Estrutura de iterbio, propriedades, usos, obtenção

Ele itérbio É um elemento que pertence ao grupo de Lantanides, das terras raras, cujo símbolo químico é yb. É um metal branco prateado, dúctil e maleável. Ele reage lentamente com água fria, mas rapidamente com água quente causando hidróxido e liberando hidrogênio.

Dissolve -se rapidamente em ácidos concentrados e diluídos, liberando hidrogênio. Mas não é dissolvido pelo ácido fluorhorrérmico, com o qual origina uma camada protetora na superfície de metal. O iterbio é o lantanídeo com o menor ponto de ebulição.

ITERBIO ULTRAPURA E AMOSTRA METALIC. Fonte: imagens de alta resolução de elementos químicos, CC por 3.0, via Wikimedia Commons

O iterbio foi descoberto em 1878 pelo químico suíço Jean Charles Galissard de Marignac. Galissard aqueceu o nitrato de Erbio, obtendo um pó branco desconhecido que ele chamou de iterbia e suspeitava que era o complexo de um novo elemento que ele batizou como 'iterbio' pela vila sueca de Ytterby.

Entre os anos de 1907 e 1908, o químico francês Georges Urbain e o químico alemão Carl Auer von Welsbach, encontraram independentemente, que em Marignac, de Marignac.

O iterbio é um metal de poucas aplicações, sendo uma delas como doping de aço inoxidável.

[TOC]

Estrutura

O iterbio possui três formas alotrópicas: a fase α, predominantemente abaixo de 7ºC e cuja estrutura cristalina é compacta hexagonal (HCP); a forma β, existente à temperatura ambiente e com uma estrutura cúbica centrada em faces (FCC); e a fase γ, gerada em altas temperaturas (795 ºC) e com uma estrutura cúbica centrada no corpo.

Na fase β, o iterbio se comporta como um condutor elétrico metálico, mas sua resistividade e resistência elétrica aumentam sob pressões muito altas (16 GPa ou 16000 atm).

Configuração eletronica

Configuração eletrônica Iterbio

O iterbio tem a seguinte configuração eletrônica:

[Xe] 4f¹⁴ 6s²

Como pode ser visto, todos os seus orbitais 4F estão cheios de elétrons, sendo quase no final da série Lantanida. Não tendo elétrons em seus orbitais 5D e com vaga eletrônica em seus átomos, é provável que essa seja a razão pela qual suas propriedades físicas (densidade e ponto de fusão) diferem dos de seus colegas ou de outros lantanídeos.

Pode servir a você: fórmula mínima: como obter a fórmula, exemplos e exercícios mínimos

Propriedades do iterbio

99,9% Iterbio

Aparência física

Metal branco brilhante com corante amarelo pálido. É macio, maleável e dúctil. Seu brilho é lentamente manchado quando exposto ao ar e à umidade.

Número atômico

70

Massa molar

173.045 g/mol

Ponto de fusão

824 ºC.

Ponto de ebulição

1196 ºC. Tem o menor ponto de ebulição entre os lantanídeos, por isso é considerado o mais "volátil".

Densidade

6.90 g/cm³ (Fase α)

6.96 g/cm³ (Fase β)

6.57 g/cm³ (Fase γ)

Calor de fusão

7.66 kJ/mol

Calor de vaporização

129 KJ/mol

Capacidade calórica molar

26.74 J/(mol · k)

Estados de oxidação

O iterbio tem os seguintes estados de oxidação: +1 (YB⁺), +2 (YB²⁺) e +3 (YB³⁺), Este último é o mais predominante, assim como quase todos os outros Lantanides.

Eletro-negatividade

1.06 na escala Alfred Rchows

Energias de ionização

Primeiro: 603.4 kJ/mol

Segundo: 1174.8 kJ/mol

Terceiro: 2417 KJ/mol/mol

Ordem magnética

O iterbio é paramagnético acima de 1 k. Tem a menor suscetibilidade magnética entre metais de terras raras.

Compostos e reatividade

Na maioria de seus compostos, o iterbio usa seu estado de oxidação +3, embora em alguns casos use o estado de oxidação +2. O iterbio é um elemento reativo que reage lentamente com água fria, mas o faz rapidamente com água quente, causando hidróxido e hidrogênio:

2 yb (s) + 6 h₂Ou (l) → 2 yb (oh)₃ (aq) + 3 h₂ (g)

O iterbio é facilmente dissolvido por ácidos com liberação de hidrogênio. Ele também reage com hidrogênio para formar vários hidratantes (YBH_x). O iterbio é combinado com halogênios para a formação de haluros, usando seu estado de oxidação 3+ (YBF₃, Ybcl₃, etc.).

Pode atendê -lo: enantiomers

O íon iterbio yb³⁺ É incolor como o iterbia (yb₂QUALQUER₃) e os sais que formam. No entanto, o íon yb²⁺ É amarelo esverdeado e é um agente muito reativo que forma sais verdes pálidos com sulfato, brometo e carbonato.

O Iterbio em pó pode queimar a uma temperatura de 400 ºC, emitindo uma fumaça tóxica.

Formulários

Ação dopante

O iterbio é usado como agente doping de aço inoxidável, a fim de melhorar sua resistência, refinamento de grãos e propriedades mecânicas.

Em disco e lasers de fibra de revestimento duplo, YBS são usados³⁺ como fibras ópticas doping, como em cristais e cerâmica.

Dental

O iterbio faz parte da retroplasta, uma resina composta que adere à dentina. A retroplast é uma mistura de dois componentes A e B, sendo a parte do ITERBIO TRIFLUORURO do componente B.

Detecção de tremores de terra

O iterbio tem a propriedade de aumentar sua resistência elétrica, aumentando a pressão que experimenta para valores muito altos, como o que acontece em terremotos e explosões subterrâneas. Portanto, circuitos elétricos que incluem o iterbio podem ser usados ​​para detectar shakes terrestres.

Fonte de raia x

O isótopo iterbio ⁶⁹O YB é usado como fonte de radiação gama, que possui propriedades semelhantes a raios X, em relação ao seu poder de penetração. Por esse motivo, o Iterbio Isotope-69 é usado como uma fonte portátil de raios-X nos locais sem eletricidade, utilizável em pequenos objetos.

Células solares

O itterbio possui uma banda de absorção na área infravermelha do espectro eletromagnético, por isso é usado em células solares para converter a radiação infravermelha em eletricidade.

Pode atendê -lo: benzimidazol (C7H6N2): História, estrutura, vantagens, desvantagens

Obtenção

O iterbio está presente em Monacita, Euxenita e Minerais Xenotimais, apresentando uma abundância estimada no córtex da Terra de 3 ppm. O primeiro passo é o esmagamento do mineral, geralmente o monacito, depois lixiviando os elementos de terras raras com ácido sulfúrico e outros ácidos.

A solução neutralizada é contatada com uma resina de troca, juntando -se aos elementos da Terra Rara, interagindo com grupos químicos presentes na resina. Então, a resina iterbio é separada usando uma substância complexa específica.

Outro método de obter o iterbio é fazer uma redução com um amálgama de sódio-mercurio. Então, este amálgama é tratado com ácido clorídrico, extraindo o metal com oxalato e tornando -se seu óxido aquecendo.

Finalmente, o itterbio metálico é obtido de seu óxido, realizando sua redução por aquecimento na presença de zircônio, alumínio ou outros elementos, para finalmente se purificar pela sublimação.

Isótopos

O iterbio tem um total de 34 isótopos: 7 estáveis ​​e 27 radioatives. O grupo de isótopos estáveis ​​é constituído por ¹⁶⁸ Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, e ¹⁷⁶Yb, do qual aquele que está na maior proporção é o isótopo ¹⁷⁴YB, com 31.896 % de abundância.

O isótopo radioativo ¹⁶⁹YB tem a vida média de mais (32.026 dias), enquanto o restante dos isótopos radioativos tem uma meia -vida curta ou muito curta.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Itérbio. Recuperado de: em.Wikipedia.org
3. Os editores da Enyclopaedia Britannica. (2020). Itérbio. Recuperado de: Britannica.com
4. Recurso do Laboratório Jefferson. (2020). O elemento ytterbium. Recuperado de: educação.Jlab.org
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fatos do elemento Ytterbium. Recuperado de: Chemicool.com
6. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (27 de agosto de 2020). Fatos Ytterbium - elemento YB. Recuperado de: pensamento.com
7. Lentech b.V. (2020). Itérbio. Recuperado de: lentech.com
8. Equipe de ciências ao vivo. (31 de julho de 2013). Fatos sobre Ytterbium. Recuperado de: LiveScience.com