yttrium – Store norske leksikon

Yttrium er det 39. grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 39, atommasse 88,91 og atomsymbol Y.

Utdrag fra periodesystemet

Av Store norske leksikon.

Lisens: CC BY SA 4.0

Yttrium er et grunnstoff som i ren form er et metall. Det ligner på sølv og er lett å bearbeide. Hardheten til metallet kan økes ved å tilsette små mengder oksygen. Yttrium ble blant annet brukt til å lage rødfargen i gamle TV-apparater.

Faktaboks

Etymologi: Navn fra funnstedet Ytterby i Stockholms skjærgård.
Engelsk navn: yttrium
Atomsymbol: Y
Atomnummer: 39
Relativ atommasse: 88,91

Yttrium tilhører gruppe 3 i periodesystemet og tilhører gruppen sjeldne jordmetaller. Til tross for dette er ikke yttrium sjeldent i jordskorpen. Det er for eksempel 400 ganger vanligere enn sølv i jordskorpen.

Bruk

Rent yttriummetall har ingen viktige anvendelser, men yttriumforbindelser har mange bruksområder.

Elektronikk

Yttrium ble brukt til å lage rødfargen i gamle TV-apparater.

Fjernsyn

Av Image Bank/KF-arkiv ※.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Yttriumforbindelser brukes blant annet innen elektronikk. Tidligere ble yttriumforbindelser brukt i TV-skjermer, der den røde fargen blir fremkalt av fosforer som inneholder yttriumvanadat eller yttriumoksid dopet med europium.

Yttrium inngår også i superledere, og det var i en yttriumforbindelse at forskere første gang (1986) fant superledning ved forholdsvis høye temperaturer (−180 °C).

Yttriumoksid, Y₂O₃, brukes til krystaller i lasere og filtre i ultralydutstyr. Yttriumjernoksid, Y₃Fe₅O₁₂, brukes for å lage mikrobølger i mikrobølgeovner og radarutstyr.

YAG-laser

En annen viktig forbindelse er yttrium-aluminium-granat (yttriumaluminiumoksid, Y₃Al₅O₁₂), som ofte forkortes YAG. Dersom man doper YAG med cerium kan det benyttes til å lage LED med hvitt lys. Dopes YAG med neodym eller erbium får man et materiale egnet for infrarøde lasere. Se YAG-laser.

Kunstige diamanter

YAG brukes også til å lage diamanter. Disse har en hardhet som gjør at de kan brukes som slipemiddel.

Legeringer

Yttrium benyttes også i flere legeringer av ulike årsaker, blant annet gjør yttrium råjern mer formbart. Mens de fleste metaller og legeringer leder varme godt, så finnes det en legering av yttrium, krom og aluminium som leder varme dårlig. Spesielt korrosjonsbestandige legeringer som benyttes i jetmotorer og turbiner består av yttrium, zirkonium, krom, kobolt og aluminium.

Små tilsetninger av yttrium (rundt 0,1–1 prosent) tjener som kornforfiner av metaller og bidrar samtidig til økt korrosjonsbestandighet av høytemperaturlegeringer (superlegeringer). Med kobolt danner yttrium intermetalliske forbindelser, som for eksempel YCo₅ og Y₂Co₁₇, med interessante magnetiske egenskaper.

Kreftbehandling

Den radioaktive isotopen ⁹⁰Y benyttes til å behandle kreft.

Forekomst

Gadolinitt fra Iveland, Aust-Agder. Det svarte mineralet inneholder grunnstoffet yttrium. Prøven er en gave til Naturhistorisk museum etter verdensutstillingen i 1914.

Gadolinitt

Av Øivind Thoresen, Naturhistorisk Museum, UiO.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Det er 330 milliondeler (ppm) yttrium i jordskorpen.

Yttrium finnes i mange bergarter og mineraler. Yttrium utgjør hovedbestanddelen i ytterjordartene og forekommer i mineraler som xenotim, gadolinitt, monazitt, bastnäsitt og i mange andre mineraloksider sammen med titan, niob og uran.

Mineraler fra Månen som ble brakt tilbake med Apollo 11, inneholdt også relativt store mengder yttrium.

I kroppen

Yttrium har ingen kjent biologisk virkning, men det finnes likevel noe yttrium i kroppen. Brystmelk inneholder for eksempel målbare mengder yttrium.

Yttrium og yttriumforbindelser regnes for å være giftige. Grenseverdi for yttriumforurensning i arbeidsatmosfæren er satt til 1 milligram per kubikkmeter.

Historie

Utgangspunktet for oppdagelsen av yttrium var et oksid (egentlig en blanding) som den finske kjemikeren Johan Gadolin i 1794 hadde isolert fra mineraler fra Ytterby i Stockholms skjærgård.

I 1797 kalte den svenske kjemikeren Anders Gustaf Ekeberg (1767–1813) mineralet for gadolinitt, og gav oksidet navnet «yttria» eller «ytterjord» etter mineralets funnsted, Ytterby. I 1843 påviste den svenske kjemikeren Carl Gustaf Mosander at «yttria» bestod av tre oksider, hvorav den ene var yttriumoksid, Y₂O₃. De to andre viste seg å være blandinger av lantanoideoksider (se ytterjord).

Metallisk (rent) yttrium ble første gang fremstilt av den tyske kjemikeren Friedrich Wöhler ved å redusere yttriumklorid med kalium.

Fremstilling

Yttriumholdige mineraler opparbeides ved forskjellige prosesser avhengig av deres sammensetning. Ved en av metodene blir mineralene smeltet med kaliumhydrogensulfat. Smelten blir så lutet ut med vann, og fra denne løsningen felles yttrium sammen med lantanoidene som oksalater.

Ved en annen metode blir euxenitt behandlet med flussyre. Det dannes da tungt løselige fluorider som filtreres fra og som deretter løses i konsentrert svovelsyre.

Gadolinitt løses opp med saltsyre eller salpetersyre, hvoretter yttrium og lantanoidene felles som oksalater. Yttrium skilles fra lantanoidene ved fellingsreaksjoner, ionebyttingsteknikker og væskeekstraksjon.

Yttrium-metall

Yttrium-metall fremstilles ved å redusere yttriumfluorid, YF₃, med kalsium i argonatmosfære ved 1550 °C. Det kan også fremstilles elektrolytisk fra en smelte av litiumfluorid og yttriumfluorid i forholdet 1:1 tilsatt yttriumoksid. Elektrolysen utføres ved en temperatur på nesten 1700 °C, noe som stiller store krav til materialene i elektrolysekaret. Yttrium kan videre raffineres ved destillasjon i høyvakuum.

I Norge ble det frem til 1990 produsert yttriumoksid av meget høy renhet (opp til 99,999 prosent) av A/S Megon i et anlegg på Kjeller, og senere er yttriumoksid produsert i Glomfjord sammen med andre sjeldne jordmetalloksider.

Kjemiske egenskaper

Yttrium er det andre grunnstoffet i gruppe 3 i periodesystemet. Det er et av innskuddsmetallene i periodesystemet og regnes som en av de sjeldne jordartene. I sine kjemiske forbindelser er yttrium treverdig (oksidasjonstall +III).

Yttrium eksisterer i to allotrope former. Omvandling fra heksagonal tetteste kulepakning til romsentrert kubisk struktur skjer ved 1479 °C. Metallet er bestandig i tørr luft ved vanlig temperatur, men korroderer merkbart i fuktig luft. Under reaksjonen dannes et oksidskall av yttrium(III)oksid, Y₂O₃, samtidig som oksygen løses i metallet.

Isotoper

⁸⁹Y er den eneste stabile isotopen av yttrium.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Periodesystemet.no: yttrium

Faktaboks

Smeltepunkt: 1522 °C
Kokepunkt: 3334 °C
Massetetthet: 4,469 g/cm³
Oksidasjontall: III
Elektronkonfigurasjon: [Kr]4d5s²

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Stabile grunnstoffer

Kristine Kruken