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Terbio

  |   Chimica, Chimica Generale

Il terbio è un elemento appartenente alla serie dei lantanidi con configurazione elettronica [Xe] 4f9,6s2 che si trova, unitamente ad altri metalli delle terre rare in minerali come gadolinite, monazite e euxenite.

Storia

La storia del terbio è complessa e confusa in quanto esso è contenuto in piccole quantità in minerali in cui sono presenti molti altri metalli con proprietà simili.

La gadolinite (Ce,La,Nd,Y)2FeBe2SiO10 presente in una cava vicino alla città di Ytterby in Svezia è un minerale in cui sono presenti un gran numero di metalli delle terre rare.

Nel 1843 il chimico svedese Carl Gustav Mosander separò la gadolinite in tre materiali che denominò ittria, erbia e itterbia. Il chimico svedese Nils Berlin e il chimico svizzero Marc Delafontaine tentarono di separare l’ittria grezza ma Berlin chiamò erbio l’elemento che dava sali rosa e Delafontaine chiamò terbio l’elemento che dava il perossido giallo quindi ciò che Mosander chiamava erbia è ora chiamato terbia e viceversa.

La confusione sulle identità di un certo numero di elementi di terre rare fu risolta infine dal chimico francese George Urbain che eseguì decine di migliaia di cristallizzazioni frazionate di sali di terre rare.

Produzione

Il terbio può essere ottenuto dal minerali xenotime YPO4 ed euxenite (Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2 O6 , ma è ottenuto principalmente attraverso un processo di scambio ionico dalla sabbia di monazite (Ce, La, Th , Nd, Y) PO4 materiale ricco di elementi delle terre rare che in genere contiene fino allo 0,03% di terbio.

Proprietà

Il terbio è un metallo di colore argenteo, duttile e malleabile, tenero che può essere tagliato con un coltello. Presenta numeri di ossidazione zero (in taluni complessi), +1, +2, +4 sebbene il numero di ossidazione più comune sia +3.

Il terbio è un elemento elettropositivo e si ossida in presenza della maggior parte degli acidi, di tutti gli alogeni e anche dell’acqua.

Il catione di terbio (III) Tb3+ è fluorescente e mostra un colore giallo limone dato dalla sintesi additiva delle linee di emissione di cui una di colore verde e altre di colori che vanno dall’arancione al rosso.

Reazioni

Reazione con l’acqua

Il terbio reagisce lentamente in presenza di acqua fredda e rapidamente in presenza di acqua calda per formare idrossido di terbio (III) e idrogeno secondo la reazione:

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

Reazione con l’ossigeno

Il terbio si ossida in presenza di ossigeno per dare un ossido di terbio (III) e (IV):

8 Tb(s) + 7 O2(g) → 2 Tb4O7(s)

Reazione con alogeni

Il terbio reagisce con gli alogeni per dare i corrispondenti alogenuri secondo la reazione generale:

3 Tb(s) + 6 X2(g) → 2 TbX3(s)

Gli alogenuri di terbio (III) sono di colore bianco ad eccezione dello ioduro che è di colore giallo.

Reazione con acido solforico

Il terbio reagisce con acido solforico diluito per formare una soluzione di colore rosa dovuta alla presenza dello ione Tb3+ e idrogeno:

2 Tb(s) +3 H2SO4(aq)→2 Tb3+(aq) + 3 SO42-(aq) +3  H2(g)

Usi

Il terbio è un metallo raro e costoso quindi trova applicazioni in prodotti di nicchia piuttosto che in prodotti commerciali.

Il terbio, insieme all’europio e al tulio costituiscono uno strumento per sconfiggere i falsari. La presenza di tali metalli sulle banconote in euro consente di rilevarli sotto l’azione di una radiazione U.V. che si traduce in fluorescenza verde dello ione Tb3+, rossa dello ione Eu3+ e blu dello ione Tm3+.

Una lega di terbio, neodimio e disprosio è presente nei magneti di auto ibride e motori elettrici di turbine eoliche.

Il terbio è usato quale dopante di fluoruro di calcio CaF2, tungstato di calcio CaWO4 e molibdato di stronzio SrMoO4 usati nella realizzazione di transistor.

Il terbio è usato come stabilizzatore di cristalli insieme al biossido di zirconio nelle celle a combustibile che funzionano ad alte temperature.

L’isotopo radioattivo 149Tb è usato nei radiofarmaci perché non provoca alle cellule sane

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