Estrutura de erbio, propriedades, obtenção, usa

Ele Erbio É um elemento metálico pertencente às terras raras, especificamente aos lantanídeos, e cujo símbolo químico é er er. Seu nome deriva de uma vila sueca chamada Ytterby, e geralmente causa confusão porque se parece muito com outros elementos, como Terbio (TB) e Iterbio (YB), ambos também lantanids.

O Erbio participa com um estado de oxidação de +3 na grande maioria de seus compostos, uma característica química bastante comum entre os lantanídeos. Quando esses compostos, como Ercl₃, Eles se dissolvem em soluções aquosas, mostram uma coloração rosa; bem como vários de seus sólidos, usados ​​como aditivos para colorir vidro, jóias ou cerâmica.

Amostra metálica de Erbio. Fonte: imagens de alta resolução de elementos químicos/cc por (https: // criativecommons.Org/licenças/por/3.0)

A popularidade de Erbio não é muito notável, mesmo entre estudantes de química. No entanto, aqueles que trabalham em telecomunicações e com cabos de fibra óptica saberão o quanto é importante ampliar os sinais que viajam entre todos os continentes.

Apesar de ser um dos metais de terras raras, Erbio tem uma abundância comparável à de Tantalium e Tungstênio. O atraso para sua obtenção e produção foi devido aos processos complicados para separá -lo de minerais como Gadolinita, Xenotima e Euxenita.

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Descoberta

O Erbio foi descoberto em 1843 pelo químico sueco Carl Gustaf Mosander, que estudou amostras do mineral de Gadolinita, coletadas nas pedreiras de Ytterby, uma vila localizada na Suécia.

Da gadolinita isolou o óxido de ititrium e₂QUALQUER₃, E depois de uma série de chuvas com hidróxido de amônio e aquecimento, ele obteve dois novos precipitados: óxidos de erbia e terbia.

No entanto, em 1860, após estudos espectroscópicos, as identidades dos respectivos óxidos foram trocados: Erbia correspondia ao óxido terbiano, enquanto Terbia era o óxido de Erbio.

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Estrutura química do Erbio

Os átomos de erbio interagem entre si usando elétrons de valência de seus orbitais 4F e 6s, estabelecendo um forte vínculo metálico. Como resultado desse link, seus rádios atômicos e o modo de sua embalagem nos cristais, o Erbio adota uma estrutura hexagonal compacta, HCP, de um personagem denso.

Configuração eletronica

Configuração eletrônica Erbio

A configuração eletrônica abreviada para o Erbium é:

[Xe] 6s² 4f¹²

Possui 12 elétrons em seus orbitais 4F, o que indica que essa configuração eletrônica não corresponde a nenhuma irregularidade ou exceção à ordem de preenchimento (princípio da Aufbau).

Propriedades de Erbio

Aparência física

Metal branco de prata, macio e maleável, que é lentamente oxidado quando exposto ao ar. Quando está acentuadamente, faíscas e flashes esverdeados destacam.

Número atômico

68

Massa molar

167.26 g/mol

Ponto de fusão

1529 ºC

Ponto de ebulição

2868 ºC

Densidade

À temperatura ambiente: 9.066 g/cm³

No ponto de fusão: 8.86 g/cm³

Estados de oxidação

O estado de oxidação predilecto para o erbio, bem como para outros lantanídeos, é +3 ​​(er³⁺). Também pode ter 0 estados de oxidação (ER⁰), +1 (er⁺) e +2 (er²⁺), Sendo isso por mais comum.

Ordem magnética

Paramagnético à temperatura ambiente. É levemente atraído por ímãs.

Eletro-negatividade

1.24 na escala Pauling.

Energias de ionização

-Primeiro: 589.3 kJ/mol

-Segundo: 1150 kJ/mol/mol

-Terceiro: 2194 KJ/mol

Reatividade e compostos

O Erbio reage à forma de compostos que participam com um número de oxidação de +3. Por exemplo, quando a peça de metal de um erbio perde seu brilho, é porque uma camada de seu óxido cobre sua superfície:

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4 er + 3 o₂ → 2 er₂QUALQUER₃

Ele também reage com água fria ou quente para formar seu hidróxido:

2 er + 6 h₂O → 2 er (OH)₃ + 3 h₂

E diretamente com todos os halogênios para dar origem a seus respectivos haluros, cuja fórmula geral é erx₃ (Erf₃, Ercl₃, etc.). Esses haluros, como muitos dos compostos de Erbio (III), são distinguidos porque seus sólidos têm coloriações rosa ou violeta, bem como suas soluções aquosas, onde temos o complexo Acuo [ER (OH (OH₂)₉]³⁺.

É interessante. Caso contrário, eles exibem cores Matt.

Obtenção

99 Amostra Erbio.99%

Matéria prima

Erbio está na natureza que faz parte de muitos minerais de terras raras, incluindo o monacito, as argilas lateríticas, o Bastnasita, o Xenotima e a Euxenita.

Esses dois últimos, juntamente com as argilas do sudeste da China, são as principais matérias -primas para a produção de erbio. A China é o país que lidera e, de longe, o suprimento e o mercado dos Lantanids.

Métodos de produção

Íons er³⁺, de óxido de ER₂QUALQUER₃, Eles devem ser separados do resto da matriz mineralógica, composta por outros lantanídeos (UE³⁺, VÓS³⁺, etc.). Fazer isso representou um processo complicado e caro; No entanto, com o desenvolvimento de técnicas de cromatografia em troca iônica, a produção de Erbio e outros metais foram possíveis.

Dissolvendo o xenotimal ou o minério selecionado em um meio ácido (HCl ou H₂SW₄), e separando os íons ERS³⁺ como er₂QUALQUER₃ ou qualquer um de seus sais, prossiga para uma redução usando vapores de potássio ou cálcio, como agentes redutores, sob uma atmosfera de argônio inerte. Não foi até 1934 que a primeira amostra consideravelmente pura de Erbio ocorreu.

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Usa/aplicações

Joia

A cor do óxido de erbio é usada em gemas sintéticas e objetos de vidro para tingir com rosa.

Fotografia

Os átomos de erbio absorvem a radiação infravermelha, para que sejam usados ​​em filtros fotográficos.

Lasers

O Erbio faz parte dos incêndios de Ititrium e alumínio (YAG), usando para reproduzir lasers com os quais a pele é rejuvenescida e cicatrizes, manchas ou rugas em tratamentos dermatológicos são rejeitados.

Fibras ópticas

Os átomos de erbio também são usados ​​como doping em fibras ópticas, atuando como amplificadores de luz a cada 50 quilômetros de cabo em solos oceânicos. Isso permite que o sinal enormes distâncias, graças às quais é possível, por exemplo, reproduzir vídeos do YouTube de diferentes partes do mundo.

Os fótons excitam os átomos de Erbio no vidro, perdendo energia e liberando mais fótons, causando a intensidade da luz que viaja pela fibra para dobrar.

Óculos de soldagem

A capacidade dos átomos de Erbio de absorver a luz é usada nos óculos de solda, que contêm sais de erbio que absorvem os flashes deslumbrantes, impedindo assim o trabalhador de prejudicar os olhos ou é cego enquanto acolhedor.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Erbium. Recuperado de: em.Wikipedia.org
3. Mohammad Reza Ganjali et al. (2016). Lanthanides Series Deterion por vários métodos analíticos. Cientedirect.
4. Os editores da Enyclopaedia Britannica. (2020). Erbium. Recuperado de: Britannica.com
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fatos do elemento de erbio. Recuperado de: Chemicool.com
6. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2020). Erbium. Resumo do elemento PubChem para o número atômico 68. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov