Иттербий (Yb) Ytterbium

Иттербий (Yb) Ytterbium

История Иттербия

Почти столетие ученые исследовали различные минералы, которые содержат редкоземельные элементы. И наконец, в 1787 году недалеко от городка Иттерби минералогом Аррениусом был обнаружен черный камень, который он навал иттербий. Почти через 10 лет ученый Гадолин провел свое исследование и обнаружил в иттербии частицы новых земель. Тогда элемент получил название гадолинит. Более точному анализу элемент был подвергнут лишь в 1843 году Мозандером. Результаты исследований еще несколько десятилетий подвергались критике. Но только спустя 35 лет Мариньяк отделил от гадолинта индивидуальный элемент, который назвали иттербием. На сегодняшний день иттербий можно свободно купить у поставщиков в России. Цена одного килограмма элемента может варьироваться от 73 до 80 тысяч рублей.

Yb Иттбериум

Химические свойства элемента

Иттербий довольно капризный метал. На открытом воздухе он окисляется очень медленно, но стоит только его нагреть и поместить в помещение с влажным воздухом, процесс окисления значительно ускорится. Вследствие окисления он превращается в своеобразную смесь карбоната и оксида. Так же при нагревании выше 400 градусов по Цельсия взаимодействует с галогенами. При реакции с азотом, водородом может образовывать соединение иттербия третьей группы. При температуре 21-25 градусов по Цельсия может реагировать и с различными кислотами.

Ytterbium химические свойства

Почти все соединения иттербия с другими элементами, например, с карбонатом, кислородом, хлором, имеют беловатую или бесцветную окраску. При взаимодействии с йодом и сульфатом образуют кристаллы различных цветов и плотности. Если же в окружающей среде присутствуют восстановители переходит ко второй группе. Такой же эффект достигается при электролизе. Когда в окружающей среде присутствует магний иттербий может прейти от второй группы к третьей.

При переходе иттербия ко второй группе он легко соединяется с другими элементами, у этих соединений появляются новые свойства, которыми иттербий в чистом виде не обладает. Но при этом они быстро окисляются в водной среде. Хотя некоторые его соединения абсолютно нерастворимы в воде, например, соединение с гидроксидом.

Физические свойства элемента

В природных условиях иттербий включает в себя 7 изотопов достаточно стабильного характера. Изотопы иттербия обладают массой от 168 до 176. Сам метал обладает серебристым цветом с переливами. Элемент может находится в двух кристаллических модификациях. Первая это модификация типа меди с кристаллической решеткой. Вторая – объёмно-центрированная решетка кубической формы. При переходе к которой должен быть нагрет до 792 градусов по Цельсия.

Для того чтобы расплавить иттербий придется нагреть его до 824 градусов по Цельсия. Это не самый большой показатель плавления среди других редкоземельных металлов, но тоже достаточно значительный. Зато у иттербия почти в 3 раза больше электропроводность, чем у других элементов лантаноидной группы. Плотность иттербия составляет 6,97 грамм на кубический сантиметр. Его атомная масса при этом составляет 173,04 грамм на моль.

Иттбериум

Иттербий можно найти в гидротермальном минерале гранитном пегматите в достаточно большом количестве. Также он содержится в литосфере. Там его доля составляет 0,33 грамма в тонне. Также, как и другие редкоземельные металлы, его можно найти в бастензите, гадолините, монаците, ксенотиме и многих других.

Оксид и фторид иттербия широко используется в следующем:

  • Производстве специальных волокон лазеров;
  • При модификации сталей, в соединении с другими редкоземельными металлами.

Производство Иттербия

Из-за небольшого содержания иттербия в земной коре добывать его достаточно сложно. Иттербий в некоторой степени тяжёлый лантаноид и при добыче лантоноидов из природного сырья отделяется вместе с другими тяжелыми металлами. Для получения иттербия используют реакцию восстановления оксида иттербия в углеродном вакууме. Вторым способом является электролиз расплава хлорида иттербия.

Добытчиками и производителям иттербия в большей степени являются США и Китай. При чем не так давно Китай значительно обогнал США и занял лидирующие позиции по добыче иттербия и других редкоземельных металлов. Также Китай является самым крупным экспортёром данных элементов.

металл Yb

Искусственный синтез Иттербия

Так как содержания иттербия в природной среде достаточно мало, а в чистом виде его обнаружить невозможно, то почти все производители искусственно синтезируют его. Это происходит зачёт обогащения различных руд и их сепарации. Или же при осаждении катоды из расплавленного хлорида иттербия. На территории Китая находятся главные месторождения иттербия в мире. Концентрация на этой местности достигает 4%. Во всем мире иттербия добывают 140 тысяч тонн в год. В 2012 году Китай ограничил объемы добычи иттербия. Он не устанавливал специальных квот, однако в провинциях были значительно ограничены объемы производства и добычи этого металла.