Chemický prvok ytrium: vlastnosti, popis, použitie

Prvok ytrium bol objavený na konci XVIII storočia. Avšak iba v posledných desaťročiach našiel tento mäkký strieborný kov široké uplatnenie v rôznych oblastiach: chémia, fyzika, výpočtová technika, energetika, medicína a ďalšie. Prihlásiť na odber: príspevky (atom) - 1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p ⁶4s ²3d ¹⁰4p ⁶4d ¹5s ².

Dôkaz

Atómové číslo( počet protónov v jadre): 39.

Atómový symbol( v periodickej tabuľke prvkov): Y.

Atómová hmotnosť: 88 906.

Vlastnosti: ytrium sa topí pri teplote 2772 stupňov Fahrenheita (1522 stupňov Celzia); bod varu-6053 F (3345 °C). Hustota kovu je 4,47 gramov na kubický centimeter. Pri izbovej teplote je v pevnom stave. Vo vzduchu je pokrytý ochranným filmom oxidu. Vo vriacej vode dochádza k oxidácii kyslíka, reaguje s minerálnymi kyselinami octovými. Pri zahrievaní môže interagovať s prvkami, ako sú halogény, vodík, dusík, síra a fosfor.

Description

Chemický prvok ytrium v periodickej tabuľke patrí medzi prechodné kovy. Vyznačujú sa pevnosťou a zároveň tvárnosťou, takže niektoré z nich, ako napríklad meď a nikel, sa široko používajú na drôty. Ytriové drôty a tyče sa používajú aj v elektronike a na výrobu solárnej energie. Ytrium sa používa aj v laseroch, keramike, objektívoch fotoaparátov a desiatkach ďalších predmetov.

Chemický prvok ytrium je tiež jedným z prvkov vzácnych zemín. Napriek tomuto názvu sú na celom svete pomerne početné. Celkovo je známych 17.

Ytrium sa však zriedka používa samostatne. Spravidla sa používa na tvorbu zlúčenín, ako je ytrium, bárium a oxid meďnatý. Vďaka tomu bola otvorená nová fáza výskumu vysokoteplotnej supravodivosti. Ytrium sa tiež pridáva do kovových zliatin na zlepšenie odolnosti proti korózii a oxidácii.

História

V roku 1787 poručík švédskej armády a chemik na čiastočný úväzok Karl Axel Arrhenius objavili neobvyklú čiernu skalu pri skúmaní lomu neďaleko Ytterby, malého mesta neďaleko hlavného mesta Švédska, Štokholmu. V domnení, že objavil nový minerál obsahujúci volfrám, poslal Arrhenius vzorku na analýzu Johanovi Gadolinovi, mineralógovi a chemikovi z Fínska.

Gadolin izoloval chemický prvok ytrium v mineráli, ktorý bol neskôr pomenovaný gadolinit na jeho počesť. Názov nového kovu pochádza z Ytterby, miesta jeho objavenia.

V roku 1843 švédsky chemik menom Carl Gustav Mosander študoval vzorky ytria a zistil, že obsahujú tri oxidy. V tom čase sa nazývali yttria, erbium a terbium. Teraz sú známe ako biely oxid ytritý, žltý oxid terbium a ružový oxid erbium. Štvrtý oxid, oxid yterbium, bol identifikovaný v roku 1878.

Zdroj

Hoci chemický prvok ytrium bol objavený v Škandinávii, v iných krajinách je oveľa viac. Čína, Rusko, India, Malajzia a Austrália sú jej poprednými výrobcami. V apríli 2018 vedci objavili obrovské ložisko kovov vzácnych zemín vrátane ytria na malom japonskom ostrove minamitori.

Nachádza sa medzi väčšinou minerálov vzácnych zemín, ale nikdy sa nenašiel v zemskej kôre ako autonómny prvok. Ľudské telo tiež obsahuje tento prvok v malom množstve, zvyčajne sa koncentruje v pečeni, obličkách a kostiach.

Používať

Pred érou televízorov s plochou obrazovkou mali veľké katódové trubice, ktoré premietali obraz na obrazovku. Oxid ytritý dopovaný prvkom europium poskytoval červenú farbu.

Pridáva sa tiež do oxidu zirkoničitého( oxid zirkoničitý), aby sa získala zliatina, ktorá stabilizuje jeho kryštalickú štruktúru, ktorá sa zvyčajne mení pod vplyvom teploty.

Syntetické granáty vyrobené z ytrium-hliníkového kompozitu sa predávali vo veľkých množstvách v roku 1970, ale nakoniec ustúpili zirkónu. V súčasnosti sa používajú ako kryštály, ktoré zvyšujú svetlo v priemyselných laseroch. Okrem toho sa používajú pre mikrovlnné filtre, ako aj pre radarové a komunikačné technológie.

Chemický prvok ytrium sa široko používa na výrobu fosforov. Našli uplatnenie v mobilných telefónoch a veľkých obrazovkách, ako aj v žiarivkách (lineárnych a kompaktných).

Rádioaktívny izotop ytrium-90 sa používa v rádioterapii na liečbu rakoviny.

Súčasný výskum

Podľa vedcov je jednoduchšie a lacnejšie pracovať s ytriom ako s mnohými inými prvkami. Napríklad vedci používajú namiesto oveľa drahšie platina na vyvíjajte palivové články. Vedci z Chalmers University of Technology a technickej univerzity v Dánsku ho používajú spolu s ďalšími kovmi vzácnych zemín vo forme nanočastíc, ktoré môžu jedného dňa eliminovať potrebu fosílnych palív a zvýšiť účinnosť automobilov poháňaných batériami.

Výskum supravodivosti na báze ytria pokračuje po celom svete. Prielomy sa robia najmä v oblasti zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI). Fyzik Paul Chu a jeho tím z University of Houston zistili, že zlúčenina ytria, oxidu bária a medi (známa ako ytrium-123) môže prispieť k supravodivosti pri teplotách okolo mínus 300 stupňov Fahrenheita (mínus 184,4 stupňov Celzia). Vytvorili materiál, ktorý je možné chladiť kvapalným dusíkom, čo výrazne zníži náklady na budúce aplikácie supravodivosti. Zároveň ešte neboli úplne preskúmané potenciálne možnosti jeho použitia.