Els empèdocles moderns – Jean Charles Galissard de Marignac (1878) i l’element 70 (Yb) – iterbi (nilseptinili, Nsn)

La productivitat terminològica en el camp dels elements químics l’hem seguida a través del fet que, a través, d’un únic ètim, el topònim Ytterby, s’hagin creat els noms de quatre elements. La derivació més dreturera és la que trobem en el cas de l’iterbi (Yb). En canvi, en els altres tres, la producció s’ha fet per truncament: itri (Y), terbi (Tb) i erbi (Er). En efecte, la formació de paraules no es redueix a la derivació/conversió, és a dir l’addició de prefixos i sufixos amb/sense valor semàntic propi, i a la composició (la juxtaposició, coordinada o subordinada, de mots). La truncació modifica un mot existent eliminant-ne una part. És per truncació que tenim noms hipocorístics tan populars com Biel (ara més freqüent que Gabriel). Per truncació diem ràdio per comptes de “radioreceptor” o “radiodifusió”. Un cas especial de truncació és la formació de sigles (siglació) o d’acrònims. El mot “aldehid”, per exemple, és acrònim de “alcohol dehidratat”. Com hem comentat alguna vegada, Nikolaj Marr feia remuntar tots els mots de totes les llengües a quatre expressions onomatopeiques: sal, ber, ion, roix. En qualsevol cas, és ben establert l’origen onomatopeic de mots com “dringar” (del so “dring”). Molt sovint les onomatopeies es redupliquen, i així parlem de “xup-xup” o de “xiu-xiu”. O, com dèiem fa uns dies, “tic-tac”. Nosaltres, en tot cas, arribem al nombre 70 de la nostra sèrie.

L’etimologia escandinava de la majoria d’elements de terres rares s’adiu amb el fet que durant el segle XIX les principals fonts minerals es trobaven en aquestes contrades. La cosa canvià amb la descoberta de les mines de Mountain Pass, que assenyalen el predomini de la producció nord-americana, tota vegada que s’inauguraven les primeres aplicacions industrials quantitatives dels lantànides. Ara bé, ha estat en les tres darreres dècades, que hi ha hagut un augment exponencial, basat en la producció xinesa, que ara com ara és gairebé exclusiva

Jean Charles Galissard de Marignac i la descoberta de l’iterbi

Jean Charles Galissard de Marignac

Jean Charles Galissard de Marignac va confirmar en el 1877 la proposta originàriament feta per Carl Gustaf Mosander (1843) segons la qual la gadolinita o iterbita, contenia, en la fracció de terres rares, tres substàncies diferents. La fracció majoritària era l’ítria, i les minoritàries, l’èrbia i la tèrbia. L’èrbia era caracteritzada pel color rosat (en la terminologia de Mosander havia rebut el nom de tèrbia).

Marignac havia recolzat en les tècniques espectroscòpiques i en la precipitació fraccional. Calia saber lligar les diferents línies espectrals amb les diferents fraccions de terres rares. Això requeria nombroses rondes de purificació, amb la dificultat continuada de trobar mostres ben caracteritzades mineralògicament.

D’acord amb les dades experimentals, Marignac suggerí en el 1878, que l’èrbia era en realitat la barreja de dues substàncies, a les que proposà denominar neo-èrbia (majoritària) i itèrbia (ytterbine, la minoritària). Aquest darrer nom reconstituïa el topònim originari d’Ytterby. Per simplificar, la neo-èrbia fou denominada senzillament èrbia. S’entenia que l’itèrbia (ytterbia) era la terra rara (òxid) d’un metall elemental, l’iterbi (ytterbium), per al qual es proposà el símbol químic Yb.

El nombre de metalls de terres rares encara augmentaria amb noves descobertes. Per exemple, en el març del 1879, Lars Fredrik Nilson, revisava la definició de l’itèrbia que havia fet Marignac, a partir de les seves pròpies experiències. Conclogué que no es tractava tampoc d’una substància pura i aconseguí d’identificar una terra rara addicional, a la que denominà escàndia (Nilson, 1879). Retingué, però, el nom d’itèrbia (Ytterbin) per a la fracció majoritària de la “terre nouvelle de M. Marignac”.

Una de les tasques empreses per Marignac i d’altres investigadors era la determinació del pes atòmic d’aquests metalls de terres rares. Aquesta determinació podria ajudar, juntament amb altres propietats bàsiques (nombre de valència, densitat, etc.) a situar aquests elements en la taula periòdica postulada per Dmitri Mendeleev. Alhora, es feia més fàcil destriar el gra de la palla en les possibles identificacions d’elements. William Crookes, per exemple, sostingué que l’element que Prosper Barrière havia identificat en la monazita amb el nom de “lucium” (1896) era en realitat una barreja d’itri amb didimi, erbi i iterbi.

En el 1902, les tècniques i la teoria havien avançant prou com perquè Bohuslav Brauner gosés fer prediccions sobre elements de terres rares que mancarien per descobrir, com ara un que obrís un suposat forat entre el neodimi i el samari).

En el decurs dels seus treballs sobre els elements del “grup ítric”, Georges Urbain (1872-1938) perfeccionà el mètode d’extracció d’itèrbia, bo i eliminant-ne les diferents impureses (ítria, èrbia, túlia). En el 1905, mitjançant la cristal•lització de nitrats, havia aconseguit ja 50 grams d’itèrbia. Discrepàncies en el moment de fer estimacions de pes atòmic, dugueren Urbain a pensar que darrera l’itèrbia de Marignac-Nilson hi hauria encara alguna terra rara addicional. Urbain aconseguí finalment de “desdoblar” l’iterbi en dos elements químics diferenciats. Urbain denominà l’element majoriari “neo-iterbi” (Ny), mentre que per al minoritari introduïa el nom, en homenatge a París, de luteci (Urbain, 1908).

Paral•lelament, Carl Auer von Welsbach (1858-1929) arribava a conclusions semblants. Auer proposava d’eliminar el mot “iterbi” i denominar els dos elements descoberts amb noms astronòmic: aldebarani (Ad) i cassiopeiï (Cp).

Encara un tercer investigador, Charles James (1880-1928), en el decurs dels seus experiments sobre purificació de terres rares i dels seus metalls, assolia separar els dos elements constituents de l’iterbi de Marignac-Nilson.

Entre Urbain i Auer s’establí una polèmica de prioritats. Urbain sostenia que la publicació d’Auer havia estat inspirada en els resultats parisencs. Contràriament Auer, acusava Urbain d’haver-se basat en el resultats vienesos. La polèmica tenia un caràcter nacional, afuat pel fet que hi havia en joc el nom de “luteci” per aquell discret metall de terra rara.

En aquella època no existia encara un organisme unificador de la nomenclatura química. De facto, però, aquesta autoritat la tenia la “Comissió sobre la Massa Atòmica”, integrada per Frank Wigglesworth Clarke (1847-1931), Wilhelm Ostwald (1853-1932) i el mateix Georges Urbain. La Comissió resolgué en el 1909 en favor d’Urbain. L’esmenava, però, el nom de de “neoiterbi” i en el símbol Ny, en preferir retindré el nom d’iterbi i el símbol Yb. En alguns rodals, però, hom provà de retindre sense èxit el nom d’aldebarani.

Malgrat tot, per aconseguir metall iterbi en un estat prou pur fou necessari esperar a la introducció dels processos de bescanvi iònic (1953).

L’agost del 2013, Hinckey et al. presentaren un disseny de làmines òptiques amb uns 10.000 àtoms d’iterbi-171 ultrarefredat (10-5 K) com a rellotge atòmic d’alta precisió (2•10-18.

El rellotge atòmic d’iterbi-171 del National Institute of Standards and Technology va batre el record d’estabilitat en el 2013. Aquest rellotge fa ús d’una transició atòmica a 578 nm, especialment idònia pel que fa als nivells d’energia interna.

L’iterbi: isòtops i abundància

La massa atòmica de l’iterbi és 173,054 uma, valor que resulta de la mitjana ponderada dels seus isòtops naturals (174Yb, 172Yb, 173Yb, 171Yb, 176Yb, 170Yb, 168Yb). Un llistat complet dels isòtops coneguts fa:
– iterbi-148 (148Yb; 147,96742 uma). Nucli format per 70 protons i 78 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,25 s. Decau a tuli-148, amb emissió d’un positró.
– iterbi-149 (149Yb; 148,96404 uma). Nucli format per 70 protons i 79 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,7 s. Decau a tuli-149, amb emissió d’un positró.
– iterbi-150 (150Yb; 149,95842 uma). Nucli format per 70 protons i 80 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,7 s. Decau a tuli-150, amb emissió d’un positró.
– iterbi-151 (151Yb; 150,95540 uma). Nucli format per 70 protons i 81 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,6 s. Decau normalment a tuli-151 (amb emissió d’un positró) o, rarament, a erbi-150 (amb emissió d’un protó i d’un positró). Posseeix tres estats metastable, un a 750 keV (151m1Yb; que té una semivida de 1,6 s i que decau normalment a tuli-151 o rarament a erbi-150), un altre a 1790 keV (151m2Yb; que té una semivida de 2,6•10-6 s) i un tercer a 2450 keV (151m3Yb; que té una semivida de 2•10-5 s).
– iterbi-152 (152Yb; 151,95029 uma). Nucli format per 70 protons i 82 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3,04 s. Decau normalment a tuli-152 (amb emissió d’un positró) o, rarament, a erbi-151 (amb emissió d’un protó i d’un positró).
– iterbi-153 (153Yb; 152,94948 uma). Nucli format per 70 protons i 83 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4,2 s. Decau bé a erbi-149 (50%; amb emissió d’un nucli d’heli-4) o a tuli-153 (50%; amb emissió d’un positró) o, ja més rarament (0,008%) a erbi-152 (amb emissió d’un protó i d’un positró). Posseeix un estat metastable (153mYb) a 2700 keV, que té una semivida de 1,5•10-5 s.
– iterbi-154 (154Yb; 153,946394 uma). Nucli format per 70 protons i 84 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 0,409 s. Decau majoritàriament (92,8%) a erbi-150 (amb emissió de nucli d’heli-4) o, alternativament (7,119%) a tuli-154 (amb emissió d’un positró).
– iterbi-155 (155Yb; 154,945782 uma). Nucli format per 70 protons i 85 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,793 s. Decau majoritàriament (89%) a erbi-151 (amb nucli d’heli-4) o, alternativament (11%), a tuli-155 (amb emissió d’un positró).
– iterbi-156 (156Yb; 155,942818 uma). Nucli format per 70 protons i 86 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 26,1 s. Decau majoritàriament (90%) a tuli-156 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (10%), a erbi-152 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– iterbi-157 (157Yb; 156,942628 uma). Nucli format per 70 protons i 87 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 38,6 s. Decau normalment (99,5%) a tuli-157 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,5%), a erbi-153 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– iterbi-158 (158Yb; 157,939866 uma). Nucli format per 70 protons i 88 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 89,4 s. Decau normalment (99,99%) a tuli-158 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,0021%) a erbi-154 (amb emissió d’un nucli d’heli-4).
– iterbi-159 (159Yb; 158,94005 uma). Nucli format per 70 protons i 89 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 100 s. Decau a tuli-159, amb emissió d’un positró.
– iterbi-160 (160Yb; 159,937552 uma). Nucli format per 70 protons i 90 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 290 s (5 minuts). Decau a tuli-160, amb emissió d’un positró.
– iterbi-161 (161Yb; 160,937902 uma). Nucli format per 70 protons i 91 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 250 s (4 minuts). Decau a tuli-161, amb emissió d’un positró.
– iterbi-162 (162Yb; 161,936334 uma). Nucli format per 70 protons i 92 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1132 s (19 minuts). Decau a tuli-162, amb emissió d’un positró.
– iterbi-163 (163Yb; 162,936334 uma). Nucli format per 70 protons i 93 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 663,0 s (11 minuts).
– iterbi-164 (164Yb; 163,934489 uma). Nucli format per 70 protons i 94 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4550 s (76 minuts). Decau a tuli-164 per captura electrònica.
– iterbi-165 (165Yb; 164,93528 uma). Nucli format per 70 protons i 95 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 590 s (10 minuts). Decau a tuli-165, amb emissió d’un positró.
– iterbi-166 (166Yb; 165,933882 uma). Nucli format per 70 protons i 96 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,04•105 s (57 hores).
– iterbi-167 (167Yb; 166,934950 uma). Nucli format per 70 protons i 97 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1050 s (18 minuts). Decau a tuli-167, amb emissió d’un positró.
– iterbi-168 (168Yb; 167,933897 uma). Nucli format per 70 protons i 98 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-164 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o a erbi-168 (amb emissió de dos positrons). Ho faria, però, amb una semivida molt llarga, de 4,10•1021 s (quatre ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers), de manera que a efectes observacionals és un isòtop estable. La seva freqüència és de 0,13%.
– iterbi-169 (169Yb; 168,935190 uma). Nucli format per 70 protons i 99 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,5942•106 s (32 dies). Decau a tuli-169, per captura electrònica. Posseeix un estat metastable (169mYb) a 24,199 keV, que té una semivida de 46 s, i que decau a l’estat basal. L’iterbi-169 és sintetitzat en reactors nuclears a partir del bombardeig neutrònic d’iterbi estable. Preparacions d’iterbi-169 són utilitzades com a fonts de raigs gamma amb finalitats radiogràfiques i de medicina nuclear.
– iterbi-170 (170Yb; 169,9347618 uma). Nucli format per 70 protons i 100 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-166 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La seva freqüència és de 3,04%. Posseeix un estat metastable (170mYb) a 1258,46 keV, que té una semivida de 3,7•10-7 s.
– iterbi-171 (171Yb; 170,9363258 uma). Nucli format per 70 protons i 101 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-167 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La seva freqüència és de 14,28%. Posseeix dos estats metastables, un a 95,282 keV (171m1Yb; que té una semivida de 0,00525 s, i que decau a l’estat basal) i un altre a 122,416 keV (171m2Yb; que té una semivida de 2,65•10-7 s).
– iterbi-172 (172Yb; 171,9363815 uma). Nucli format per 70 protons i 102 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-168 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, seria un isòtop estable. La seva freqüència és de 21,83%.
– iterbi-173 (173Yb; 172,9382108 uma). Nucli format per 70 protons i 103 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-169 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, seria un isòtop estable. La seva freqüència és de 16,13%. Posseeix un estat metastable (173mYb) a 398,9 keV, que té una semivida de 2,9•10-6 s.
– iterbi-174 (174Yb; 173,9388621 uma). Nucli format per 70 protons i 104 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-170 (amb emissió d’un nucli d’heli-4). Ho faria, però, amb una semivida tan llarga que, a efectes observacionals, és un isòtop estable. La seva freqüència és de 31,83%.
– iterbi-175 (175Yb; 174,9412765 uma). Nucli format per 70 protons i 105 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3,616•105 s (4 dies). Decau a luteci-175, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (175mYb) a 514,865 keV, que té una semivida de 0,0682 s.
– iterbi-176 (176Yb; 175,9425717 uma). Nucli format per 70 protons i 106 neutrons. Teòricament, decauria a erbi-172 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o a hafni-176 (amb emissió de dos electrons). Ho faria, però, amb una semivida de 5,05•1024 s (set ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers), de manera que a efectes observacionals és un isòtop estable. La seva freqüència és de 12,76%. Posseeix un estat metastable (176mYb) a 1050 keV, que té una semivida de 11,4 s.
– iterbi-177 (177Yb; 176,9452608 uma). Nucli format per 70 protons i 107 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 6880 s (2 hores). Decau a luteci-177, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (177mYb) a 331,5 keV, que té una semivida de 6,41 s, i que decau a l’estat basal.
– iterbi-178 (178Yb; 177,946647 uma). Nucli format per 70 protons i 108 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4400 s (74 minuts). Decau a luteci-178, amb emissió d’un electró.
– iterbi-179 (179Yb; 178,95017 uma). Nucli format per 70 protons i 109 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 480 s (8 minuts). Decau a luteci-179, amb emissió d’un electró.
– iterbi-180 (180Yb; 179,95233 uma). Nucli format per 70 protons i 110 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 140 s. Decau a luteci-180, amb emissió d’un electró.
– iterbi-181 (181Yb; 180,95615 uma). Nucli format per 70 protons i 111 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 60 s. Decau a luteci-181, amb emissió d’un electró.
– iterbi-182 (182Yb). Nucli format per 70 protons i 112 neutrons. És producte de la desintegració del tori-232.

L’àtom neutre d’iterbi conté 70 electrons, amb una configuració basal d’escorça de 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p66s2. D’aquesta manera, és un element del període 6 i del bloc f, és a dir un lantànid (metall de terra rara), classificat entre els lantànids pesants (els “ítrids”). Hom el pot incloure en el grup f14, l’actínid del qual és el nobeli. L’estat d’oxidació més habitual és +3, encara que també el podem trobar amb +2, +1 i 0. El radi atòmic és de 1,76•10-10 m.

Peça d’iterbi metàl•lic. Les zones amb una certa coloració són les que pateixen un principi d’oxidació

En condicions estàndards de pressió i de temperatura, l’iterbi elemental es presenta com un sòlid metàl•lic de color blanc, llustre argentí, tou, mal•leable i dúctil. N’existeixen tres al•lòtrops:
– alfa-iterbi (α-Yb). Estructura cristal•lina hexagonal. És la forma estable a temperatures baixes. L’α-Yb és un material diamagnètic.
– beta-iterbi (β-Yb). És la forma estable en condicions estàndards, amb una estructura cristal•lina cúbica centrada en les cares, la qual cosa explica un valor relativament baix de densitat de 6900 kg•m-3 comparat amb els d’altres metalls del grup l’itri. A pressió estàndard, transiciona a α-Yb per sota de 260 K. Per damunt de 1068 K ho fa a γ-Yb. La resistivitat del β-Yb és relativament baixa (0,250 μΩ•m) en condicions estàndards, però adquireix propietats semiconductores a pressions de 1,6 GPa, mentre que a 3,9 GPa la resistivitat augmenta (2,5 μΩ•m) per baixar seguidament a 4,0 GPa (0,025 μΩ•m). El β-Yb és paramagnètic fins i tot a temperatures molt baixes (1 K).
– gamma-iterbi (γ-Yb). Estructura cristal•lina cúbica centrada en el cos. És la forma estable a temperatures elevades.

En condicions estàndards de pressió, l’iterbi metàl•lic fon a 1097 K. L’iterbi líquid té una densitat en el punt de fusió de 6210 kg•m-3.

En condicions estàndards de pressió, l’iterbi metàl•lic bull a 1469 K. En aquest sentit, és l’element metàl•lic amb un rang més estret per a la fase líquid a pressió estàndard. Els baixos punts de fusió i ebullició es deuen al fet que tan sols els electrons del nivell 6s són disponibles per a formar enllaços metàl•lics.

L’iterbi metàl•lic és inestable en condicions ambientals. S’oxida lentament en presència d’aire, per bé que l’oxidació es fa més ràpida en el cas d’iterbi polvoritzat o en atmosfera d’oxigen. L’iterbi en pols, barrejat amb politetrafluoroetilè o hexacloroetà, crema amb una flama de color verd maragda.

L’iterbi reacciona amb l’aigua més o menys ràpidament segons la temperatura, bo i formant Yb(OH)3.

L’iterbi és atacable per àcids. En solució aquosa el trobem en forma de Yb3+, que forma complexos [Yb(H2O)9]3+. Els cations Yb3+ són incolors, com també ho són la majoria de compostos d’Yb(III), encara que sí tenen bandes d’absorció en la regió de l’infraroig.

Els cations Yb2+, en canvi, presenten una coloració groc-verdosa. Són fortament reductors, i poden reaccionar amb l’aigua alliberant gas H2, de manera que són absents en solució aquosa.

Òxid d’iterbi (III)

Entre els compostos de l’iterbi podem esmentar:
– òxids: Yb2O3 (sòlid de color blanc; densitat de 9170 kg•m-3) i YbO.
– halurs: YbF3 (sòlid blanc), YbCl3 (sòlid blanc), YbBr3 (sòlid blanc), YbI3 (sòlid blanc). Els halurs d’iterbi (III) poden donar lloc a halurs d’iterbi (II) mitjançant reducció amb hidrogen, pols de zinc o addició d’iterbi metàl•lic.
– hidrurs, estequiomètrics i no-estequiomètrics.

L’abundància atòmica de l’iterbi és condicionada pels processos de nucleosíntesi d’estels grossos i supernoves, per les rutes de desintegració d’elements més pesants i per l’estabilitat dels seus propis isòtops. En aquest sentit, com s’esdevé amb elements de Z parell, el caràcter polisotòpic de l’element n’afavoreix l’abundància. L’iterbi supera, efectivament, en abundància un bon nombre d’elements més lleugers (tecneci, indi, praseodimi, prometi, samari, europi, terbi, holmi i tuli). Dels elements més pesants únicament superen l’iterbi en abundància atòmica l’osmi, l’iridi, el platí, el mercuri i el plom.

En el planeta Terra, l’abundància global de l’iterbi és de 0,30 ppm en termes de massa (0,045 ppm en termes atòmics). Com s’esdevé amb els elements litòfils, la concentració és més elevada en l’escorça, on assoleix 3,3 ppm en termes de massa. Se’l troba de manera combinada en diversos minerals, com la monazita (amb una concentració del 0,03%), l’euxenita o el xenotim.

La concentració en la hidrosfera depèn del context geològic. En l’oceà és present a una concentració típica de 0,82 μg•m-3.

En l’atmosfera, la presència d’iterbi és transitòria i en forma de traça.

L’iterbi no és un bioelement per a cap organisme. La seva presència en la biosfera és negligible.

L’iterbi metàl•lic és tractat com un material perillós, ja que la pols podria fer ignició espontània, i els fums resultants serien nocius, alhora que el foc caldria apagar-lo amb extintors químics secs. És per això que se’l manté en recipients tancats i sota atmosfera inert (per exemple, de nitrogen) i seca. Els compostos d’iterbi són irritants i, en alguns casos, teratogènics (Gale, 1975, sobre el YCl3 com a embriotòxic en hàmsters).

Aplicacions de l’iterbi

La producció mundial d’iterbi és de 50 tones anuals. La major part procedeix de Xina, encara que també hi ha producció al sud d’Àsia, a Austràlia i a les Amèriques. Les reserves totals s’estimen en 1 milió de tones.

L’extracció d’itèrbia a partir de les fonts minerals és limitada per la manca d’aplicacions quantitatives del seu ús. La matèria primera és dissolta en àcid sulfúric o en altres àcids. La separació per bescanvi iònic fa ús d’afinitats diferencials dels diversos lantànids per vàries resines i agents acomplexants. Per a la consecució d’iterbi metàl•lic les solucions àcides són tractades amb una amalgama fossa de sodi-mercuri, després tractada amb HCl: l’òxid d’iterbi és després reduït en escalfar-lo amb un metall (lantà, alumini, ceri, zirconi, etc.) en condicions de buit, i el metall es recupera per sublimació en una placa de condensació.

L’iterbi metàl•lic és emprat com a dopant d’acer inoxidable en la millora de diversos paràmetres (refinat de gra, força, etc.).

L’iterbi apareix en la composició d’alguns aliatges metàl•lics amb aplicacions odontològiques.

L’aplicació més coneguda de l’iterbi, però, té a veure amb el seu ús com a material dopant en medis làser actius, ja sigui làsers d’estat sòlid (Yb:YAG) o fibres de tres capes. L’iterbi és d’incorporació relativament fàcil, i ofereix làsers d’alta eficiència i estabilitat. La majoria dels làsers d’iterbi radien a 1060-1120 nm. Per exemple, el làser Yb:YAG és utilitzat en aplicacions d’alta potència on no hi arriba el Nd:YAG.

Làser de fibra activa dopada amb iterbi de JK Lasers

L’iterbi metàl•lic és utilitzat en alguns procediments geològics per monitoritzar deformacions de terreny associades a moviments sísmics, bo i aprofitant el fet que la resistivitat elèctrics d’aquest metall pot variar en casos d’estrès mecànic.

Pel que fa als compostos d’iterbi, podem esmentar diverses aplicacions:
– l’òxid d’iterbi (III) és emprat com a colorant en vidres i esmalts. A banda, l’Yb2O3 és la matèria primera que es fa servir en el dopatge de granats amb la finalitat de produir làsers d’iterbi.
– l’òxid d’iterbi (III) podria ser un substitut de l’òxid de magnesi en bengales d’infraroig, ja que ofereix una emissivitat molt superior.
– el fluorur d’iterbi (III) és emprat com a component de materials per a farciment dental, degut a la seva opacitat als raigs X (bona per fer-ne el seguiment ulterior) i al fet que és pràcticament no-tòxica, vora de constituir una font d’ions fluorur que, d’altra banda, tenen un efecte beneficiós en la salut dentària.
– el clorur d’iterbi (III) és utilitzat com a catalitzador en reaccions de síntesi orgànica (Aldol, Diels-Alder).
– el iodur d’iterbi (II) té aplicacions com a agent reductor en reaccions d’acoblament.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: