El óxido de erbio (III) se sintetiza a partir del erbio metálico lantánido . Fue parcialmente aislado por Carl Gustaf Mosander en 1843 y obtenido por primera vez en forma pura en 1905 por Georges Urbain y Charles James . [2] Tiene un color rosa con una estructura cristalina cúbica. En determinadas condiciones, el óxido de erbio también puede tener una forma hexagonal. [3]
Nombres | |
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Otros nombres Óxido de erbio, erbia | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.031.847 |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Er 2 O 3 | |
Masa molar | 382,56 g / mol |
Apariencia | cristales rosas |
Densidad | 8,64 g / cm 3 |
Punto de fusion | 2.344 ° C (4.251 ° F; 2.617 K) |
Punto de ebullición | 3290 ° C (5950 ° F; 3560 K) |
insoluble en agua | |
+ 73,920 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Estructura | |
Cúbico , cI80 | |
Ia-3, núm. 206 | |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 108,5 J · mol −1 · K −1 |
Entropía molar estándar ( S | 155,6 J · mol −1 · K −1 |
−1897,9 kJ · mol −1 | |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Cloruro de erbio (III) |
Otros cationes | Óxido de holmio (III) , óxido de tulio (III) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Reacciones
El erbio se quema fácilmente para formar óxido de erbio (III):
La formación de óxido de erbio se logra mediante la reacción 4 Er + 3 O 2 → 2 Er 2 O 3 . [4] El óxido de erbio es insoluble en agua y soluble en ácidos minerales. Er 2 O 3 absorbe fácilmente la humedad y el dióxido de carbono de la atmósfera. [3] Puede reaccionar con ácidos para formar las correspondientes sales de erbio (III).
Por ejemplo, con ácido clorhídrico, el óxido sigue a la reacción Er 2 O 3 + 6 HCl → 2 ErCl 3 + 3 H 2 O para formar cloruro de erbio .
Propiedades
Una propiedad interesante de los óxidos de erbio es su capacidad para convertir fotones. La conversión ascendente de fotones tiene lugar cuando la radiación infrarroja o visible, luz de baja energía, se convierte en luz de radiación ultravioleta o violeta de mayor energía a través de múltiples transferencias o absorción de energía. [5] Las nanopartículas de óxido de erbio también poseen propiedades fotoluminiscentes. Las nanopartículas de óxido de erbio se pueden formar aplicando ultrasonidos (20 kHz, 29 W · cm -2 ) en presencia de nanotubos de carbono de paredes múltiples. Las nanopartículas de óxido de erbio que se han fabricado con éxito mediante el empleo de ultrasonidos son el carboxióxido de erbio, el óxido de erbio de geometría hexagonal y esférica. Cada óxido de erbio formado ultrasónicamente es fotoluminiscente en la región visible del espectro electromagnético bajo excitación de 379 nm en agua. La fotoluminiscencia de óxido de erbio hexagonal es de larga duración y permite transiciones de mayor energía ( 4 S 3/2 - 4 I 15/2 ). El óxido de erbio esférico no experimenta transiciones de energía 4 S 3/2 - 4 I 15/2 . [6]
Usos
Las aplicaciones de Er 2 O 3 son variadas debido a sus propiedades eléctricas, ópticas y fotoluminiscentes. Los materiales a nanoescala dopados con Er 3+ son de gran interés porque tienen propiedades ópticas y eléctricas especiales que dependen del tamaño de las partículas. [7] Los materiales de nanopartículas dopadas con óxido de erbio se pueden dispersar en vidrio o plástico para fines de visualización, como monitores de visualización. La espectroscopia de las transiciones electrónicas Er 3+ en las redes de cristales de nanopartículas combinadas con geometrías formadas ultrasónicamente en una solución acuosa de nanotubos de carbono es de gran interés para la síntesis de nanopartículas fotoluminiscentes en química 'verde'. [6] El óxido de erbio es uno de los metales de tierras raras más importantes utilizados en biomedicina. [8] La propiedad de fotoluminiscencia de las nanopartículas de óxido de erbio en nanotubos de carbono las hace útiles en aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, las nanopartículas de óxido de erbio se pueden modificar en la superficie para distribuirlas en medios acuosos y no acuosos para la obtención de imágenes biológicas. [7] Los óxidos de erbio también se utilizan como dieléctricos de puerta en dispositivos semiconductores, ya que tienen una constante dieléctrica alta (10-14) y una gran banda prohibida. El erbio se usa a veces como colorante para vidrios [9] y el óxido de erbio también se puede usar como veneno de neutrones quemable para combustible nuclear .
Referencias
- ^ Lide, David R. (1998). Manual de Química y Física (87 ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. págs. 4-57. ISBN 978-0-8493-0594-8.
- ^ Aaron John Ihde (1984). El desarrollo de la química moderna . Publicaciones de Courier Dover. págs. 378–379. ISBN 978-0-486-64235-2.
- ^ a b Singh, diputado; CS Thakur; K Shalini; N Bhat; SA Shivashankar (3 de febrero de 2003). "Caracterización estructural y eléctrica de películas de óxido de erbio crecidas sobre Si (100) mediante deposición de vapor químico metalorgánico a baja presión" . Letras de Física Aplicada . 83 (14): 2889. doi : 10.1063 / 1.1616653 . Archivado desde el original el 8 de julio de 2012 . Consultado el 17 de abril de 2012 .
- ^ Emsley, John (2001). Bloques de construcción de la naturaleza "Erbio": una guía de AZ para los elementos . Oxford, Inglaterra, Reino Unido: Oxford University Press. págs. 136-139 . ISBN 978-0-19-850340-8.
- ^ "Las nanopartículas dopadas con tierras raras resultan esclarecedoras" . SPIE . Consultado el 10 de abril de 2012 .
- ^ a b Radziuk, Darya; Andre Skirtach; Andre Geßner; Michael U. Kumke; Wei Zhang; Helmuth M € ohwald; Dmitry Shchukin (24 de octubre de 2011). "Enfoque ultrasónico para la formación de nanopartículas de óxido de erbio con geometrías variables". Langmuir . 27 (23): 14472-14480. doi : 10.1021 / la203622u . PMID 22022886 .
- ^ a b Richard, Scheps (12 de febrero de 1996). "Procesos láser de conversión ascendente" (PDF) . Progreso en Electrónica Cuántica . 20 (4): 271–358. doi : 10.1016 / 0079-6727 (95) 00007-0 .
- ^ Andre, Skirtach; Almudena Javier; Oliver Kref; Karen Kohler; Alicia Alberola; Helmuth Mohwald; Wolfgang Parak; Gleb Sukhorukov (2006). "Liberación inducida por láser de materiales encapsulados dentro de células vivas" (PDF) . Angew. Chem. En t. Ed . 38 (28): 4612–4617. doi : 10.1002 / anie.200504599 . PMID 16791887 . Consultado el 15 de abril de 2012 .
- ^ Lide, David (1998). Manual de Química y Física . Boca, Raton Fl: CRC Press. págs. 4-57. ISBN 978-0849305948.