ytterbium

Ytterbium er det 70. grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 70, atommasse 173,1 og atomsymbol Yb.
Utdrag fra periodesystemet
Av .
Lisens: CC BY SA 4.0
Metallisk ytterbium
images-of-elements.com.
Lisens: CC BY 3.0

Ytterbium er et grunnstoff som i ren form er et sølvgrått metall. Det er formbart (duktilt) og så mykt at det kan skjæres med kniv. Ytterbium er et av de sjeldne jordmetallene og tilhører lantanoidene i periodesystemet. Ytterbium brukes blant annet i rustfritt stål, i røntgenstråling og i tannfyllinger.

Faktaboks

Uttale

ytterbium

Etymologi

av Ytterby ved Stockholm

Engelsk navn
ytterbium
Atomsymbol
Yb
Atomnummer
70
Relativ atommasse
173
Smeltepunkt
824 °C
Kokepunkt
1193 °C
Massetetthet
6,965 g/cm³
Oksidasjontall
II, III
Elektronkonfigurasjon
[Xe]4f¹⁴6s²

Metallet oksiderer sakte i luft, men oksidet er stabilt og danner dermed et beskyttende lag som hindrer videre oksidasjon. Metallet reagerer sakte med vann og løses enkelt i fortynnede syrer.

Bruk

Ytterbiumisotopen 169Yb sender ut røntgenstråler, og kan derfor brukes i røntgenapparater.

Røntgenbilde av en menneskehånd.
Av .
Lisens: Falt i det fri (Public domain)

Ytterbium brukes lite. Ytterbiummetall brukes som tilsetning til rustfritt stål for å styrke legeringen.

I røntgenapparater

Den radioaktive isotopen 169Yb, med halveringstid 30,7 dager, sender ut gammastråling som ligger nær bølgelengden til røntgenstråler. Isotopen har derfor blitt brukt som en transportabel røntgenkilde i apparater for ikke-destruktiv testing av materialer og for bruk i medisinsk radiografi.

I tannfyllinger

Ytterbium(III)fluorid, YbF3, kan brukes som en tilsats til plastfyllinger i tenner, fordi det i liten grad reagerer med andre stoffer (det er inert), ugiftig og slipper ikke igjennom røntgenstråler. Spormengder av fluor slippes fri kontinuerlig og dette gir tennene beskyttelse mot karies.

Måling av trykkbølger

De elektriske egenskapene til ytterbium har blitt brukt til å måle trykkbølgene som dannes under kjernefysiske eksplosjoner.

Forekomst

Mineralet gadolinitt-(Y) inneholder små mengder ytterbium.

Gadolinitt
Av .
Lisens: Begrenset gjenbruk

Ytterbium utgjør 3,2 ppm (0,00032 masseprosent) av jordskorpen. Det forekommer sammen med yttrium og de tyngre lantanoidene i mineraler som euxenitt, gadolinitt og xenotim.

Som for de andre lantanoidene er også monazitt og bastnäsitt viktige mineraler. Begge disse mineralene inneholder imidlertid lite ytterbium; monazitt inneholder 0,1 prosent ytterbium og bestnäsitt så lite som 0,0006 prosent ytterbium.

Det finnes også spor av ytterbium i havet i en konsentrasjon som er oppgitt til rundt 1,2 ppt (1,2 nanogram per liter).

Historie

Ytterbium ble oppdaget i 1878 av den sveitsiske kjemikeren Jean-Charles Galissard de Marignac.
Av /Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris.
Lisens: Falt i det fri (Public domain)

Ytterbium ble oppdaget i 1878 av den sveitsiske kjemikeren Jean-Charles de Marignac i Genève i en prøve av erbiumoksid (erbia) som var fremstilt av mineralet gadolinitt. Ved ekstraksjon med vann fikk han et rødt oksid som fikk navnet erbia, og dessuten et fargeløst oksid som han kalte ytterbia. Den fargeløse ytterbiumfraksjonen viste seg senere å inneholde også scandium og lutetium.

Metallisk ytterbium ble først fremstilt i 1937 ved reduksjon av ytterbiumklorid med kalium i en ikke-reaktiv (inert) atmosfære ved høye temperaturer.

Egenskapene til metallet ble først karakterisert i 1953 etter at en ren prøve av ytterbiummetall ble fremstilt av den kanadiskfødte kjemikeren Frank Harold Spedding (1902–1984) og hans medarbeidere ved Iowa State University.

Ytterbium er et av fire grunnstoffer som har fått sitt navn etter Ytterby i Stockholms skjærgård. De andre er yttrium, terbium og erbium.

Fremstilling

Ved opparbeidelse av lantanoidemineralene (se yttrium), fås ytterbium i form av oksidet Yb2O3. Oksidet reduseres til metall ved oppvarming med lantan og aluminium, og metallisk ytterbium sublimerer og avsettes på en avkjølt plate. Metallet kan raffineres videre ved resublimasjon.

Det produseres cirka 50 tonn ytterbium årlig. De viktigste produsentlandene er Kina, USA, Brasil, India, Sri Lanka og Australia. Verdens samlede reserver av ytterbium er anslått til rundt én million tonn.

Kjemiske egenskaper

Rent ytterbiummetall.
Ytterbium.
Av .
Lisens: CC BY SA 4.0

Ytterbium er elektropositivt, uedelt og meget reaktivt. Det er bestandig i luft opp til cirka 200 °C, men reagerer langsomt med vann. Metallet løses lett i fortynnede og konsentrerte mineralsyrer og i flytende ammoniakk.

I mange av sine fysiske egenskaper viser ytterbium likhet med jordalkalimetallene, særlig barium.

Ytterbium er et metall ved vanlig trykk, men omvandles til en halvleder ved et trykk på 16 000 atmosfærer før det igjen blir et metall ved 40 000 atmosfærer. Disse elektriske egenskapene kan brukes til å måle trykkbølger.

Ytterbium eksisterer i to allotrope former, alfa-ytterbium med flatesentrert kubisk struktur opp til 760 °C, og beta-ytterbium med romsentrert kubisk struktur ved høyere temperaturer.

Forbindelser

Krystaller av en fargeløs ytterbium(III)forbindelse.
Ytterbium.
Av .
Lisens: CC BY SA 4.0

I kjemiske forbindelser har ytterbium for det meste oksidasjonstall +III, men det kan også opptre med oksidasjonstall +II. Toverdig ytterbium er imidlertid lite stabilt og oksideres lett til treverdig. De treverdige ionene Yb3+ er fargeløse, de toverdige er grønne.

Med oksygen danner ytterbium to oksider:

  • ytterbium(III)oksid, med kjemisk formel Yb2O3
  • ytterbium(II)oksid, YbO

Ytterbium(III)oksid er fargeløst, basisk og absorberer vann og karbondioksid fra luften. Smeltepunktet er 2346 °C.

Med halogener, for eksempel klor, danner ytterbium trihalogenider, YbX3, og dihalogenider, YbX2. Trihalogenidene YbCl3, YbBr3 og YbI3 er hygroskopiske og danner hydrater, for eksempel YbCl3 · 6H2O. Dihalogenidene kan fremstilles ved å redusere det tilsvarende trihalogenidet med for eksempel hydrogen.

Noen andre forbindelser med ytterbium er ytterbium(III)karbonat Yb2(CO3)3, tungt løselig, basisk ytterbium(III)hydroksid Yb(OH)3 og tungt løselig ytterbium(III)sulfat Yb2(SO4)3 med avtagende løselighet ved voksende temperatur.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg

Fagansvarlig for Sjeldne jordarter

Henrik Hovde Sønsteby
Førsteamanuensis i uorganisk materialkjemi, Ph.d., Universitetet i Oslo