Erbio: reazioni, usi

L’erbio ha numero atomico 68 e appartiene alla serie dei lantanidi e si trova nella Tavola Periodica nel 6° Periodo e nel blocco f.
Come molti elementi delle terre rare l’erbio è stato rinvenuto nel minerale gadolinite in una cava vicino alla città di Ytterby, in Svezia.

La gadolinite infatti è un silicato contenente in prevalenza cerio, lantanio, neodimio, ittrio, ferro e berillio oltre ad altri metalli presenti in piccole quantità.

Nel 1843 il chimico svedese Carl Gustaf Mosander separò la gadolinite in tre materiali, che chiamò ittria, erbia e terbia.  La somiglianza di questi nomi creò una certa confusione nel mondo scientifico e fu solo nel 1905 che, indipendentemente l’uno dall’altro il chimico statunitense Charles James e il chimico francese Georges Urbain isolarono l’ossido di erbio.

Fu solo nel 1934 che Wilhelm Klemm e Heinrich Bommer ottennero l’erbio riducendo il cloruro di erbio con vapori di potassio.
L’erbio è un metallo tenero, malleabile, stabile all’aria che, contrariamente agli altri metalli delle terre rare non si ossida rapidamente.

Ha numeri di ossidazione +1 e +2 ma in numero di ossidazione più comune è +3 sebbene in alcuni complessi ha numero di ossidazione zero.

Reazioni

Brucia rapidamente per dare l’ossido:

4 Er_(s) + 3 O_2(g) → 2 Er₂O_3(s)

L’erbio reagisce in presenza di vapore acqueo per dare l’idrossido:

2 Er_(s) + 6 H₂O_(g) → 2 Er(OH)_3(aq) + 3 H_2(g)

L’erbio reagisce con gli alogeni secondo la reazione generale:

2 Er_(s) + 3 X_2(g) → 2 ErX_3(s)

Il fluoruro di erbio è di colore rosa mentre gli altri alogenuri sono di colore viola.

In presenza di acido solforico diluito l’erbio si solubilizza dando ioni Er³⁺:

2 Er_(s) + 3 H₂SO_4(aq) → 2 Er³⁺_(aq) + 3 SO₄^2-_(aq) + 3 H_2(g)

Lo ione Er³⁺ si complessa con l’acqua e la soluzione appare di colore giallo.

Usi

E’ utilizzato nelle leghe ed in particolare con il vanadio per ridurre la durezza dei metalli e migliorarne la lavorabilità.
È utilizzato nei filtri fotografici per assorbire la luce infrarossa.

I suoi composti  come l’ossido Er₂O₃ ha un colore rosa e viene usato come colorante per vetri, smalti e ceramiche.
Gli isotopi  sono buoni assorbitori di neutroni e vengono utilizzati nelle barre di controllo dei reattori nucleari

È utilizzato nei filtri fotografici per assorbire la luce infrarossa e come drogante per le fibre ottiche per ottenere amplificatori di segnale in fibra.

E’ ampiamente usato in campo medico come dopante nel granato di ittrio e alluminio (YAG) che emette un raggio laser di lunghezza d’onda di 2940 nm e nel granato di ittrio-scandio-gallio (YSGG) che emette un raggio laser di lunghezza d’onda di 2780 nm.

Queste lunghezze d’onda vengono assorbite sia dall’acqua contenuta nei tessuti molli orali che dall’idrossiapatite presente nello smalto dei denti consentendo tecniche odontoiatriche restaurative.