Ytrium

Ytrium (lat. "ytrium") je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Y a protónové číslo 39. Je to šedý až strieborne biely vzácny prechodný kovový prvok, chemicky veľmi príbuzný prvkom skupiny lantanoidov. Hlavné uplatnenie nachádza vo výrobe farebných televíznych obrazoviek.
Voči pôsobeniu vzdušného kyslíka je pomerne stále, len v práškovej forme podlieha za vyšších teplôt spontánnej oxidácii. Odoláva i pôsobeniu vody, ale jednoducho sa rozpúšťa v zriedených minerálnych kyselinách, predovšetkým v kyseline chlorovodíkovej (HCl). V zlúčeninách sa vyskytuje prakticky iba v mocenstve Y3+.
Ytrium objavil v roku 1794 švédsky chemik Johan Gadolin a po prvý raz ho v čistej forme izoloval Friedrich Wöhler v roku 1828. Názov získalo podľa obce Ytterby v blízkosti Štokholmu, kde geológ Carl Axel Arrhemius našiel v roku 1787 do tej doby neznámy nerast, ktorý poskytol Gadolinovi na preskúmanie.
Výskyt a výroba.
Ytrium je v zemskej kôre obsiahnuté v množstve približne 2834 mg/kg. V morskej vode je jeho koncentrácia okolo 0,0003 mg/l. Vo vesmíre pripadá jeden atóm ytria na 10 miliárd atómov vodíka.
V prírode sa ytrium vyskytuje len vo forme zlúčenín. Neexistujú ani minerály obsahujúce čisté ytrium, ale vždy ide o zmiešané minerály, ktoré obsahujú lantanoidy a v niektorých prípadoch je ytrium prítomné v uránových rudách. Najznámejšími priemyslovo využívanými surovinami sú "monazitové piesky", v ktorých prevládajú fosforečnany céru a lantánu a "bastnäsity" – zmiešané fluorouhličitany prvkov vzácnych zemín.
Veľké ložiská týchto rúd sa nachádzajú v USA, Číne a vo Vietname. Významným zdrojom sú i fosfátové suroviny – "apatity" z polostrova Kola v Rusku.
Priemyslová výroba ytria vychádza obyčajne z lantanoidových rúd. Hornina sa vylúhuje zmesou kyseliny sírovej a chlorovodíkovej a zo vzniknutého roztoku solí sa prídavkom hydroxidu sodného vyzrážajú hydroxidy ytria a lantanoidov.
Separácia jednotlivých prvkov sa uskutočňuje rôznymi postupmi – kvapalinovou extrakciou komplexných solí, iónovou chromatografiou alebo selektívnym zrážaním nerozpustných komplexných solí.
Príprava čistého kovu sa zvyčajne uskutočňuje redukciou solí ytria kovovým vápnikom. Redukciu fluoridu ytritého popisuje rovnica:
Použitie a zlúčeniny.
Väčšina svetovej produkcie ytria slúži v súčasnej dobe ako základný materiál pri syntéze luminoforov na výrobu obrazoviek farebných televízorov. Spoločne s oxidmi európia sa zlúčeniny ytria nanášajú na vnútornú stranu televíznej obrazovky, kde po dopade urýchleného elektrónu vydávajú červené luminiscenčné žiarenie.
Oxidy železa, hliníka a ytria (granáty) Y3Fe5O12 a Y3Al5O12 majú tvrdosť až 8,5 Mohsovej stupnice a používajú sa pri výrobe šperkov ako lacná náhrada diamantu. Nachádzajú uplatnenie i ako snímacie členy akustickej energie a pri výrobe infračervených laserov.
V metalurgii sa pridaním malého množstva ytria do zliatin hliníka a horčíka (duralov) značne zvyšuje ich pevnosť. Liatina s obsahom ytria získava vyššiu tvárnosť a kujnosť – tzv. kujná liatina. Pri výrobe vanádu a niektorých ďalších neželezných kovov slúži ytrium na odstraňovanie kyslíka – deoxidáciu vyrábaného kovu.
Pri výrobe skla a keramiky pôsobí pridanie oxidu ytritého na zvýšenie bodu topenia, zlepšuje odolnosť voči tepelnému šoku a znižuje tepelnú rozťažnosť produktu.
Zlúčenina (Y1,2Ba0,8CuO4) vykazuje supravodivé vlastnosti i pri teplotách okolo 90 K, teda nad bodom varu kvapalného dusíka a je preto perspektívnym materiálom na výrobu prakticky využiteľných supravodivých materiálov.