Erbium(III)-oxid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Erbium-oxid[1]
Tl2O3structure.jpg
Az erbium-oxid kristályszerkezete
Más nevek erbia
Kémiai azonosítók
CAS-szám 12061-16-4
PubChem 159426
ChemSpider 4298039
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet Er2O3
Moláris tömeg 382,56 g/mol
Megjelenés rózsaszín kristályok
Sűrűség 8,64 g/cm3
Olvadáspont 2344 °C
Forráspont 3290 °C
Oldhatóság (vízben) vízben oldhatatlan
Oldhatóság savak jól oldják
Kristályszerkezet
Kristályszerkezet Köbös
Termokémia
Std. képződési
entalpia
ΔfHo298
−1897,9 kJ·mol−1
Standard moláris
entrópia
So298
155,6 J·mol−1·K−1
Hőkapacitás, C 108,5 J·mol−1·K−1
Rokon vegyületek
Azonos kation Erbium(III)-klorid
Azonos anion Holmium(III)-oxid
Túlium(III)-oxid
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

Az erbium(III)-oxid erbium és oxigén alkotta vegyület, képlete Er2O3. Carl Gustaf Mosandernek részben sikerült izolálnia 1843-ban, de először Georges Urbain és Charles James állította elő tisztán.[2] Színe rózsaszín, kristályszerkezete – a legtöbb ritkaföldfém-oxidhoz hasonlóan – köbös, kocka alakú. Bizonyos körülmények között az erbium-oxid hexagonális szerkezetet is képes felvenni.[3] Nagy mennyiségben belélegezve, lenyelve vagy véráramba juttatva mérgező lehet. Az emberekre alacsony koncentrációban hosszú időn át kifejtett hatása még nincs meghatározva, viszont a vegyület kezelése óvatosságot igényel.[4]

Reakciói[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az erbium fémes felülete levegőn állva beszürkül, elhomályosul, oxidréteg képződik a felületén. Az erbium(III)-oxid keletkezésének egyenlete:[5]

 \mathrm{4\ Er + 3\ O_2 \rightarrow 2\ Er_2O_3}

Az erbium-oxid vízben nem, de ásványi savakban feloldódik. A légkör pára- és szén-dioxid-tartalmát könnyedén megköti. Savakkal való reagálásakor a megfelelő erbium(III)-sók keletkeznek.

Sósavval erbium(III)-kloridot,  \mathrm{Er_2O_3 + 6\ HCl \rightarrow 2\ ErCl_3 + 3\ H_2O}

kénsavval erbium(III)-szulfátot,

 \mathrm{Er_2O_3 + 3\ H_2SO_4 \rightarrow 2\ Er_2\left(SO_4\right)_3 + 3\ H_2O}

foszforsavval pedig erbium(III)-foszfátot ad.

 \mathrm{Er_2O_3 + 2\ H_3PO_4 \rightarrow 2\ ErPO_4 + 3\ H_2O}

Fizikai és kémiai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az erbium-oxid egyik érdekes tulajdonsága az energia átalakítása.[6] Az energiaátalakítás az infravörös és a látható sugárzás, vagy kis energiájú fény hatására zajlik le, ezeket nagyobb energiájú, ultraibolya vagy ibolya sugarakká alakítja át többszörös energiaelnyelés vagy átvitel. Az erbium-oxid nanorészecskéi fotolumineszcens tulajdonságokkal bírnak. Ezek a nanorészecskék többrétegű szén-nanocsövek jelenlétében, ultrahang (20 kHz, 29 W·cm−2) használatával készülnek. Az ultrahang alkalmazásával létrehozott nanorészecskék erbium-karboxioxidok, geometriailag hexagonális és gömbszerű erbium-oxidok. Minden ultrahanggal készült erbium-oxid fotolumineszkál az elektromágneses spektrum látható tartományában, vízben 379 nm-es gerjesztés hatására. A hexagonális erbium-oxid fotolumineszcencia hosszú életű és nagyobb energiaátmenetet enged (4S3/2 - 4I15/2). A gömbszerű forma nem képes 4S3/2 - 4I15/2 átmenetre.[7]

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az erbium-oxid felhasználási változatosak, köthetőek az elektromos, optikai, és fotolumineszcens tulajdonságaihoz.[8] Az Er3+ ionokkal adalékolt (dópolt) nanoméretű anyagok a speciális részecskeméret-függő optikai és elektromos tulajdonságaik miatt sokkal érdekesebbek.[7] A nanorészecskés anyagok, amelyekhez erbium-oxid van adva, könnyen eloszlathatók az üveg- vagy műanyag felületeken, ezzel megjelenítési célokra, képernyők gyártására használható. Ezenkívül biogyógyszerként,[9] és biológiai anyagokról való képalkotásra használt szerként[8] is alkalmazzák, valamint esetenként üveget szoktak színezni vele.[10]

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Erbium(III) oxide című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Lide, David R.. Handbook of Chemistry and Physics, 87, CRC Press, 4–57. o (1998). ISBN 0-8493-0594-2 
  2. Aaron John Ihde. The development of modern chemistry. Courier Dover Publications, 378–379. o (1984). ISBN 0-486-64235-6 
  3. Singh, M.P, C.S Thakur, K Shalini, N Bhat, S.A Shivashankar (2003. február 3.). „Structural and electrical characterization of erbium oxide films grown on Si(100) by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition”. Applied Physics Letters 83 (14), 2889. o. DOI:10.1063/1.1616653. Hozzáférés ideje: 2012. április 17.  
  4. Erbium Biological Action. (Hozzáférés: 2012. április 9.)
  5. Emsley, John. "Erbium" Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to Elements.. Oxford, England, Uk: Oxford University Press, 136–139. o (2001). ISBN 0-19-850340-7 
  6. Rare-earth-doped nanoparticles prove illuminating. SPIE. (Hozzáférés: 2012. április 10.)
  7. ^ a b Radziuk, Darya, Andre Skirtach, Andre Geßner, Michael U. Kumke, Wei Zhang, Helmuth M€ohwald, and Dmitry Shchukin (2011. október 24.). „Ultrasonic Approach for Formation of Erbium Oxide Nanoparticles with Variable Geometries”. Langmuir 27, 14472–14480. o. DOI:10.1021/la203622u. Hozzáférés ideje: 2012. április 10.  
  8. ^ a b Richard, Scheps (1996. február 12.). „Upconversion laser processes”. Progress in Quantum Electronics 20, 271–358. o. DOI:10.1016/0079-6727(95)00007-0. Hozzáférés ideje: 2012. április 14.  
  9. Andre, Skirtach (2006.). „Laser-Induced Release of Encapsulated Materials inside Living Cells”. Angew Chem Int. Ed 38, 4612–4617. o. Hozzáférés ideje: 2012. április 15.  
  10. Lide, David. Handbook of Chemistry and Physics. Boca, Raton Fl: CRC Press, 4–57. o (1998). ISBN 0849305942