Element ütrium avastati 18. sajandi lõpus. Kuid alles viimastel aastakümnetel on see pehme hõbedane metall leidnud laialdast rakendust erinevates valdkondades: keemias, füüsikas, arvutitehnoloogias, energeetikas, meditsiinis jm. Ütriumi (aatomi) elektrooniline valem: Y - 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 1 5s 2.
Faktid
Aatomarv (prootonite arv tuumas): 39.
Aatomi sümbol (elementide perioodilises tabelis): Y.
Aatommass: 88, 906.
Omadused: ütrium sulab temperatuuril 2772 kraadi Fahrenheiti (1522 kraadi Celsiuse järgi); keemistemperatuur - 6053 F (3345 °C). Metalli tihedus on 4,47 grammi kuupsentimeetri kohta. Toatemperatuuril on see tahkes olekus. Õhus on see kaetud oksiidse kaitsekilega. Keevas vees hapnik oksüdeerub, reageerib mineraalsete, äädikhapetega. Kuumutamisel võib see suhelda selliste elementidega nagu halogeenid, vesinik, lämmastik,väävel ja fosfor.
Kirjeldus
Perioodilisuse tabeli keemiline element ütrium kuulub siirdemetallide hulka. Neid iseloomustab tugevus ja samal ajal painduvus, mistõttu mõnda neist, nagu vask ja nikkel, kasutatakse laialdaselt traadi jaoks. Ütriumtraate ja -vardaid kasutatakse ka elektroonikas ja päikeseenergia tootmises. Ütriumit kasutatakse ka laserites, keraamikas, kaameraobjektiivides ja kümnetes muudes esemetes.
Keemiline element ütrium on samuti üks haruldastest muldmetallidest. Vaatamata sellele nimele on neid kogu maailmas üsna palju. Kokku on teada 17.
Ütriumit kasutatakse eraldiseisvana siiski harva. Tavaliselt kasutatakse seda selliste ühendite moodustamiseks nagu ütrium, baarium ja vaskoksiid. Tänu sellele avanes kõrgtemperatuurse ülijuhtivuse uurimise uus etapp. Ütriumit lisatakse ka metallisulamitele, et parandada korrosiooni- ja oksüdatsioonikindlust.
Ajalugu
Aastal 1787 avastas Rootsi armee leitnant ja osalise tööajaga keemik Carl Axel Arrhenius Rootsi pealinna Stockholmi lähedal asuva väikelinna Ytterby lähedal karjääri uurides ebahariliku musta kivi. Arrhenius, arvates, et on avastanud uue volframit sisaldava mineraali, saatis proovi analüüsimiseks Soome mineraloogile ja keemikule Johan Gadolinile.
Gadolin eraldas keemilise elemendi ütriumi mineraalist, mis sai hiljem tema järgi nimegadoliniit. Uue metalli nimi pärineb vastav alt Ytterbyst, selle avastamiskohast.
Aastal 1843 uuris Rootsi keemik Carl Gustav Mosander ütriumi proove ja leidis, et need sisaldavad kolme oksiidi. Tol ajal nimetati neid ütriumiks, erbiumiks ja terbiumiks. Neid nimetatakse nüüd vastav alt valgeks ütriumoksiidiks, kollaseks terbiumoksiidiks ja roosaks erbiumoksiidiks. Neljas oksiid, ütterbiumoksiid, tuvastati 1878. aastal.
Allikad
Kuigi keemiline element ütrium avastati Skandinaavias, on seda teistes riikides palju rohkem. Hiina, Venemaa, India, Malaisia ja Austraalia on selle juhtivad tootjad. 2018. aasta aprillis avastasid teadlased väikesel Jaapani saarel nimega Minamitori tohutu haruldaste muldmetallide, sealhulgas ütriumi lademe.
Seda võib leida enamiku haruldaste muldmetallide mineraalide hulgas, kuid seda pole kunagi leitud maakoorest eraldiseisva elemendina. Inimkeha sisaldab seda elementi ka väikestes kogustes, tavaliselt koondunud maksas, neerudes ja luudes.
Kasuta
Enne lameekraantelerite ajastut olid neil suured elektronkiiretorud, mis projitseerisid pildi ekraanile. Euroopiumiga legeeritud ütriumoksiid andis punase värvi.
Seda lisatakse ka tsirkooniumoksiidile (tsirkooniumdioksiidile), et saada sulam, mis stabiliseerib viimase kristallstruktuuri, mis tavaliselt muutubtemperatuur.
Ütrium-alumiiniumkomposiidist valmistatud sünteetilisi granaate müüdi 1970. aastatel suurtes kogustes, kuid lõpuks andsid need teed tsirkooniumile. Tänapäeval kasutatakse neid kristallidena, mis võimendavad valgust tööstuslikes laserites. Lisaks kasutatakse neid mikrolainefiltrite jaoks, samuti radari- ja sidetehnoloogias.
Keemilist elementi ütrium kasutatakse laialdaselt fosfori tootmiseks. Neid on kasutatud mobiiltelefonides ja suurtes ekraanides, aga ka luminofoorlampides (lineaarsed ja kompaktsed).
Radioaktiivset isotoopi ütrium-90 kasutatakse kiiritusravis vähi raviks.
Käimasolevad uuringud
Ütriumiga on teadlaste sõnul lihtsam ja odavam töötada kui paljude teiste elementidega. Näiteks kasutavad teadlased seda kütuseelementide arendamiseks palju kallima plaatina asemel. Chalmersi tehnikaülikooli ja Taani tehnikaülikooli teadlased kasutavad seda koos teiste haruldaste muldmetallidega nanoosakeste kujul, mis võib ühel päeval kaotada vajaduse fossiilkütuste järele ja parandada akutoitega autode tõhusust.
Ütriumil põhineva ülijuhtivuse uurimine jätkub kogu maailmas. Läbimurdeid tehakse eelkõige magnetresonantstomograafia (MRI) valdkonnas. Füüsik Paul Chu ja tema meeskond Houstoni ülikoolist on avastanud, et ütriumi, baariumi ja vaskoksiidi ühend (tuntud kui ütrium-123) võib kaasa aidataülijuhtivus umbes miinus 300 kraadi Fahrenheiti (miinus 184,4 kraadi Celsiuse järgi). Nad on loonud materjali, mida saab jahutada vedela lämmastikuga, mis vähendab oluliselt ülijuhtivuse tulevaste rakenduste kulusid. Selle võimalikke kasutusvõimalusi pole aga veel täielikult uuritud.
