عنصر اربیم

اربیم عنصری از جدول تناوبی با عدد اتمی 68 است که به گروه سوم و تناوب ششم از این جدول تعلق دارد. این عنصر با نماد شیمیایی Er نمایش داده شده و در دسته ی لانتانیدها قرار دارد. اربیم عنصری از عناصر خاکی کمیاب بوده و در طبیعت در ترکیب سنگ های معدنی مانند مونازیت یافت می شود.

تاریخچه عنصر اربیم

اولین بار عنصر اربیم در سال 1842 توسط دانشمندی به نام کارل مساندر در کشور سوئد شناسایی شد. جداسازی ایتریا از سنگ معدنی گادولینیت توسط کارل به سه شکل ایتریا، اربیا و تربیا صورت گرفت. دو شکل اربیا و تربیا از هم تشخیص داده نمی شد، اما بعد از سال 1860 تربیا نیز به نام اربیا خوانده شد و بعد از سال 1877، آنچه که اربیا خوانده می شد نیز به نام تربیا نام گذاری شد.

تا این که در سال 1905، جداسازی اکسید اربیم به طور خالص انجام شد. تولید اربیم خالص نیز در سال 1934 صورت گرفت. در نتیجه ی فرایند کاهش دادن کلرید بی آب با استفاده از بخار پتاسیم، این فلز به شکل خالص به دست آمد. نام این عنصر برگرفته از نام روستای ایتربای نزدیک وکس هلم سوئد است.

خواص عنصر اربیم

اربیم در شرایط استاندارد به حالت فیزیکی جامد بوده و فلزی به رنگ سفید نقره ای است. این عنصر به صورت ترکیب با عناصر خاکی کمیاب دیگر در کانی های معدنی چون گادولینیت یافت می شود. این سنگ های معدنی به مقدار زیاد در کشور سوئد مشاهده می شوند. چین و آمریکا، دو کشوری هستند که منابع عمده این عنصر محسوب می شوند. دو سنگ معدنی مونازیت و باستانیت نیز از مهمترین سنگ های حاوی اربیم هستند.

نقطه ذوب اربیم، 1529 درجه سانتی گراد بوده و این عنصر در دمای 2868 درجه سانتی گراد به جوش می آید. اربیم عنصری بسیار پایدار در هوا بوده و به کندی با آب و اکسیژن واکنش می دهد. یکی از خواص این عنصر توانایی حل شدن آن در اسیدها است. نمک های عنصر اربیم، رنگی شبیه به رنگ گل سرخ را دارد. طیف های جذب تیزی از اربیم در نور مرئی، مادون قرمز و ماوراء بنفش دیده می شود.

اربیم در حالت خالص، نرم بوده و قابلیت چکش خواری دارد. این فلز، شکل گردی داشته و احتمال آتش سوزی و انفجار در آن وجود دارد. از ویژگی های اربیم، فرومغناطیس بودن در دمای کمتر از 19 درجه کلوین، پاد فرومغناطیس بودن در دمای بین 19 تا 80 درجه کلوین و داشتن خاصیت پارامغناطیسی در دمای بالاتر از 80 درجه سانتی گراد است.

اربیم می تواند در مجاورت با هوا اکسید شده و به رنگ تیره و کدری تبدیل شود. در نتیجه ی واکنش این عنصر با آب، ترکیب هیدروکسیدی تشکیل می شود. این نوع واکنش در آب سرد به آرامی ولی در آب گرم به سرعت انجام می شود. از ترکیباتی که این عنصر تشکیل می دهد، هالیدها است که فلوئورید آن ها به رنگ صورتی و ترکیبات هالیدی دیگر به رنگ بنفش دیده می شوند.

ایزوتوپ های عنصر اربیم

از شش ایزوتوپ پایداری که اربیم دارد، اربیم 166 پایدارترین است. تعداد 29 رادیوایزوتوپ نیز از این عنصر شناسایی شده است که اربیم 169 با نیمه عمر 9,4 روز و اربیم 172 با نیمه عمر 49,3 ساعت، پایدارترین آن ها هستند.

کاربرد عنصر اربیم

اربیم در بین لانتانیدها، بیشترین کاربرد را دارد. این عنصر می تواند به عنوان فیلتر عکاسی استفاده شده و در متالوژی به عنوان یک افزودنی به کار برده می شود. از کاربردهای مهم اربیم در دندانپزشکی است که از رسوب یون های آن برای جراحی لیزری و تولید بخار در فرسایش مینای دندان به کار گرفته می شود. کاربرد در درماتولوژی پوست که برای از بین بردن چروک است نیز نمونه ای دیگر از مصارف پزشکی از این عنصر است.

با به کار بردن اکسید اربیم در عینک های آفتابی، افزایش و بهبود دریافت رنگ ها صورت می گیرد. همچنین در ترکیب جواهرات مکعبی که جنسی از زیرکونیا و شیشه های تزئینی دارند، از اربیم استفاده می شود تا عمق دریافت و کنتراست در آن ها بهتر شود.

در تقویت کننده های فیبر نوری، اکسید اربیم به کار رفته کمک می کند تا بدون این که علایم زیاد شود، مسافت های طولانی طی شود. با افزودن اربیم و اکسید روی به شیشه های قهوه ای، بی رنگ شدن آن ها در طی فرایند بازیافت انجام می شود. در نوعی از مبردها از آلیاژ اربیم- نیکل استفاده می شود که ظرفیت گرمایی ویژه بالایی دارد.