Более полутораста лет тому назад, в 1794 г., Гадолином (Финляндия) была открыта неизвестная "земля", как тогда называли окислы. Лишь в 1828 г. Ф. Велеру удалось выделить из этого окисла новый металл. Его назвали иттрием. Это название происходит от слова "иттерби", имеющего своеобразную историю. Недалеко от столицы Швеции Стокгольма, в районе небольшого городка Иттерби, была обнаружена пегматитовая жила (пегматит - крупнозернистая горная порода). Своеобразный рисунок на изломе пегматитовой породы напоминает древние письмена. Отсюда второе название пегматита - письменный гранит. В этой жиле было найдено большое количество элементов, что принесло ей всемирную известность. По имени города ее стали называть "жилой Иттерби". Найденные в ней новые элементы получали "имена", производные от слова Иттерби. Иттрий, тербий, эрбий, иттербий - вот перечень элементов, которые найдены в Иттербийской жиле и увековечили городок Иттерби.
Но после выделения металла и изучения его свойств иттрий продолжал лежать в земле, входя в состав сложных и редких минералов. Они содержали целую группу, похожих друг на друга и трудно разделимых элементов. Поэтому иттрий, подобно скандию, относится к числу редких элементов, хотя иттрия в земной коре немногим меньше олова и в 5 раз больше свинца. Не так уже мало! И не так уж редко!
Подробнее и полнее изучен не сам иттрий; а его соединения. Хорошо известно, что иттрий встречается лишь в отдельных местах на земном шаре и не склонен к миграции. Иттрий и его производные еще не находят практического применения. Велик вред от его радиоактивного изотопа (иттрий-90). Образуясь при взрывах атомных бомб - стронций-90, иттрий-90 поглощается икрой рыб и, повреждая ее резко сокращает воспроизводство рыбы в мировом океане.
И́ттрий — элемент побочной подгруппы третьей группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 39. Обозначается символом Y (лат. Yttrium). Простое вещество иттрий (CAS-номер: 7440-65-5) — металл светло-серого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Y с гексагональной решёткой типа магния, β-Y с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe, температура перехода α↔β 1482 °C.
История
В 1794 финский химик Юхан (Иоганн) Гадолин (1760—1852) выделил из минерала иттербита оксид элемента, который он назвал иттрием. В 1843 К. Г. Мосандер доказал, что этот оксид на самом деле является смесью оксидов иттрия, эрбия и тербия и выделил из этой смеси Y2O3. Металлический иттрий, содержащий примеси эрбия, тербия и других лантаноидов, был получен впервые в 1828 Ф. Велером.
Получение
Соединения иттрия получают из смесей с другими редкоземельными металлами экстракцией и ионным обменом. Металлический Y получают восстановлением безводных галогенидов иттрия литием или кальцием c последующей отгонкой примесей.
Источник: Википедия
| 40. Цирконий - Zirconium (Zr) |
От могучей Волги, превращающей энергию воды в электрический ток, через реки и луга, равнины и взгорья шагают ажурные вышки линий электропередач. Они несут на себе гирлянды изоляторов, в состав которых входят соединения циркония... Подобно молнии по небу промелькнул реактивный самолет, оставляя за собой грохот разорванного воздуха. Турбина самолета, работающая при температуре 750-800°С, также содержит цирконий.
Цирконий - металл высоких температур, громадных скоростей и потрясающих мощностей. Двуокись циркония - одно из самых тугоплавких веществ природы. Она плавится при температуре 2680°С, в сплавленном состоянии необычайно устойчива к самым разнообразным химическим воздействиям. Поэтому двуокись циркония применяется для изготовления огнеупорных изделий, тиглей для плавки кварца, кирпичей для обкладки стенок металлургических печей, жароустойчивых эмалей, тугоплавкого стекла. Замечательной особенностью двуокиси циркония является весьма незначительное изменение ее объема от температуры. Поэтому стенки плавильных печей, сделанные из двуокиси циркония, не растрескиваются при нагревании и охлаждении, что намного увеличивает срок службы.
Цирконий, введенный в небольших количествах в сталь (0,1 %), значительно повышает ее твердость и вязкость, что очень важно для сопротивления кратковременным, но сильным ударам. Поэтому циркониевая сталь находит применение в броневых плитах и щитах. Добавка циркония к меди резко увеличивает ее прочность, почти не снижая электропроводности. Сплавы циркония с алюминием и магнием обладают высокой прочностью и устойчивостью при температурах 150-200°С. Смесь порошка металлического циркония с горючими соединениями применяется при изготовлении осветительных ракет, дающих большое количество света.
Минерал, содержащий двуокись циркония, бесцветный и прозрачный или буровато-оранжевый, розовый с сильным алмазным блеском был известен еще в древности под названиями: гиацинт, яцинт, яргон. В поисках объяснения слова "цирконий" приходится обращаться, правда, без особого успеха, к восточным языкам. Например, арабское слово "царгун" означало "золотой цвет", "золотистый" и служило для названия некоторых разновидностей минерала циркона, содержащего цирконий. Очевидно от названия этого золотисто-желтого минерала и произошло название - циркон. Новый элемент, открытый в минералах, был назван цирконием. В свободном виде цирконий был получен в 1824 г. Берцелиусом. Однако до самого недавнего времени не было единства взглядов на его физические свойства. Одни утверждали, что цирконий - твердый и хрупкий металл, с плотностью 6,4 и температурой плавления 2350°С, другие для плотности давали цифру 6,1 и температуру плавления 1860°С. Только выделив цирконий в чистом виде, исследователи установили, что этот металл внешне похож на сталь, его плотность 6,5, температура плавления 1900°С, хорошо поддается механической обработке, а в обычных условиях вполне устойчив к воздуху и воде.
Несмотря на то, что циркония в природе столько же, сколько и меди (0,003%), он иногда и сейчас еще называется "редким" элементом. Это объясняется его распыленностью и трудностью выделения из природных соединений. Получение циркония, как и ряда других редких металлов, особенно в чистом виде стало возможным после того, как был разработан оригинальный метод, называемый "йодидным". Загрязненный металл соединяют с йодом. Йодистое соединение циркония помещается затем в цилиндрический сосуд. В центре этого сосуда проходит вольфрамовая нить, нагретая до 1400°С. При нагревании йодистого соединения циркония его пары касаются нагретой вольфрамовой проволоки и разлагаются на чистейший металл и пары йода. Металл осаждается на проволоке.
Нагретый цирконий жадно поглощает газы из окружающей среды. На этом основано его применение при спекании порошков металлов, а также в электровакуумной технике. При комнатной температуре цирконий с газами не взаимодействует, но при 300°С активно поглощает водород, а выше 400°С взаимодействует с кислородом и азотом.
Цирко́ний (лат. Zirconium; обозначается символом Zr) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 40. Простое вещество цирконий (CAS-номер: 7440-67-7) — блестящий металл серебристо-серого цвета. Обладает высокой пластичностью, устойчив к коррозии. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Zr с гексагональной решёткой типа магния, β-Zr с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe, температура перехода α↔β 863 °C.
История и происхождение названия
Цирко́ний в виде двуокиси впервые был выделен в 1789 году немецким химиком М. Г. Клапротом в результате анализа минерала циркона.
Происхождение самого слова циркон неясно. Возможно, оно происходит от арабского zarkûn (киноварь) или от персидского zargun (золотистый цвет).
Месторождения
Наиболее крупные месторождения циркония расположены на территории США, Австралии, Бразилии, Индии.
В России, на долю которой приходится 10 % мировых запасов циркония (3 место в мире после Австралии и ЮАР), основными месторождениями являются: Ковдорское коренное бадделит-апатит-магнетитовое в Мурманской области, Туганское россыпное циркон-рутил-ильменитовое в Томской области, Центральное россыпное циркон-рутил-ильменитовое в Тамбовской области, Лукояновское россыпное циркон-рутил-ильменитовое в Нижегородской области, Катугинское коренное циркон-пирохлор-криолитовое в Читинской области и Улуг-Танзекское коренное циркон-пирохлор-колумбитовое.
Источник: Википедия
|
