovodíkovej a zo vzniknutého roztoku solí sa prídavkom hydroxidu sodného vyzrážajú hydroxidy ytria a lantanoidov.

Separácia jednotlivých prvkov sa uskutočňuje rôznymi postupmi – kvapalinovou extrakciou komplexných solí, iónovou chromatografiou alebo selektívnym zrážaním nerozpustných komplexných solí.

Príprava čistého kovu sa zvyčajne uskutočňuje redukciou solí ytria kovovým vápnikom. Redukciu fluoridu ytritého popisuje rovnica:

2 YF3 + 3 Ca → 2 Y + 3 CaF2

Použitie a zlúčeniny[upraviť | upraviť zdroj]

Väčšina svetovej produkcie ytria slúži v súčasnej dobe ako základný materiál pri syntéze luminoforov na výrobu obrazoviek farebných televízorov. Spoločne s oxidmi európia sa zlúčeniny ytria nanášajú na vnútornú stranu televíznej obrazovky, kde po dopade urýchleného elektrónu vydávajú červené luminiscenčné žiarenie.

Oxidy železa, hliníka a ytria (granáty) Y3Fe5O12 a Y3Al5O12 majú tvrdosť až 8,5 Mohsovej stupnice a používajú sa pri výrobe šperkov ako lacná náhrada diamantu. Nachádzajú uplatnenie i ako snímacie členy akustickej energie a pri výrobe infračervených laserov.

V metalurgii sa pridaním malého množstva ytria do zliatin hliníka a horčíka (duralov) značne zvyšuje ich pevnosť. Liatina s obsahom ytria získava vyššiu tvárnosť a kujnosť – tzv. kujná liatina. Pri výrobe vanádu a niektorých ďalších neželezných kovov slúži ytrium na odstraňovanie kyslíka – deoxidáciu vyrábaného kovu.

Pri výrobe skla a keramiky pôsobí pridanie oxidu ytritého na zvýšenie bodu topenia, zlepšuje odolnosť voči tepelnému šoku a znižuje tepelnú rozťažnosť produktu.

Zlúčenina (Y1,2Ba0,8CuO4) vykazuje supravodivé vlastnosti i pri teplotách okolo 90 K, teda nad bodom varu kvapalného dusíka a je preto perspektívnym materiálom na výrobu prakticky využiteľných supravodivých materiálov.

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]