Ytterbium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Stukje ytterbium
Naam	Ytterbium
Latijn
Symbool	Yb
Atoomnummer	70
Soort	Lanthanide
Kleur	Zilverwit
Smeltpunt	824 ^oC
Kookpunt	1196 ^oC

Ytterbium is een chemisch element met het symbool Yb en atoomnummer 70 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een zacht, kneedbaar, zilverwit metaal dat langzaam verkleurt bij blootstelling aan lucht. Het behoort tot de lanthaniden reeks, een groep van 15 op elkaar lijkende elementen tussen lanthaan en lutetium in het periodiek systeem, waarvan lanthaan de eerste en het prototype is. Ytterbium wordt traditioneel gerekend tot de zeldzame aardelementen.

Voorkomen

Ytterbium wordt samen met andere zeldzame-aarde-elementen (Lanthaniden) gevonden in verschillende zeldzame mineralen. Het wordt meestal commercieel gewonnen uit monazietzand (waar 0,03% ytterbium in zit). Het element wordt ook gevonden in euxenite en xenotime. De belangrijkste mijngebieden zijn China, de Verenigde Staten, Brazilië, India, Sri Lanka en Australië. De voorraden ytterbium worden geschat op een miljoen ton. Ytterbium is normaal gesproken moeilijk te scheiden van andere zeldzame aardmetalen, maar de zogeheten ionenuitwisseling en oplosmiddelextractietechnieken die in het midden tot het einde van de 20e eeuw zijn ontwikkeld, hebben de scheiding vereenvoudigd. Verbindingen van ytterbium zijn zeldzaam en zijn nog niet volledig onderzocht. De aanwezigheid aan ytterbium in de aardkorst is ongeveer 3 mg/kg aardkorst.

De wereldproductie van ytterbium bedraagt slechts ongeveer 50 ton per jaar, wat erop wijst dat het weinig toepassingen voor de handel heeft. Microscopisch kleine hoeveelheden van ytterbium worden gebruikt als doteringsmiddel in de YAG-laser (een doteringsmiddel is een chemische stof die in zeer kleine hoeveelheden als onzuiverheid wordt ingebracht in halfgeleidermateriaal om de elektrische eigenschappen daarvan te wijzigen). Het licht wat de YAG-laser uitstraalt krijgt hierdoor een iets andere kleur.

Het is relatief moeilijk om ytterbium te scheiden van andere lanthaniden vanwege de vergelijkbare eigenschappen. Daardoor duurt het proces lang.

Ytterbium in erts of mineraal

Euceniet
Monaziet
Xenotime

Geschiedenis

Ytterbium werd ontdekt door de Zwitserse chemicus Jean Charles Galissard de Marignac in het jaar 1878. Bij het onderzoeken van monsters van gadoliniet vond Marignac een nieuwe stof in de aarde die toen bekend stond als erbia, en hij noemde het ytterbia, naar Ytterby, het Zweedse dorp in de buurt van waar hij het mineraal vond met de nieuwe stof naast erbium. Marignac vermoedde dat ytterbia een verbinding was van een nieuw element dat hij "ytterbium" noemde.

In 1907 scheidde de Franse chemicus Georges Urbain de ytterbia van Marignac in twee stoffen: neoytterbia en lutecia. Neoytterbia werd later bekend als het element ytterbium en lutecia werd bekend als het element lutetium. De Oostenrijkse chemicus Carl Auer von Welsbach maakte deze elementen ongeveer tegelijkertijd vrij, onafhankelijk van ytterbia, maar hij noemde ze aldebaranium en cassiopeium; de Amerikaanse chemicus Charles James maakte deze elementen ongeveer tegelijkertijd vrij, ook onafhankelijk. Urbain en Welsbach beschuldigden elkaar van het publiceren van resultaten op basis van de andere partij. De Commission on Atomic Mass (bestaande uit Frank Wigglesworth Clarke, Wilhelm Ostwald en Georges Urbain) die toen verantwoordelijk was voor het toekennen van nieuwe elementnamen, beslechtte het geschil in 1909 door voorrang te verlenen aan Urbain en zijn namen als officiële namen aan te nemen, gebaseerd op het feit dat de scheiding van lutetium uit Marignac's ytterbium voor het eerst werd beschreven door Urbain. Nadat de namen van Urbain waren erkend, werd neoytterbium teruggezet in ytterbium.

De chemische en fysische eigenschappen van ytterbium konden pas in 1953 met enige precisie worden bepaald, toen het eerste bijna zuivere ytterbiummetaal werd gemaakt met behulp van de zogeheten ionen-uitwisseling processen.

Gebruik

Ytterbium wordt gebruikt als een stralingsbron in draagbare röntgenapparaten. Het zogeheten isotoop ¹⁶⁹ Yb wordt ook gebruikt in de nucleaire geneeskunde, waarbij radioactieve stoffen worden toegepast bij de diagnose en behandeling van ziekten.

Ytterbium kan ook worden gebruikt als doteringsmiddel om de korrelverfijning, sterkte en andere mechanische eigenschappen van roestvrij staal te verbeteren.

Biologie

Ytterbium moet worden beschermd tegen lucht en vocht. Alle verbindingen van ytterbium worden als zeer giftig gezien. Ytterbiumverbindingen veroorzaken irritatie van de menselijke huid en ogen. Ytterbium als metaalstof kan spontaan ontbranden, en de daarbij vrijkomende dampen zijn gevaarlijk. Ytterbium-branden kunnen niet met water worden geblust en alleen droge chemische klasse D- brandblussers kunnen de branden blussen. Kortom, mensen die met deze stof moeten werken, dienen dat uiterst voorzichtig te doen.