Structure Erbio, propriétés, obtention, utilisations

Il Erbio C'est un élément métallique appartenant aux terres rares, en particulier aux lanthanides, et dont le symbole chimique est ER. Son nom dérive d'un village suédois appelé Ytterby, et provoque généralement de la confusion car il ressemble beaucoup à d'autres éléments, tels que Terbio (TB) et Iterbio (YB), tous deux aussi des lanthanides.

L'Erbio participe à un état d'oxydation de +3 dans la grande majorité de ses composés, une caractéristique chimique assez courante des lanthanides. Lorsque ces composés, comme ERCL₃, Ils se dissolvent dans des solutions aqueuses, montrent une coloration rose; ainsi que plusieurs de ses solides, utilisés comme additifs pour le verre à coloration, les bijoux ou la céramique.

Échantillon d'erbio métallique. Source: Images haute résolution des éléments chimiques / CC par (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 3.0)

La popularité d'Erbio n'est pas trop remarquable, même parmi les étudiants en chimie. Cependant, ceux qui travaillent dans les télécommunications et avec des câbles de fibres optiques, sauront à quel point il est important d'amplifier les signaux qui voyagent entre tous les continents.

En dépit d'être l'un des métaux des terres rares, Erbio a une abondance comparable à celle du tantalium et du tungstène. Le retard pour son objet et sa production était dû aux processus compliqués pour le séparer des minéraux tels que le gadolinita, le xénotima et l'euxenita.

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Découverte

L'Erbio a été découvert en 1843 par le chimiste suédois Carl Gustaf Mosander, qui a étudié des échantillons du minéral Gadolinita, collecté dans les carrières Ytterby, une villa située en Suède.

De la gadolinita a isolé l'oxyde d'ititrum et₂SOIT₃, Et après une série de précipitations avec de l'hydroxyde et du chauffage d'ammonium, il a obtenu deux nouveaux précipités: les oxydes Erbia et Terbia.

Cependant, en 1860, après des études spectroscopiques, l'identité des oxydes respectifs a été échangée: Erbia correspondait à l'oxyde terbien, tandis que la terbia était l'oxyde d'Erbio.

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Structure chimique de l'erbio

Les atomes d'Erbio interagissent entre eux en utilisant des électrons de valence de leurs orbitales 4F et 6S, établissant ainsi une forte liaison métallique. À la suite de ce lien, ses radios atomiques et le mode de son emballage dans les cristaux, l'erbio adopte une structure hexagonale compacte, HCP, d'un caractère dense.

Configuration électronique

Configuration électronique Erbio

La configuration électronique abrégée pour l'erbium est:

[XE] 6S² 4F¹²

Il dispose de 12 électrons dans ses orbitales 4F, ce qui indique qu'une telle configuration électronique ne correspond à aucune irrégularité ou exception à l'ordre de remplissage (principe Aufbau).

Propriétés Erbio

Apparence physique

Métal blanc argenté, doux et malléable, qui est lentement oxydé lorsqu'il est exposé à l'air. Quand c'est fortement, des étincelles et des éclairs verdâtres se détachent.

Numéro atomique

68

Masse molaire

167.26 g / mol

Point de fusion

1529 ºC

Point d'ébullition

2868 ºC

Densité

À température ambiante: 9.066 g / cm³

Au point de fusion: 8.86 g / cm³

États d'oxydation

L'état d'oxydation pré -illect pour l'erbio, ainsi que pour d'autres lanthanides, est +3 (euh³⁺). Il peut également avoir 0 états d'oxydation (euh⁰), +1 (euh⁺) et +2 (euh²⁺), Étant aussi moins courant.

Ordre magnétique

Paramagnétique à température ambiante. Il est légèrement attiré par les aimants.

Électronégativité

1.24 sur l'échelle Pauling.

Énergies d'ionisation

-Premièrement: 589.3 kJ / mol

-Deuxième: 1150 kJ / mol

-Troisième: 2194 kJ / mol

Réactivité et composés

L'Erbio réagit pour former des composés participant à un nombre d'oxydation de +3. Par exemple, lorsque la pièce en métal d'un Erbio perd sa luminosité, c'est parce qu'une couche de son oxyde couvre sa surface:

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4 er + 3 o₂ → 2 er₂SOIT₃

Il réagit également avec de l'eau froide ou chaude pour former son hydroxyde:

2 er + 6 h₂O → 2 ER (OH)₃ + 3 h₂

Et directement avec tous les halogènes pour donner naissance à leurs haluros respectifs, dont la formule générale est ERX₃ (Erf₃, ERCL₃, etc.). Ces haluros, comme de nombreux composés d'Erbio (iii), se distinguent parce que leurs solides ont des colorations roses ou violettes, ainsi que leurs solutions aqueuses, où nous avons l'Acuo complexe [er (oh (oh (oh₂)₉]]³⁺.

Fait intéressant, les composés Erbio ne conservent leurs colorations roses que si elles restent exposées à l'extérieur, recevant un rayonnement UV du soleil. Sinon, ils présentent des couleurs Matt.

Obtention

99 Échantillon Erbio.99%

Matière première

Erbio fait de nature une partie de nombreux minéraux de terres rares, notamment la monacite, les argiles latétitiques, le basnasite, le xénotima et l'Euxenita.

Ces deux derniers, ainsi que les argiles du sud-est de la Chine, sont les principales matières premières de la production d'erbe. La Chine est le pays qui mène et, de loin, l'offre et le marché des Lantanides.

Méthodes de production

Ions urgents³⁺, de l'oxyde ur₂SOIT₃, Ils doivent être séparés du reste de la matrice minéralogique, composée d'autres lanthanides (UE³⁺, VOUS³⁺, etc.). Cela représentait un processus lourd et coûteux; Cependant, avec le développement de techniques de chromatographie d'échange d'ions, la production d'Erbio et d'autres métaux étaient possibles.

Dissoudre le xénotimal ou le minerai sélectionné dans un milieu acide (HCl ou H₂Swin₄), et séparer les ions ER³⁺ comme ER₂SOIT₃ ou l'un de ses sels, procédez à une réduction à l'aide de vapeurs de potassium ou de calcium, comme des agents réducteurs, sous une atmosphère d'argon inerte. Ce n'est qu'en 1934 que le premier échantillon considérablement pur d'Erbio s'est produit.

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Utilisations / applications

Bijoux

La couleur de l'oxyde d'erbium est utilisée dans des joyaux synthétiques et des objets en verre pour les teindre avec du rose.

La photographie

Les atomes d'Erbio absorbent le rayonnement infrarouge, ils sont donc utilisés dans les filtres photographiques.

Lasers

L'Erbio fait partie des incendies d'Ititrium et d'aluminium (YAG), utilisant pour reproduire des lasers avec lesquels la peau est rajeunie et les cicatrices, les taches ou les rides dans les traitements dermatologiques sont rejetés.

Fibres optiques

Les atomes d'Erbio sont également utilisés comme dopage dans les fibres optiques, agissant comme amplificateurs légers tous les 50 kilomètres de câble dans les sols océaniques. Cela permet au signal de secouer d'énormes distances, grâce à laquelle il est possible, par exemple, de reproduire des vidéos YouTube de différentes parties du monde.

Les photons excitent les atomes d'Erbio dans le verre, perdant de l'énergie et libérant plus de photons, provoquant l'intensité de la lumière qui se déplace à travers la fibre double.

Verres de soudage

La capacité des atomes d'Erbio d'absorber la lumière est utilisée dans les verres de soudage, qui contiennent des sels erbium qui absorbent les flashs éblouissants, empêchant ainsi le travailleur de se blesser aux yeux ou est aveugle tout en accueillant.

Les références

1. Fhiver & Atkins. (2008). Chimie inorganique. (quatrième édition). Mc Graw Hill.
2. Wikipédia. (2020). Erbium. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
3. Mohammad Reza Ganjali et al. (2016). Détérion de la série Lanthanides par diverses méthodes analytiques. ScienceDirect.
4. Les éditeurs d'Enyclopaedia Britannica. (2020). Erbium. Récupéré de: Britannica.com
5. Docteur. Doug Stewart. (2020). Faits d'élément erbium. Récupéré de: Chemicool.com
6. Centre national d'information sur la biotechnologie. (2020). Erbium. Résumé des éléments PubChem pour le numéro atomique 68. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement