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Lexikon der Chemie: Yttrium

Yttrium, Symbol Y, chem. Element aus der III. Nebengruppe des Periodensystems, der Scandiumgruppe zugehöriges Seltenerdmetall, Reinelement, Leichtmetall; Z 39, Atommasse 88,9059, Wertigkeit III, F. 1552 °C, Kp. 3337 °C, elektrische Leitfähigkeit 15,4 Sm/mm2, Standardelektrodenpotential (Y/Y3+) -2,372 V. Es ist nach der schwedischen Stadt Ytterby benannt.

Eigenschaften. Y. ist ein silberglänzendes, walzbares, relativ luftbeständiges, in zwei Modifikationen auftretendes Metall. Unterhalb 1490 °C kristallisiert Y. hexagonal (D. 4,472 g cm-3) und oberhalb der Umwandlungstemperatur kubisch-raumzentriert. Bei erhöhter Temperatur reagiert Y. mit Sauerstoff bzw. Chlor zu Yttrium(III)-oxid Y2O3 bzw. Yttrium(III)-chlorid YCl3.

Analytisches. Für Y. wie für die gesamte Gruppe der Seltenerdmetalle charakteristisch ist die Fällbarkeit des Oxalats, Y2(C2O4)3 · 9 H2O, aus schwach saurer Lösung. Zur Identifizierung und Reinheitsprüfung von Y. wird heute vor allem die Röntgenspektroskopie herangezogen.

Vorkommen und Gewinnung. Am Aufbau der Erdkruste mit 3 · 10-3 % beteiligt, findet sich Y. mit den anderen Seltenerdmetallen vergesellschaftet als dominierender Bestandteil in Mineralen wie Gadolinit (Ytterbit) Y2M3IISi2O10(MII = Fe, Be), Thalenit Y2[Si2O4] und Xenotim YPO4. Es wird heute im technischen Maßstab vor allem aus Monazitsand und Bastnäsit gewonnen, die 3 bzw. 0,2 % Y. enthalten. Zur Gewinnung von Y. werden Y. führende Erze mit Schwefelsäure aufgeschlossen; über komplizierte Trennoperationen auf Basis vor allem von Extraktion, Ionenaustausch und Komplexbildung wird Y. von seinen Begleitelementen, Lanthan und Lanthanoiden, getrennt (Lanthanoidentrennung), als Oxalat gefällt, zum Oxid verglüht und durch Reaktion mit Fluorwasserstoff in Yttrium(III)-fluorid übergeführt. Man reduziert Yttrium(III)-fluorid zum Metall durch Umsetzung mit Calcium/Magnesium, destilliert die Erdalkalimetalle aus der entstandenen Yttrium-Magnesium-Calcium-Legierung im Hochvakuum bei 1000 bis 1200 °C ab und überführt den zurückbleibenden Yttriumschwamm durch Schmelzen im Lichtbogen in kompaktes Metall.

Verwendung. Y. ist heute ein wichtiges technisches Produkt, seine breite Anwendung auch in Form bestimmter Yttriumverbindungen hat in den letzten Jahren zu einem bemerkenswerten Aufschwung der Seltenerdmetallindustrie insgesamt geführt. Aufgrund seines geringen Absorptionsquerschnitts für thermische Neutronen wird Y. in der Kerntechnik für gezogene Rohre zur Aufnahme von Uranstäben verwendet, wobei zugleich weitere günstige physikalische Eigenschaften, wie Schwerschmelzbarkeit, geringe Dichte, Korrosionsfestigkeit und Nichtverschmelzbarkeit mit Uran genutzt werden. Y. wird als Desoxidans für Vanadium und weitere Nichteisenmetalle eingesetzt. Yttriumzusätze verbessern die Festigkeit von Aluminium- und Magnesiumlegierungen. Yttrium-Cobalt-Legierungen der Typen YCo5 und Y2Co17 werden in der Technik als Ferromagnetika verwendet.

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