Son Haberler

İtriyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 3, 2022
İtriyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

İtriyum, her izlediğimiz televizyonların ekranlarında bulunan bir elementtir. Ehemmiyetli özellikleri vardır. İtriyum kapsayan lazerler metalleri keser.

İtriyum Nedir? Özellikleri, Kullanımı

İtriyum, ender toprak elementleri olarak bilinen elementlerdendir. Kullanım alanı da enderliği nispetindedir. Çok bilinmeyen metallerden olan itriyumun en yaygın kullanımı, her konutta bulunan televizyonların ekranlarıdır. Yani her gün itriyum kaplanmış ekranlara bakıyoruz. Oksit formu, ehemmiyetli özellikler kapsar. İtriyum kullanılarak üretilen lazerler, metalleri kesen lazer cinsindendir.

Tarihçesi

İtriyumun keşif tarihi 18. yüzyılın sonlarına dayanıyor. 1787 yılında Carl Axel Arrhenius, İsveç’in Ytterby kasabası yakınlarındaki bir feldspat-kuvars madeninde kömüre benzeyen bir mineral buldu. Yıllar sonra “ittria” ismi verilen bu mineralden bir misal alan Finlandiyalı kimyager Johan Gadolin, 1794 yılında Finlandiya’da minerali araştırdı. Gadolin’in araştırdığı mineralde yüzde 31 oranında silika, yüzde 19 alümin, yüzde 12 demir oksit ve yüzde 31 oranında da bilinmeyen yeni bir madde vardı. Gadolin, inceleme neticelerini “yeni bir oksit” olarak yayınladı. Gadolin’in neticeleri 1797 yılında İsveçli kimyager Anders Ekeberg tarafından “yeni bir oksit” olarak teyit edildi.

İtriyum ile alakalı bazı tarihler ise şöyle;

1828 yılında itriyumun metal formu ilk olarak Alman kimyager Friedrich Wöhler tarafından susuz itriyum kloridin potasyum ile ısıtılmasıyla gri bir toz olarak elde edildi.
1843 yılında Carl Gustav Mosander, itriyum oksidin üç oksitten oluştuğunu keşfetti.
1953 yılında en yüksek saflık derecesi olan itriyum, Frank Spedding tarafından iyon metamorfoz tekniği ile elde edildi.
1987 yılında Amerikalı profesörler Maw-Kuen Wu ve Paul Chu, itriyum baryum bakır oksit bileşiğinin süper geçirgenlik özelliğini keşfetti.

“İtriyum” sözcüğü, İsveç Vauxholm yakınlarındaki Ytterby kasabasından esinlenerek türetilmiştir. Stockholm’e de yakın olan bu kasabada, ender toprak elementleri olarak bilinen elementleri kapsayan madenler bulunur. Kasabanın ismi, erbiyum, terbiyum ve iterbiyum gibi elementlerin adlarının da esin kaynağıdır.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

İtriyumun kimyasal sembolü “Y”dir. Periyodik element cetvelinin 3-B grubunda yer alan kimyasal bir elementtir. Atom numarası 39, atom ağırlığı 88,90’dır. Erime noktası 1522 derece, kaynama noktası 3338 derecedir. 1509 derecede baz özelliği gösterir. 450 derecenin üzerinde süratle oksidasyon olur. Katı, gümüşî beyaz renginde geçiş metalidir. Metalik bir parlaklığa sahiptir. Sünek, orta derecede yumuşak ve tepken bir metaldir. Yüzeyindeki oksit filmi sebebiyle havada oldukça kararlıdır. Yüksek korozyon ve oksidasyon mukavemetine sahiptir. Suda çözülebilen bileşikleri toksiktir. Bileşiklerinin çoğu renksizdir.

İtriyum oksit, en ehemmiyetli bileşiğidir. İtriyum oksit, sülfat, klorür ve karbonat gibi bir ekip tuzlar ve bileşikler oluşturur. İtriyum klorür tuzu renksizdir. Talaşları 400 derecenin üzerine havada kolayca tutuşabilir. Su ile ayrışarak hidrojen gazı salınır ve mineral asitlerle reaksiyona girer.

Tabiatta saf olarak bulunmaz. Gadolinit, öksenit, sarmarskit ve ksenotim minerallerinden elde edilir. Uranyum madenlerinde de bulunabilir. Xenotime minerali, yüzde 50 oranında itriyum fosfat içerebilir. Tabiatta mermiden daha fazla bulunur. İtriyum klorürden elektroliz yöntemiyle elde edilebilir. Sodyumla indirgenerek de elde etmek olası. Çekirdek bcan verilmesi fisyon mahsulü elementler arasında da rastlanabilir. Sanayide iyon başkalaşımı yoluyla ayrıştırılarak üretilir. Ticari anlamda metal formu monazit kumu ve bastnaezit minerallerinin kalsiyum ile indirgenmesi neticeyi elde edilir. Bilinen 9 izotopu vardır. Tabiattaki tek kararlı izotopu İtriyum-89’dur. Değişik yaygın izotopları 86 ve 80 atom kütle numaralı izotoplardır. İtriyum-90 izotopu, kanser rehabilitasyonlarında kullanılan radyoaktif izotopudur.

İtriyum ve Ender Toprak Elementleri NTE

İtriyum, ender azrak toprak elementleri NTE arasında yer alan bir metaldir. NTE’ler, yerkabuğunda çok fazla bulunmadığı varsayım edilen ve minerallerden çok az ölçüde elde edilebilen elementler olduğu için böyle bir grupta ele alınmıştır. NTE elementleri arasında ilk keşfedilen element itriyumdur. İlk ender toprak minerali olan ittria, 9 ender toprak elementi kapsar. Ağır lantanit metalleri olan oksitlerin karışımıdır. Ender toprak elementleri, lantanitlerle birlikte itriyum ve skandiyum elementlerinin oluşturduğu bir grubu içerir. Lantanitlerin atom numaraları 57-71 arasındadır. Kimyasal özellikleri benzerlik gösteren elementlerdir. Atom numarası 30 olan itriyum ile atom numarası 21 olan skandiyum, lantanitlerle benzer özellikler gösterir. Bu sebeple ender toprak elementleri arasına dahil edilmişlerdir. NTE’ler, hafif ve ağır toprak elementleri olarak ikiye ayrılır. İtriyum, ağır toprak elementleri grubundadır ve neredeyse bütün NTE grubu minerallerin içeriğinde tesadüfülür.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

İtriyumun en yaygın kullanılan bileşiği itriyum oksittir. Radyoaktif izotopları kanser rehabilitasyonunda kullanılır. Bazı alaşımların katkı maddesidir, metalürji uygulamalarında seçim edilir. Bazı bileşikleri muhtelif mahsullerde katalizör misyonu görür. Renkli televizyonların üretilmesinde ehemmiyetli tesirleri olan fosforışıl maddeler arasında yer alır. Evropiyum elementi ile faalleştirilen itriyum ortovanadat ve itriyum oksit, en ehemmiyetli fosforışıl maddeler arasında yer alır. İtriyum oksit kullanılarak üretilen muhtelif maddeler, elektronik mikrodalga aygıtlar, radarlar ve bağlantı sistemlerinde kullanılır. İtriyum-demir alaşımı, elektriği çok az kayıpla iletir. İtriyum-demir granitler, mikrodalga filtrelerinin yapımında kullanılır. En yaygın kullanılan alaşımı itriyum-alüminyum alaşımıdır. İtriyum-alüminyum lazerleri, neodinle kuvvetlendirilmiş 100 voltluk bir kaynakla çalışır ve metalleri kesebilir. Elektron tüplerinin boşaltılması için elektron akdikeni özelliğinden faydalanılır. Alüminyum ve magnezyum alaşımlarının dayanıklılığını artırır. Vanadyumun oksidasyonunu önler. İtriyum, demir, alüminyum ve gadolinyum garnetleri, garip manyetik özelliklere sahiptir. İtriyum-demir garneti, çok bereketli yankı enerji üreticisi ve dönüştürücüsüdür. Yüksek erime noktası sebebiyle sırçaya direnç kazandırır. Seramik ve sırçalara düşük genleşme özelliği kazandırdığı için bu sektörde kullanımı yaygındır. İtriyumdan yapılan bazı sentetik taşlar, nitelikli takıların yapıtaşıdır.

İtriyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı mahsuller şunlardır; televizyon ekranları, lazerler, yüksek sıcaklık süper geçirgenler, LCD ve LED ekran ve monitörler, bujiler, enerji tasarruflu lambalar, optik sırçalar, özel seramikler, ateşe dayanıklı tuğla, kamera ve resim aygıtı mercekleri, mikrodalga filtreleri, lal taşları, floresan lambalar, kırmızı fosforlar, katot ışını tüpleri, sentetik taşlar, elektrik nakil hatları, tıbbi iğneler, yakıt hücreleri, elektrotlar, elektrolitler…

Bunları Biliyor Musunuz?

• Televizyonlardaki kırmızı fosforışıl maddeler arasında itriyum da yer alır. Fosforışıl maddelerin karanlıkta ışık verme özelliği vardır. İtriyum gibi bu cins maddeler, uyarıldıktan sonra ışımaya başlar ve elektromanyetik ışınlarla yapılan uyarıların kesilmesinin ardından uzun vakit daha ışık vermeye devam eder.

• Renkli televizyonların ekranlarında fotoğraf elde edilmesi için genellikle itriyum oksit kullanılır. Ekranlardaki kırmızı rengi sağlayan evropiyum-öropyum fosforları itriyum sayesinde üretilir.

• İtriyum, televizyonlarda kullanıldığı için konut civarında havaya karışan gazlar arasında yer alabilir. İtriyum kapsayan havanın teneffüs edilmesi halinde akciğer ve karaciğer meselelerine yol açabilir ve kanserojendir.

• Çevreye atılan muhtelif mahsullerden ve atıklardan su ve toprağa itriyum karışabilir. Bu gidişat, çok ender de olsa insan ve hayvanlar için tehlike etkenidir.

• İtriyuma maruz kalan hayvanların faize ve asap sistemlerinde zarara yol açtığı tespit edilmiştir.

• İtriyum kullanılarak üretilen lazerler metalleri kesebilir.

• İtriyum-alüminyum taşı, yapay elmas olarak bilinir. Bu sentetik elmasın sertlik kıymeti 8,5’tur.

• Apollo ay yolcuğu sırasında elde edilen kaya parçalarında yüksek oranda itriyum tespit edilmiştir.

• İtriyum rezervi bulunan ülkeler; Çin, Rusya, ABD ve Malezya’dır. İmali de bu ülkelerde yapılmaktadır.

• Dünyada itriyum rezervinin 9 milyon ton olduğu varsayım ediliyor. Yıllık itriyum imali 600 ton ortamındadır.

• Türkiye’de itriyum kapsayan mineraller bulunsa da ekonomik bulunmadığı için imali yapılmıyor.