اربيوم

Erbium - Erbium

الإربيوم

يُمن الأتاسي 

خواصه الفيزيائية، وجوده في الطبيعة واستحصاله

خواصه الكيميائية وأهم مركباته

الإربيوم  Erbium عنصر كيميائي من زمرة اللانتانات، له الرمز Er والعدد الذري 68. اكتشفه الكيميائي السويدي موزاندر  Mosander عام 1843. يصل تركيزه في القشرة الأرضية إلى 2.8 مليغرام/كيلو غرام و 0.9 نانو غرام/لتر من مياه البحار. وهذا ما يجعل ترتيبه العنصر الخامس والأربعين من حيث الوفرة في القشرة الأرضية.

خواصه الفيزيائية، وجوده في الطبيعة واستحصاله

هو معدن صلب، لونه أبيض فضي، وزنه الذري167.26. درجة انصهاره 1497س ْ، وكتلته الحجمية 9.051 غ/سم3. لا يوجد حرّاً في الطبيعة -مثل غيره من الأتربة النادرة- وإنما يصادف متحداً مع عناصر أخرى في فلزات  minerals المونازيت  monazite والكزينوتايم  xenotime  واليوكزينيت   euxenite، ووُجد حديثاً في صلصالات امتزاز (ادمصاص)  adsorption الإيونات في جنوبي الصين. وهو يرتبط مع عناصر ترابية نادرة أخرى في فلزات مثل الغادولينيت  gadolinite. كان يستحصل سابقاً بالتبلور المجزّأ  fractional crystallization، أمّا الآن فيُستحصل تجاريّاً باستعمال تقنيات التبادل الإيوني  ion-exchange techniques. 

خواصه الكيميائية وأهم مركباته

يمتاز الإربيوم بالتكافؤ الثلاثي، ويفقد الإربيوم بريقه ببطء في الهواء ويحترق بسهولة ليعطي أكسيد الإربيوم  (III):

 4 Er +3O₂     →  2Er₂O₃

وهو معدن نشيط كيميائياً، يتميز بكمون إرجاع مرتفع، يساوي (2.31- ڤولط). يتفاعل ببطء مع الماء البارد وبسرعة كبيرة مع الماء الساخن ليعطي هدروكسيد الإربيوم:

2 Er(s) + 6H₂O(l)  →   2Er(OH)₃(aq) + 3H₂(g)

يتفاعل معدن الإربيوم مع الهالوجينات كلها وفق المعادلة العامة التالية:

2 Er(s) +3X₂(g)    → 2ErX₃(s)

ErF₃   زهري، أما  ErCl₃، و ErBr₃، و  ErI₃ فذات لون بنفسجي. يذوب الإربيوم بسهولة في حمض الكبريت ويعطي محاليل تحوي إيونات  Er(III) مميهة:

 

2  Er (s) + 3H₂SO₄(aq)     

  →2Er3+ (aq) +3SO₄²_- ^(aq) + 3H2(g)

يمكن الحصول على هذا المعدن مخبريّاً بإرجاع فلوريد الإربيوم  ErF₃ بالكلسيوم، أوبإرجاع أكسيده  Er₂O₃  باللانتانوم  La عند درجات حرارة عالية. ومن مركباته الشائعة:

- نترات الإربيوم المائي :Er(NO₃)₃.5H₂O هي بلورات زهرية قابلة للانحلال بالماء والكحول والأستون، ويمكن أن تنفجر عند التسخين أو الرَّج.

- حمّاضات الإربيوم المائي Er₂(C₂O₄)₃.10H₂O: هي مسحوق أحمر يتفكك عند  575 س ْ ، وتُستعمل لفصل الإربيوم عن بقية المعادن.

- أكسيد الإربيوم Er₂O₃: هو مسحوق زهري، لا ينحل في الماء. ويُستعمل -نظراً للونه الزهري- مادةً ملوّنة للزجاج والزركونيا والبورسلين. يُستعمل هذا الزجاج عادة في صنع النظارات الشمسية والجواهر المقلدة.

يستفاد من إيونات (شوارد) الإربيوم Er³⁺ ذات اللون الزهري؛ والتي تتمتع بخاصة التألق الضوئي optical fluorescence في بعض التطبيقات الليزرية. ويُستعمل الزجاج أو البلورات المشوبة بالإربيوم أوساط تضخيم بصرية optical amplification media، إذ تُضخّ شوارد الإربيوم  (III) ضوئياً عند 980 نانومتراً أو 1480 نانومتراً تقريباً ثمّ تصدر إصداراً محثوثاً  stimulated emission عند طول 1530 نانومتراً.

ومن الاستعمالات الأخرى للإربيوم استعماله مرشحاً في التصوير الضوئي. وتستعمل قضبانه أيضاً للتحكم بامتصاص النترونات في التطبيقات النووية. وعندما يُضاف إلى الفاناديوم لتشكيل خليطة معه فإنه يُخفّض من قساوتها ويحسّن قابليتها للشغل. ويستفاد من إضافته إلى زجاج السيليكا في صنع ألياف ضوئية ذات تطبيقات واسعة في الاتصالات البصرية.

مراجع للاستزادة: - F. A. Cotton and G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, Wiley Interscience Publication, 1988. - McGraw- Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms, 1989. - Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley Interscience Publication, 1995.

---

- التصنيف : التقانات الصناعية - النوع : التقانات الصناعية - المجلد : المجلد الأول - رقم الصفحة ضمن المجلد : 494 مشاركة :