InfoNu.nl > Wetenschap > Scheikunde > Erbium: Het element

Erbium: Het element

Erbium: Het element Erbium, symbool Er en atoomnummer 68, het is een zilverwit chemisch element uit de lanthanide reeks. Erbium wordt in de natuur gevonden in een chemische verbinding met andere elementen. Het is een element dat werd gevonden in de mineraal gadolinite in de Zweedse plaats Ytterby, waarin ook de elementen yttrium, ytterbium en terbium voorkomen. Het element is vernoemd naar deze plaats, waar het in 1842 door Carl Gustaf Mosander is ontdekt.

Erbium in het periodiek systeem

Voornaamste toepassingen van erbium zijn gebaseerd op driewaardig Er. Het is een zacht kneedbaar metaal, dat redelijk stabiel is in lucht en minder snel oxideert dan de andere lanthaniden. De erbiumzouten zijn roze en het element toont een scherpe absorptiespectrum van licht. Het metaal wordt vooral toegepast binnen de geavanceerde elektronische en optische industrie.

NaamSym-
bool
KleurAtoom-
nummer
Standaard-
atoomgewicht
CatagorieGroep
blok
PeriodeElektron-
configuratie
ErbiumErZilver-wit68+/- 167,3LanthanidenGroep n/a
f-blok
Periode 6[Xe] 4f12 6s2
per schil
2, 8, 18, 30, 8, 2

Fysische eigenschappen van erbium

FaseSmeltpuntKookpuntDichtheid g/cm3Smeltwarmte KJ/molVerdampingswarmte KJ/molMolaire warmtecapaciteit
J/mol.K
Vast1802 K
(1529 °C, 2784 °F)
3141 K
(2868 °C, 5194 °F)
Vast bij kt: 9,066
vloeibaar bij smeltpunt: 8,86
19,9028028,12

Eigenschappen van het erbium atoom

Oxidatie-
toestanden
Electro-
negativiteit
Pauling scale
Ionisatie-
energie
kJ/mol
Atoom-
radius
Kristal-
structuur
Warmte-
uitzetting
µm/m.K
(bij r.t.)
Warmte-
geleiding
W/m.K
Elektrische
weerstand
µΩm (r.t.)
Magnetisme
3, 2, 1
basische oxide
1,241st: 589.3
2nd: 1150
3rd: 2194
empirisch: 176 pm
Covalent: 189±6 pm
hexagonal
close-packed
(hcp)
12.2 14.5 0.860 para-
magnetisch
bij 300 K

Mechanische eigenschappen van erbium

ElasticiteitsmodulusafschuifmodulusBulk modulusPoisson ratio
Hardheid
69.9 GPa28.3 GPa44.4 GPa0.237Vickers:
430700 MPa
Brinell:
6001070 MPa

Isotopen van erbium

Natuurlijk voorkomende erbium is samengesteld uit 6 stabiele isotopen, 162Er, 164er, 166Er, 167Er, 168Er, en 170Er met 166Er als het meest voorkomende element. Er zijn 29 radioisotopen geïnventariseerd, de meest stabiele zijn 169Er met een halfwaardetijd van 9,4 d, 172 Er met 49,3 uur, 160Er met 28.58 uur, 165Er met 10.36 uur en 171Er met een halfwaardetijd van 7,516 uur. De resterende radioactieve isotopen hebben halfwaardetijden van minder dan 3,5 uur; de meeste van deze laatste groep zelfs minder dan 4 minuten.

Stabielste isotopen van erbium

IsotoopNA%HalveringstijdVerval viaVervalenergie (MeV)Vervalproducten
160ErSynthetisch28,6 uurε 0,33160Ho
162Er0,141,4x10↑14 jaar (α) 1,65158Dy
162Er 1,4x10↑14 jaar(β+β+) 1.8445162Dy
164Er1.60--- (α)1.3041160Dy
164Er (β+β+) 0.0241 164Dy
165Er synthetisch10.36 uur ε 0,376 165Ho
166Er33.50---(α) 0.8309 162Dy
167Er22.87---(α)0.6657163Dy
168Er 26.98---(α)0.5527164Dy
169Ersynthetisch9.4 dagenβ−0.351169Tm
170Er 14.913.2×1017 jaar (α) 0.0502166Dy
170Er (β−β−)0.6536170Yb
171Ersyn7.516 uur β− 1.490171Tm
172Er syn49.3 uurβ−0.891 172Tm

Toelichting op de chemische eigenschappen van erbium

Erbium metaal wordt langzaam in de lucht "verbrand" tot erbium(III)oxide:
  • 4 Er + 3 O2 → 2 Er2O3

Erbium is sterk elektropositief en reageert langzaam met koud water en snel met warm water om erbiumhydroxide te vormen:
  • 2 Er (s) + 6 H2O (l) → 2 Er (OH) 3 (aq) + 3 H2 (g)

Erbium metaal reageert met alle halogenen:
  • 2 Er (s) + 3 F2 (g) → 2 ErF3 (s) [roze]
  • 2 Er (s) + 3 Cl2 (g) → 2 ErCl3 (s) [paars]
  • 2 Er (s) + 3 Br2 (g) → 2 ErBr3 (s) [paars]
  • 2 Er (s) + 3 I2 (g) → 2 ErI3 (s) [paars]

Erbium lost op in verdund zwavelzuur bevattende gehydrateerde Er(III) -ionen, die bestaan rozerood [Er (OH2) 9] 3 + hydratatie complexen:
  • 2 Er (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Er3 + (aq) + 3 SO2
  • 4 (aq) + 3 H2 (g)

Het vóórkomen van erbium

De concentratie van erbium in de aardkorst is ongeveer 2,8 mg / kg en in het zeewater 0.9 ng / liter. Het element wordt niet in de natuur gevonden als zuiver element, maar als verbindingen in ertsen. Het is moeilijk en dus duur om deze elementen (lanthaniden) van elkaar te scheiden, maar de ion-exchangechromatography methoden die ontwikkeld zijn in de 20ste eeuw hebben de productiekosten drastisch verlaagd. De belangrijkste commerciële bronnen van erbium zijn de mineralen xenotiem en euxenite, en het meest recent, een bepaalde klei in China. China is hierdoor uitgegroeid tot de belangrijkste leverancier van dit element.

Toepassingen van erbium

  • Erbium wordt gebruikt als een fotografische filter.
  • Gebruikt in de nucleaire technologie in de neutronen absorberende regelstaven.
  • Erbium wordt gebruikt als een metallurgische additief. Wanneer toegevoegd aan vanadium legeringen verlaagt het de hardheid en verbetert de bewerkbaarheid.
  • Erbium oxide heeft een roze kleur, en wordt soms gebruikt als kleurstof voor glas en porselein. Het glas wordt gebruikt in zonnebrillen en sieraden.
  • Erbium gedoteerde optische silica-glasvezels die op grote schaal worden gebruikt in optische communicatie.
  • Een erbium-nikkellegeringen Er3Ni heeft een ongewoon hoge specifieke warmtecapaciteit bij zeer lage temperaturen en wordt gebruikt in cryocoolers; een mengsel van 65% Er3Co en 35% Er0.9Yb0.1Ni voert de specifieke warmtecapaciteit nog verder op.
  • Een grote verscheidenheid aan medische toepassingen (onder andere dermatologie, tandheelkunde) maken gebruik van erbium-ion's emissie, die sterk wordt geabsorbeerd in water. Deze ondiepe weefselbereik van de laserenergie is nodig voor laserchirurgie en in de tandheelkunde voor de verwijdering van carieus weefsel met lasers.

Gezondheid

Erbium heeft geen biologische rol, maar erbium zouten stimuleren de stofwisseling. Mensen verbruiken gemiddeld 1 milligram erbium per jaar. De hoogste concentratie erbium bij mensen zit in de botten, maar er bevindt zich ook erbium in nieren en lever. Erbium is in geringe mate giftig bij inname, de erbium verbindingen zijn niet giftig. Metallisch erbium als stof is brand en explosie gevaarlijk.

Lees verder

© 2015 - 2019 Custor, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Meitnerium: Het elementMeitnerium: Het elementMeitnerium is een scheikundig element met symbool Mt en atoomnummer 109. Het is een zeer radioactief synthetische elemen…
Lutetium, het elementLutetium, het elementLutetium is een scheikundig element met symbool Lu enatoomnummer 71. Het is een zilverwit lanthanide. Onafhankelijk van…
Lawrencium: Het elementLawrencium: Het elementLawrencium is een synthetisch chemisch element met een chemisch symbool Lr en atoomnummer 103. Het is een radioactief me…
Dysprosium: Het elementDysprosium: Het elementDysprosium(van Grieks dysprositos = moeilijk toegankelijk) is een scheikundig element met symbool Dy en atoomnummer 66.…
Thulium: Het elementThulium: Het elementIn 1879 is thulium ontdekt door de Zweed Per Teodor Cleve tijdens bestuderen van onzuiverheden in lanthanide-oxiden. Na…
Bronnen en referenties
  • Inleidingsfoto: embleem erbium,
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Erbium
  • http://nl.wikipedia.org/wiki/Erbium

Reageer op het artikel "Erbium: Het element"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Custor
Laatste update: 07-02-2017
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Scheikunde
Special: De lanthaniden
Bronnen en referenties: 3
Schrijf mee!