Ytrium

Z Wikipédie

39 stronciumytriumzirkónium
Sc

Y

Lu
Všeobecne
Názov, Značka, Číslo ytrium, Y, 39
Séria prechodné prvky
Skupina, Perióda, Blok 3, 5, d
Vzhľad striebornobiely
Atómová hmotnosť 88.90585(39)  g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Kr] 4d1 5s2
Elektrónov na hladinu 2, 8, 18, 9, 2
Fyzikálne vlastnosti
Skupenstvo pevné
Hustota (pri i.t.) 4,472  g·cm−3
Hustota tekutiny v b.t. 4,24  g·cm−3
Teplota topenia (tavenia) 1799 K
(1526 °C, 2779 °F)
Teplota varu 3609 K
(3336 °C, 6037 °F)
Teplo vyparovania 11,42  kJ·mol−1
Teplo tavenia 365  kJ·mol−1
Tepelná kapacita (25 °C) 26,53  J·mol−1·K−1
Tlak pary
P(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 1883 2075 (2320) (2627) (3036) (3607)
Atómové vlastnosti
Kryštálová štruktúra hexagonálna
Oxidačné stupne 3
(slabo zásaditý)
Elektronegativita 1,22 (Paulingova stupnica)
Ionizačné energie
(viac)
1.:  600  kJ·mol−1
2.:  1180  kJ·mol−1
3.:  1980  kJ·mol−1
Atómový polomer 180pm
Atómový polomer (vyp.) 212  pm
Kovalentný polomer 162  pm
Rôzne
Elektrický odpor (i.t.) (α, poly) 596 nΩ·m
Tepelná vodivosť (300 K) 17,2  W·m−1·K−1
Tepelná roztiažnosť (i.t.) (α, poly)
10,6 µm/(m·K)
Rýchlosť zvuku (úzka tyč) (20 °C) 3300 m/s
Youngov modul 63,5  GPa
Pružnosť v šmyku 25,6  GPa
Objemová pružnosť 41,2  GPa
Poissonova konštanta 0,243
Brinellova tvrdosť 589  MPa
Registračné číslo CAS 7440-65-5
Vybrané izotopy
Hlavný článok: Izotopy ytria
izotop NA t1/2 ZM ER (MeV) PR
87Y syn 3,35 d ε - 87Sr
γ 0,48, 0,38D -
88Y syn 106,6 d ε - 88Sr
γ 1,83, 0,89 -
89Y 100% Y je stabilný s 50 neutrónmi
90Y syn 2,67 d β- 2,28 90Zr
γ 2,18 -
91Y syn 58,5 d β- 1,54 91Zr
γ 1,20 -
Referencie

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 roke 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.

[úprava] Výskyt a výroba

Ytrium je v zemskej kôre obsiahnuté v množstve približne 28-34 mg/kg. V morskej vode je jeho koncentrácia okolo 0,0003 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm ytria na 10 miliárd atómov vodíka.

V prírode se ytrium vyskytuje len vo forme zlúčenín. Neexistujú ani minerály obsahujúce čisté ytrium, ale vždy sa jedná 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 se vylúhuje zmesou kyseliny sírovej a chlorovodíkovej a zo vzniknutého roztoku solí se 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 vápníkom. Redukciu fluoridu ytritého popisuje rovnica:

2 YF3 + 3 Ca → 2 Y + 3 CaF2

[úprava] Použitie a zlúčeniny

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 urychleného 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 prídaním 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 tepelú 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.

Wikimedia Commons ponúka multimediálny obsah k téme
Ytrium