Ossido di ittrio

Ossido di ittrio
	Struttura dell'ossido di ittrio(III)
Nome IUPAC
	triossido di diittrio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	Y2O3
Massa molecolare (u)	225,81 g/mol
Aspetto	solido bianco-grigiastro
Numero CAS	1314-36-9
Numero EINECS	215-233-5
PubChem	159374
SMILES	[O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	5,0 (20 °C)
Indice di rifrazione	1,931
Solubilità in acqua	(20 °C) insolubile
Temperatura di fusione	2.410 °C (2.683 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	-1905,310
ΔfG0 (kJ·mol−1)	-1816,609
S0m(J·K−1mol−1)	99.08
Indicazioni di sicurezza
Frasi H	---
Consigli P	---
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L'ossido di ittrio, noto anche come ittria,^[4]^[5] è l'ossido dell'ittrio con formula Y₂O₃. A temperatura ambiente si presenta come un solido grigio-bianco inodore.

Proprietà

L'ossido di ittrio ha cristalli cubici con costante di reticolo a = 10,6018(7) Å^[1]. Il suo simbolo di Pearson è cI80^[6] e il suo gruppo spaziale è Ia3 (gruppo n° 206). La conduttività termica dell'ossido di ittrio è $27\,\mathrm {W/(m\cdot K)}$ ^[7].

Usi

Fosfori

L'ossido di ittrio è ampiamente utilizzato per produrre i fosfori Eu:YVO₄ (ittrio ortovanadato) e Eu:Y₂O₃ che davano il colore rosso negli schermi a tubo catodico della TV a colori^{[senza fonte]}.

Laser a ittrio

L'ossido di ittrio è un potenziale materiale per laser a stato solido. In particolare, i laser con itterbio come drogante consentono il funzionamento efficiente sia in funzionamento continuo^[8] che in regime pulsato^[9]. Ad alta concentrazione di eccitazioni (dell'ordine dell'1%) e scarso raffreddamento, avviene l'estinzione dell'emissione a frequenza laser e l'emissione a valanga a banda larga^[10]. (I laser a base di ittrio non devono essere confusi con i laser YAG che utilizzano granato di ittrio e alluminio, un cristallo ampiamente utilizzato per droganti laser di terre rare).

Illuminazione a gas

L'uso originale del minerale ittrio e lo scopo della sua estrazione da fonti minerali era parte del processo di fabbricazione di manti gassosi e altri prodotti per accendere le fiamme dei gas prodotti artificialmente (inizialmente idrogeno, successivamente gas di carbone, paraffina o altri prodotti) nella luce visibile dall'uomo. Questo uso è quasi obsoleto: al giorno d'oggi il diossido di torio e l'ossido di cerio(III) sono componenti largamente più utilizzati di tali prodotti.

Ceramica dentale

L'ossido di ittrio viene utilizzato per stabilizzare la zirconia nelle ceramiche dentali prive di metallo e ceramica di ultima generazione. Si tratta di una ceramica molto dura utilizzata come materiale di base resistente in alcuni restauri in ceramica integrale^[11]. La zirconia utilizzata in odontoiatria è l'ossido di zirconio che è stato stabilizzato con l'aggiunta di ossido di ittrio. Il nome completo della zirconia utilizzata in odontoiatria è "zirconia stabilizzata con ittrio" o YSZ.

Filtri per microonde

L'ossido di ittrio viene anche usato per produrre granati di ferro di ittrio, che sono filtri per microonde molto efficaci.

Superconduttori

L'ossido di ittrio viene utilizzato per realizzare il superconduttore ad alta temperatura YBa₂Cu₃O₇, noto come "1-2-3" per indicare il rapporto tra i costituenti metallici:

{\ce {2Y2O3\ +\ 8BaO\ +\ 12CuO\ +\ O2->4YBa2Cu3O7}}

Questa sintesi è tipicamente condotta a 800 °C.

Sintesi inorganica

L'ossido di ittrio è un importante punto di partenza per i composti inorganici. Per la chimica organometallica viene convertito in cloruro di ittrio (YCl₃) in una reazione con acido cloridrico concentrato e cloruro di ammonio.

In natura

L'yttrialite-(Y), approvato come nuova specie minerale nel 2010, è la forma naturale dell'ittrio. È estremamente raro, si trova come inclusioni in particelle di tungsteno autoctone in un deposito alluvionale del fiume Bol'shaja Pol'ja in Siberia. Come componente chimico di altri minerali, l'ossido di ittrio fu isolato per la prima volta nel 1789 da Johan Gadolin da minerali di terre rare in una miniera nella città svedese di Ytterby, vicino a Stoccolma^[1].

Note

^ ^a ^b ^c (EN) Mindat, http://www.mindat.org/min-40471.html Titolo mancante per url url (aiuto). URL consultato il 18 dicembre 2021.
^ ^a ^b ^c (EN) R. Robie, B. Hemingway e J. Fisher, Thermodynamic Properties of Minerals and Related Substances at 298.15K and 1bar Pressure and at Higher Temperatures (PDF), in US Geol. Surv., vol. 1452, 1978.
^ scheda dell'ossido di ittrio su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.
^ ìttria in Vocabolario - Treccani, su treccani.it. URL consultato l'8 marzo 2022.
^ (EN) D. W. Stacy e D. R. Wilder, The Yttria-Hafnia System, in Journal of the American Ceramic Society, vol. 58, n. 7-8, 1975-07, pp. 285–288, DOI:10.1111/j.1151-2916.1975.tb11476.x. URL consultato l'8 marzo 2022.
^ (EN) Yong-Nian Xu, Zhong-quan Gu e W.Y. Ching, Electronic, structural, and optical properties of crystalline yttria, in Phys. Rev., B56, n. 23, 1997, pp. 14993–15000, DOI:10.1103/PhysRevB.56.14993.
^ (EN) P.H. Klein e W.J. Croft, Thermal conductivity , Diffusivity, and Expansion of Y₂O₃, Y₃Al₅O₁₂, and LaF₃ in the Range 77-300 K, in J. Appl. Phys., vol. 38, n. 4, 1967, p. 1603, DOI:10.1063/1.1709730.
^ (EN) J. Kong, D.Y. Tang, B. Zhao, J. Lu, K. Ueda, H. Yagi e T. Yanagitani, 9.2-W diode-pumped Yb:Y₂O₃ ceramic laser, in Applied Physics Letters, vol. 86, n. 16, 2005, p. 161116, DOI:10.1063/1.1914958.
^ (EN) M. Tokurakawa, K. Takaichi, A. Shirakawa, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani e A.A. Kaminskii, Diode-pumped 188 fs mode-locked Yb³⁺:Y₂O₃ ceramic laser, in Appl. Phys. Lett., vol. 90, n. 7, 2007, p. 071101, DOI:10.1063/1.2476385.
^ (EN) J.F. Bisson, D. Kouznetsov, K. Ueda, S.T. Fredrich-Thornton, K. Petermann e G. Huber, Switching of emissivity and photoconductivity in highly doped Yb³⁺:Y₂O₃ and Lu₂O₃ ceramics, in Appl. Phys. Lett., vol. 90, n. 20, 2007, p. 201901, DOI:10.1063/1.2739318.
^ (EN) James Shen, Advanced ceramics for dentistry, 1ª ed., Amsterdam, Elsevier/BH, 2013, p. 271, ISBN 978-01-23-94619-5.

Voci correlate

Controllo di autorità	GND (DE) 4190443-6

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[Mindat-1] (EN) Mindat, http://www.mindat.org/min-40471.html Titolo mancante per url url (aiuto). URL consultato il 18 dicembre 2021.

[usgs-2] (EN) R. Robie, B. Hemingway e J. Fisher, Thermodynamic Properties of Minerals and Related Substances at 298.15K and 1bar Pressure and at Higher Temperatures (PDF), in US Geol. Surv., vol. 1452, 1978.

[3] scheda dell'ossido di ittrio su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.

[4] ìttria in Vocabolario - Treccani, su treccani.it. URL consultato l'8 marzo 2022.

[5] (EN) D. W. Stacy e D. R. Wilder, The Yttria-Hafnia System, in Journal of the American Ceramic Society, vol. 58, n. 7-8, 1975-07, pp. 285–288, DOI:10.1111/j.1151-2916.1975.tb11476.x. URL consultato l'8 marzo 2022.

[6] (EN) Yong-Nian Xu, Zhong-quan Gu e W.Y. Ching, Electronic, structural, and optical properties of crystalline yttria, in Phys. Rev., B56, n. 23, 1997, pp. 14993–15000, DOI:10.1103/PhysRevB.56.14993.

[7] (EN) P.H. Klein e W.J. Croft, Thermal conductivity , Diffusivity, and Expansion of Y₂O₃, Y₃Al₅O₁₂, and LaF₃ in the Range 77-300 K, in J. Appl. Phys., vol. 38, n. 4, 1967, p. 1603, DOI:10.1063/1.1709730.

[8] (EN) J. Kong, D.Y. Tang, B. Zhao, J. Lu, K. Ueda, H. Yagi e T. Yanagitani, 9.2-W diode-pumped Yb:Y₂O₃ ceramic laser, in Applied Physics Letters, vol. 86, n. 16, 2005, p. 161116, DOI:10.1063/1.1914958.

[9] (EN) M. Tokurakawa, K. Takaichi, A. Shirakawa, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani e A.A. Kaminskii, Diode-pumped 188 fs mode-locked Yb³⁺:Y₂O₃ ceramic laser, in Appl. Phys. Lett., vol. 90, n. 7, 2007, p. 071101, DOI:10.1063/1.2476385.

[10] (EN) J.F. Bisson, D. Kouznetsov, K. Ueda, S.T. Fredrich-Thornton, K. Petermann e G. Huber, Switching of emissivity and photoconductivity in highly doped Yb³⁺:Y₂O₃ and Lu₂O₃ ceramics, in Appl. Phys. Lett., vol. 90, n. 20, 2007, p. 201901, DOI:10.1063/1.2739318.

[11] (EN) James Shen, Advanced ceramics for dentistry, 1ª ed., Amsterdam, Elsevier/BH, 2013, p. 271, ISBN 978-01-23-94619-5.

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