Nguyên tố Yterbi: Định nghĩa, lịch sử và ứng dụng

Yterbi, một nguyên tố đất hiếm với kí hiệu hóa học Yb, là một phần không thể thiếu của nhóm Lanthanide. Được biết đến với đặc tính hóa học độc đáo, Yterbi được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghệ cao, bao gồm cả trong lĩnh vực laser và vật liệu phát quang. Bài viết này, yeuhoahoc.edu.vn sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về Yterbi, bao gồm định nghĩa, lịch sử, tính chất, ứng dụng, điều chế, và vấn đề an toàn liên quan. 

Giới thiệu về nguyên tố Yterbi 

Định nghĩa 

Nguyên tố Yterbi có tên tiếng anh là Yterbi, với kí hiệu Yb và số nguyên tử 70, là một trong những thành viên quan trọng của nhóm Lanthanides trong bảng tuần hoàn hóa học. Được đặt tên theo làng Yterbi ở Thụy Điển, nơi nó được phát hiện, Yterbi tự hào với lịch sử phát hiện phong phú và các ứng dụng hiện đại đa dạng, từ lĩnh vực y tế đến công nghệ cao.

 Lịch sử hình thành nguyên tố Yterbi

Năm 1878: Nhà hóa học Thụy Điển Jean Charles Galissard de Marignac phát hiện ra ytterbi trong khoáng vật gadolinit. Tên gọi: Ytterbi được đặt tên theo thị trấn Ytterby ở Thụy Điển, nơi gadolinit được tìm thấy. 

Năm 1907: Carl Auer von Welsbach tách ytterbi thành hai nguyên tố: ytterbi và luteti. 

Một số mốc thời gian quan trọng trong lịch sử phát hiện: 

1878: Jean Charles Galissard de Marignac phát hiện ytterbi. 

1907: Carl Auer von Welsbach tách ytterbi thành ytterbi và luteti. 

1947: John C. Hindman và cộng sự xác định cấu hình electron của ytterbi. 

1950: Ytterbi được sử dụng lần đầu tiên trong laser. 

Nguyên tố Yterbi trong bảng tuần hoàn hóa học

Yterbi là một kim loại đất hiếm thuộc nhóm Lanthanide. Nó nằm ở vị trí thứ 70 trong bảng tuần hoàn là một phần của chu kỳ 6

Nhóm	Chu kỳ	Nguyên tử khối (u)	Khối lượng riêng g/cm3	Nhiệt độ nóng chảy (K9)	Nhiệt độ bay hơi K	Nhiệt dung riêng J/g.K	Độ âm điện	Tỷ lệ trong vỏ Trái Đất mg/kg
1	6	173,054(5)	6,965	1097	1469	0,155	1,1	3,2

Tính chất của nguyên tố Yterbi 

Tính chất vật lý 

Yterbi là một kim loại đất hiếm có màu trắng bạc, mềm dẻo và dễ uốn. 

Nó có số nguyên tử 70, ký hiệu Yb, và khối lượng nguyên tử 173,0451 u. 

Ytterbi có điểm nóng chảy 824 °C, điểm sôi 1193 °C, và mật độ 6,97 g/cm³. 

Nó có cấu hình electron [Xe] 4f14 6s2.

 Tính chất hóa học 

Yterbi có trạng thái oxy hóa phổ biến nhất là +3. 

Nó phản ứng dễ dàng với axit và oxy. 

Yterbi tan trong axit loãng tạo thành muối yterbi(III). 

Nó phản ứng với oxy trong không khí tạo thành oxit yterbi(III). 

Yterbi cũng phản ứng với nước tạo thành hydroxit yterbi(III). 

Một số tính chất khác: 

Yterbi là một kim loại tương đối hoạt động. 

Nó có tính từ sắt từ ở nhiệt độ thấp. 

Yterbi có khả năng phát quang màu hồng khi được kích thích bởi bức xạ tia tử ngoại.

Ứng dụng của nguyên tố Yterbi (Yb)

Yterbi là một kim loại đất hiếm có số nguyên tử 70. Nó có một số ứng dụng trong các lĩnh vực sau:

Laser

• Yterbi được sử dụng làm vật liệu laser trong các laser trạng thái rắn và laser sợi quang.
• Laser yterbi có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, y tế và khoa học.

Hợp kim

• Yterbi được sử dụng để tạo hợp kim với các kim loại khác để cải thiện độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn.
• Hợp kim yterbi được sử dụng trong các ứng dụng như hàng không vũ trụ, y tế và điện tử.

Y học

• Yterbi-169, một đồng vị phóng xạ của yterbi, được sử dụng trong chẩn đoán và điều trị y tế.
• Ytterbi-169 được sử dụng để chụp ảnh gamma và trị liệu ung thư.

Nguồn phát quang

• Yterbi được sử dụng trong các nguồn phát quang, chẳng hạn như đèn LED và màn hình hiển thị.
• Yterbi có thể phát ra ánh sáng xanh, lục và hồng.

Các ứng dụng khác:

• Yterbi được sử dụng trong một số ứng dụng khác, chẳng hạn như pin nhiên liệu, nam châm vĩnh cửu và bộ khuếch đại quang học.

 

Điều chế và sản xuất nguyên tố Yterbi (Yb)

Điều chế

Điều chế trong phòng thí nghiệm:

• Yterbi có thể được điều chế bằng phương pháp khử muối yterbi với kim loại mạnh như natri hoặc kali.

Phương trình điều chế:

• YbCl3 + 3Na → Yb + 3NaCl

Điều chế trong công nghiệp:

• Yterbi được sản xuất bằng phương pháp khai thác và chiết xuất từ quặng đất hiếm.
• Quặng đất hiếm được nghiền nhỏ và xử lý bằng các phương pháp hóa học để thu được ytterbi.

Sản xuất

• Yterbi là một kim loại tương đối hiếm và được sản xuất với số lượng nhỏ.
• Trung Quốc là nhà sản xuất yterbi lớn nhất thế giới.
• Việc sản xuất yterbi có thể gây ra tác động môi trường.

Phản ứng của nguyên tố Yterbi (Yb)

Phản ứng với oxy

• Yterbi phản ứng với oxy ở nhiệt độ cao để tạo thành ytterbi oxit (Yb2O3).

Phương trình phản ứng:

• 4Yb + 3O2 → 2Yb2O3

Phản ứng với axit

• Yterbi tan trong axit loãng để tạo thành muối ytterbi.

Phương trình phản ứng:

• Yb + 2HCl → YbCl2 + H2

Phản ứng với halogen

• Yterbi phản ứng với halogen (như Cl2, Br2) để tạo thành muối halide.

Phương trình phản ứng:

• Yb + 2Cl2 → YbCl2

Phản ứng với nước

• Yterbi phản ứng chậm với nước để tạo thành ytterbi hydroxit (Yb(OH)3).

Phương trình phản ứng:

• Yb + 2H2O → Yb(OH)3 + H2

Ví dụ cụ thể

• Khi nung nóng một mảnh ytterbi trong không khí, mảnh ytterbi sẽ chuyển sang màu xám đen do tác dụng với oxy tạo thành yterbi oxit.
• Cho một mảnh yterbi vào dung dịch axit hydrochloric loãng, mảnh yterbi sẽ tan dần và tạo ra khí hydro.
• Cho một mảnh yterbi vào dung dịch nước brom, mảnh yterbi sẽ tan dần và dung dịch chuyển sang màu vàng nâu do tạo thành muối yterbi bromide.

Vấn đề an toàn của nguyên tố Yterbi (Yb)

Kích ứng da và mắt:

• Tiếp xúc trực tiếp với yterbi có thể gây kích ứng da và mắt.

Ảnh hưởng đến hệ hô hấp:

• Hít phải bụi yterbi có thể gây kích ứng hệ hô hấp, dẫn đến ho, khó thở và tức ngực.

Ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa:

• Nuốt phải yterbi có thể gây buồn nôn, nôn mửa và tiêu chảy.

Ảnh hưởng đến thai nhi:

• Phụ nữ mang thai nên hạn chế tiếp xúc với yterbi vì nó có thể gây hại cho thai nhi.

Cách bảo vệ bản thân khỏi tác hại của yterbi:

• Tránh tiếp xúc trực tiếp với yterbi: Khi sử dụng yterbi, cần đeo găng tay, khẩu trang và kính bảo hộ.
• Rửa tay thường xuyên: Rửa tay bằng xà phòng và nước sau khi sử dụng yterbi.
• Làm việc trong khu vực thông gió tốt: Đảm bảo khu vực làm việc được thông gió tốt khi sử dụng yterbi.
• Tuân thủ các biện pháp an toàn: Tuân thủ các biện pháp an toàn được khuyến cáo khi sử dụng yterbi.

Dưới đây là bản tóm tắt các thông tin cơ bản về nguyên tố Yterbi mà chúng tôi đã thu thập. Mời bạn đọc tiếp và khám phá thêm thông tin về chủ đề này!

Chúng tôi mong rằng bạn đã có được một cái nhìn toàn diện và chi tiết về nguyên tố Yterbi qua bài viết này. Nếu có bất cứ thắc mắc nào hoặc bạn muốn tìm hiểu thêm, hãy thoải mái để lại lời bình luận ở phía dưới!