Che cos’e’ l’itterbio
L’itterbio (pronuncia: i-TUR-bee-em) e’ un metallo argenteo malleabile, duttile e brillante che appartiene al gruppo dei lantanidi ed e’ rappresentato dal simbolo chimico Yb. Ha sette isotopi stabili in natura, di cui 174Yb ha la più grande abbondanza naturale (32,03%), mentre 176Yb è il più longevo con un periodo di emivita di 1026 anni.
Itterbio Simbolo
Dove si trova
L’itterbio, come altri lantanidi, e’ comunemente ottenuto dal minerale monazite e viene separato attraverso procedure di estrazione con solvente e scambio ionico. Le prime 3 nazioni produttrici di itterbio nel mondo sono la Cina, la Russia e la Malesia, mentre le prime 3 nazioni con le maggiori riserve di itterbio includono la Cina, i paesi della CSI e gli Stati Uniti.
Itterbio
Storia
Origine del suo nome: Prende il nome da Ytterby, una città in Svezia dove l’elemento fu trovato per la prima volta.
Chi lo scoprì: Jean Charles Galissard de Marignac, un chimico svizzero, è noto per la sua scoperta .
Quando e come fu scoperto
Nel 1794, il chimico finlandese Johan Gadolin scoprì l’ittrio, un elemento chimico metallico che gli scienziati credevano fosse una fonte di altri lanthanoidi (elementi delle terre rare) . Nel 1843, il chimico svedese Carl Gustaf Mosander separò l’ittrio in terbio ed erbio. Durante gli esperimenti con l’erbio all’Università di Ginevra nel 1878, Charles Marignac fu in grado di isolare l’itterbio riscaldando il nitrato di erbio, ottenendo un ossido di erbio rosso e un elemento biancastro che chiamò itterbio.
Nel 1937, Klemm e Bonner riscaldarono il cloruro di itterbio insieme al potassio per produrre una piccola quantità di itterbio metallo impuro. Una forma più pura di itterbio metallico fu prodotta nel 1953 da David Dennison, A. Daane e Frank Spedding al laboratorio di Ames in Iowa.
Identificazione dell’itterbio |
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| Numero atomico | 70 | ||
| Numero CAS | 7440-64-4 | ||
| Posizione nella tavola periodica | Gruppo | Periodo | Blocco |
| Lantanidi | 6 | f | |
Posizione dell’itterbio nella tavola periodica
Proprietà e caratteristiche dell’itterbio
Proprietà generali |
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| Massa atomica | 173.045 amu | |||||||||||||||
| Massa atomica relativa | 173.045 | |||||||||||||||
Proprietà fisiche |
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| Colore | bianco argenteo | |||||||||||||||
| Punto di fusione/congelamento | 824 °C, 1515 °F | |||||||||||||||
| Punto di ebollizione | 1196 °C, 2185 °F | |||||||||||||||
| Densità | 6.90 g cm-3 | |||||||||||||||
| Stato della materia a temperatura ambiente (solido/liquido/gas) | Solido | |||||||||||||||
| Durezza | ||||||||||||||||
| – Brinell | 343 MPa | |||||||||||||||
| – Mohs | Non conosciuto | |||||||||||||||
| – Vickers | 206 MPa | |||||||||||||||
| Conducibilità elettrica | 0.0351X106 S/m | |||||||||||||||
| Conducibilità termica (calore) | 34,9 W/(m K) | |||||||||||||||
| Calore specifico | 155 J kg-1 K-1 | |||||||||||||||
| Modulo elastico | 30.5 GPa | |||||||||||||||
| Modulo di taglio | 9.9 GPa | |||||||||||||||
| Modulo di Young | 23.9 GPa | |||||||||||||||
| Pressione di vapore | ||||||||||||||||
| – Temperatura (K) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||
| – Pressione (Pa) | 1.03X 10-9 | 3.84X 10-3 | 6.74 | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
Proprietà chimiche |
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| Stati di ossidazione | 3, 2 | |||||||||||||||
| Isotopi | Isotopo | Massa | Abbondanza | Modo di decadimento | ||||||||||||
| 168Yb | 167.934 | 0.12 | – | – | ||||||||||||
| 170Yb | 169.935 | 2.98 | – | – | ||||||||||||
| 171Yb | 170.936 | 14.09 | – | – | ||||||||||||
| 172Yb | 171.936 | 21.68 | – | – | ||||||||||||
| 173Yb | 172.938 | 16.10 | – | – | ||||||||||||
| 174Yb | 173.939 | 32.03 | – | – | ||||||||||||
| 176Yb | 175.943 | 13.00 | 1026 y | β-β- | ||||||||||||
Dati atomici dell’itterbio (elemento 70)
| Elettroni di valenza | 2 | |||||||
| Numeri quantici | ||||||||
| – n | 4 | |||||||
| – ℓ | 3 | |||||||
| – mℓ | 3 | |||||||
| – ms | -1/2 | |||||||
| Configurazione degli elettroni (configurazione dei gas nobili) | 4f146s2 | |||||||
| Struttura atomica | ||||||||
| – Numero di elettroni | 70 | |||||||
| – Numero di neutroni | 104 | |||||||
| – Numero di protoni | 70 | |||||||
| – Raggio dell’atomo | ||||||||
| – Raggio atomico | 2.26 Å | |||||||
| – Raggio covalente | 1.78 Å | |||||||
| Elettronegatività (scala Pauling) | Sconosciuto | |||||||
| Affinità degli elettroni | -1.93 kJ mol-1 | |||||||
| Energia di ionizzazione (kJ mol-1) | 1° | 2° | 3° | 4° | 5° | 6° | 7° | 8° |
| 603.435 | 1174.805 | 2416.96 | 4202.9 | – | – | – | – | |
Configurazione dell’elettrone di itterbio (Modello Bohr Modello di Bohr)
Usi dell’itterbio
- Può essere aggiunto a leghe come l’acciaio inossidabile per migliorarne la resistenza, la raffinatezza del grano e altre proprietà meccaniche.
- Il suo isotopo radioattivo 160Yb è usato come fonte di radiazione nelle apparecchiature portatili di imaging a raggi X.
- Gli amplificatori in fibra drogati con itterbio nei laser sintonizzabili sono usati per la marcatura e l’incisione.
- I composti di itterbio sono ora sempre più utilizzati come catalizzatori industriali al posto di altri catalizzatori considerati pericolosi e inquinanti.
- Siccome la resistenza elettrica dell’itterbio aumenta con l’aumento dello stress fisico, e’ usato negli estensimetri per il monitoraggio dello stress sismico.
Sistema laser a fibra drogato con itterbio
Possibili effetti sulla salute
L’itterbio e’ considerato leggermente tossico e i suoi composti possono causare irritazione alla pelle e agli occhi. La polvere metallica di itterbio prende fuoco spontaneamente, ed i fumi sono nocivi per la salute umana.
Fatti interessanti
- L’elemento 70 è a volte rappresentato da un’immagine basata sull’arte rupestre antica trovata in Svezia, perché l’elemento è stato trovato nello stesso paese.
- Due orologi atomici, basati su itterbio, sono stati combinati dagli scienziati del NIST (National Institute of Standards and Technology) nel 2016 per creare l’orologio più stabile del mondo.
Costo dell’itterbio
Mentre 100 grammi di itterbio puro costano circa 1.400 dollari, la stessa quantità di elemento alla rinfusa costa circa 550 dollari.
- http://www.rsc.org/periodic-table/element/70/ytterbium
- https://education.jlab.org/itselemental/ele070.html
- https://www.livescience.com/38423-ytterbium.html
- https://www.webelements.com/ytterbium/isotopes.html
- https://www.chemicool.com/elements/ytterbium.html
- https://www.webelements.com/ytterbium/physics.html
- https://chemglobe.org/ptoe/_/70.php
- http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=Yb&language=en
- http://www.elementsdatabase.com/Ytterbium-Yb-70-element/
- https://www.nist.gov/news-events/news/2016/11/nist-debuts-dual-atomic-clock-and-new-stability-record
- https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/ytterbium.htm