Ytrium

Z Wikipédie

Ytrium (yttrium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Y a protónové číslo 39.

Vlastnosti
stroncium - Ytrium - zirkónium

Y
  
 
 
[]
39.
Y
Všeobecné
Názov, značka, protónové číslo Ytrium, Y, 39.
Séria
Skupina, perióda, blok , ,
Vzhľad
Atómové
Atómová hmotnosť amu
Atómový polomer (vypočítaný) pm
Kovalentný polomer pm
Van der Waalsov polomer pm
Elektrónová konfigurácia [[[]]]
Elektróny na energetickú hladinu
Oxidačné stupne (Oxidy)
Elektronegativita (Paulingova stupnica)
Výstupná energia (eV)
Kryštalická štruktúra
Fyzikálne
Skupenstvo
Magnetické vlastnosti
Hustota (tvrdosť podľa Mohsa) , kg/m3 ()
Teplota topenia (tavenia) K ( °C)
Teplota varu K ( °C)
Molový objem m3/mol
Skupenské teplo vyparovania kJ/mol
Skupenské teplo tavenia kJ/mol
Tlak pary Pa pri K
Rýchlosť zvuku m/s pri °C
Rôzne
Merná tepelná kapacita J/(kg · K)
Elektrická vodivosť S/m
Tepelná vodivosť W/(m · K)

Ytrium je šedý až strieborne biely prechodný kovový prvok, chemicky veľmi príbuzný prvkom skupiny lantanoidov. Hlavné uplatnenie nachádza vo výrobe farebných televíznych obrazoviek.

[úprava] Základné fyzikálno-chemické vlastnosti

Ytrium je strieborno biely, stredne tvrdý, pomerne vzácny prechodný kov.

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+.

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 bastnäzity – zmiešané fluorouhličitany prvkov vzácnych zemín.

Veľké ložiská týchto rúd sa nachádzajú v USA, Číneě 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