Het element yttrium werd aan het einde van de 18e eeuw ontdekt. Maar pas in de afgelopen decennia heeft dit zachte zilverachtige metaal brede toepassing gevonden op verschillende gebieden: scheikunde, natuurkunde, computertechnologie, energie, geneeskunde en andere. Elektronische formule van yttrium (atoom): Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 1 5s 2.
Feiten
Atoomgetal (aantal protonen in de kern): 39.
Atomair symbool (in het periodiek systeem der elementen): Y.
Atoommassa: 88, 906.
Eigenschappen: yttrium smelt bij 2772 graden Fahrenheit (1522 graden Celsius); kookpunt - 6053 F (3345 ° C). De dichtheid van het metaal is 4,47 gram per kubieke centimeter. Bij kamertemperatuur is het in vaste toestand. In de lucht is het bedekt met een oxidebeschermende film. In kokend water wordt zuurstof geoxideerd, het reageert met minerale azijnzuren. Bij verhitting kan het interageren met elementen zoals halogenen, waterstof, stikstof,zwavel en fosfor.
Beschrijving
Het scheikundige element yttrium in het periodiek systeem is een van de overgangsmetalen. Ze worden gekenmerkt door sterkte en tegelijkertijd buigzaamheid, dus sommige, zoals koper en nikkel, worden veel gebruikt voor draad. Yttrium-draden en -staven worden ook gebruikt in de elektronica en de opwekking van zonne-energie. Yttrium wordt ook gebruikt in lasers, keramiek, cameralenzen en tientallen andere items.
Het scheikundige element yttrium is ook een van de zeldzame aardelementen. Ondanks deze naam zijn ze vrij talrijk over de hele wereld. Er zijn er in totaal 17 bekend.
Yttrium wordt echter zelden alleen gebruikt. Meestal wordt het gebruikt om verbindingen te vormen zoals yttrium, barium en koperoxide. Hierdoor werd een nieuwe fase van onderzoek naar supergeleiding bij hoge temperaturen geopend. Yttrium wordt ook toegevoegd aan metaallegeringen om de corrosie- en oxidatieweerstand te verbeteren.
Geschiedenis
In 1787 ontdekte een Zweedse legerluitenant en parttime chemicus, Carl Axel Arrhenius, een ongewone zwarte rots tijdens het verkennen van een steengroeve in de buurt van Ytterby, een klein stadje in de buurt van de hoofdstad van Zweden, Stockholm. In de veronderstelling dat hij een nieuw mineraal had ontdekt dat wolfraam bevatte, stuurde Arrhenius een monster voor analyse naar Johan Gadolin, een Finse mineraloog en scheikundige.
Gadolin isoleerde het scheikundige element yttrium in een mineraal dat later naar hem werd genoemdgadoliniet. De naam van het nieuwe metaal kwam respectievelijk van Ytterby, de plaats van zijn ontdekking.
In 1843 onderzocht een Zweedse chemicus genaamd Carl Gustav Mosander monsters van yttrium en ontdekte dat ze drie oxiden bevatten. In die tijd werden ze yttrium, erbium en terbium genoemd. Deze zijn nu bekend als respectievelijk wit yttriumoxide, geel terbiumoxide en roze erbiumoxide. Een vierde oxide, ytterbiumoxide, werd in 1878 geïdentificeerd.
Bronnen
Hoewel het chemische element yttrium in Scandinavië werd ontdekt, komt het in andere landen veel meer voor. China, Rusland, India, Maleisië en Australië zijn de belangrijkste producenten. In april 2018 ontdekten wetenschappers een enorme afzetting van zeldzame aardmetalen, waaronder yttrium, op een klein Japans eiland genaamd Minamitori.
Het kan worden gevonden tussen de meeste zeldzame aardmineralen, maar het is nooit als een op zichzelf staand element in de aardkorst gevonden. Het menselijk lichaam bevat dit element ook in kleine hoeveelheden, meestal geconcentreerd in de lever, nieren en botten.
Gebruik
Vóór het tijdperk van flatscreen-tv's hadden ze grote kathodestraalbuizen die het beeld op een scherm projecteerden. Yttriumoxide gedoteerd met europium zorgde voor de rode kleur.
Het wordt ook toegevoegd aan zirkoniumoxide (zirkoniumdioxide) om een legering te verkrijgen die de kristalstructuur van laatstgenoemde stabiliseert, die gewoonlijk verandert ondertemperatuur.
Synthetische granaten gemaakt van yttrium-aluminiumcomposiet werden in de jaren zeventig in grote hoeveelheden verkocht, maar maakten uiteindelijk plaats voor zirkonium. Tegenwoordig worden ze gebruikt als kristallen die het licht versterken in industriële lasers. Bovendien worden ze gebruikt voor microgolffilters, maar ook in radar- en communicatietechnologie.
Het chemische element yttrium wordt veel gebruikt voor de productie van fosforen. Ze zijn gebruikt in mobiele telefoons en grote schermen, evenals in fluorescentielampen (lineair en compact).
De radioactieve isotoop yttrium-90 wordt gebruikt bij bestralingstherapie om kanker te behandelen.
Lopend onderzoek
Yttrium is volgens wetenschappers gemakkelijker en goedkoper om mee te werken dan veel andere elementen. Onderzoekers gebruiken het bijvoorbeeld in plaats van veel duurder platina om brandstofcellen te ontwikkelen. Wetenschappers van de Chalmers University of Technology en de Technical University of Denmark gebruiken het samen met andere zeldzame aardmetalen in de vorm van nanodeeltjes, wat op een dag de noodzaak van fossiele brandstoffen zou kunnen wegnemen en de efficiëntie van batterijaangedreven auto's zou kunnen verbeteren.
Onderzoek naar op yttrium gebaseerde supergeleiding gaat over de hele wereld door. Met name op het gebied van magnetische resonantie beeldvorming (MRI) worden doorbraken gemaakt. Natuurkundige Paul Chu en zijn team aan de Universiteit van Houston hebben ontdekt dat een verbinding van yttrium, barium en koperoxide (bekend als yttrium-123) kan bijdragen aansupergeleiding bij ongeveer min 300 graden Fahrenheit (minus 184,4 graden Celsius). Ze hebben een materiaal gecreëerd dat kan worden gekoeld met vloeibare stikstof, wat de kosten van toekomstige toepassingen van supergeleiding aanzienlijk zal verminderen. Het mogelijke gebruik ervan is echter nog niet volledig onderzocht.
