Ossido di erbio
L'ossido di erbio è un composto dell'erbio con l'ossigeno di formula Er2O3. Si presenta come un solido dal colore rosa; la sua struttura cristallina è cubica a corpo centrato. Viene comunemente utilizzato come colorante nelle lenti degli occhiali da sole, e come drogante all'interno delle fibre ottiche per realizzare degli amplificatori ottici. Venne parzialmente isolato per la prima volta da Carl Gustav Mosander nel 1843, e venne sintetizzato per la prima volta nel 1905 da Georges Urbain e Charles James.[3]
| Ossido di erbio | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| triossido di dierbio | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | Er2O3 |
| Peso formula (u) | 382,56 |
| Aspetto | solido cristallino rosa |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 235-045-7 |
| PubChem | 159426 |
| SMILES | [Er+3].[Er+3].[O-2].[O-2].[O-2] |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 8,64 |
| Temperatura di fusione | 2344 °C (2617 K) |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | −1897,9 |
| S0m(J·K−1mol−1) | 155,6 |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 108,5 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Frasi H | --- |
| Consigli P | ---[1][2] |
Ha un colore rosa e una struttura cristallina cubica. In determinate condizioni può anche avere una forma esagonale.[4] È tossico se inalato, assunto per via orale o iniettato nel flusso sanguigno in grandi quantità. Non è stato determinato l'effetto degli ossidi di erbio a basse concentrazioni sull'uomo per lunghi periodi di tempo.[5]
Reazioni
modificaL'erbio metallico si appanna lentamente nell'aria. L'erbio brucia rapidamente per formare ossido di erbio(III):[6]
L'ossido di erbio è insolubile in acqua e solubile in acidi minerali. Er2O3 assorbe rapidamente umidità e anidride carbonica dall'atmosfera. Può reagire con acidi per formare i corrispondenti sali di erbio(III).[4] Ad esempio, con acido cloridrico, l'ossido segue la reazione:
per formare cloruro di erbio.
Proprietà
modificaUna proprietà interessante degli ossidi di erbio è la loro capacità di convertire i fotoni. L'upconversione del fotone ha luogo quando la radiazione infrarossa o visibile (ovvero a bassa energia) viene convertita in radiazione ultravioletta o violetta a luce di energia superiore tramite trasferimento multiplo o assorbimento di energia.[7] Le nanoparticelle di ossido di erbio possiedono anche fotoluminescenza. Le nanoparticelle di ossido di erbio possono essere formate applicando ultrasuoni (20 kHz, 29 W·cm−2) in presenza di nanotubi di carbonio a parete multipla. Le nanoparticelle di ossido di erbio che sono state prodotte con successo impiegando ultrasuoni sono carbossossido di erbio e ossido di erbio con geometria esagonale e sferica. Ogni ossido di erbio formato ad ultrasuoni ha fotoluminescenza nella regione visibile dello spettro elettromagnetico sotto eccitazione di 379 nm in acqua. La fotoluminescenza di ossido di erbio esagonale è di lunga durata e consente transizioni di energia più elevate (4S3/2 - 4I15/2). L'ossido sferico di erbio non subisce transizioni energetiche 4S3/2 - 4I15/2.[8]
Usi
modificaLe applicazioni di Er2O3 sono molteplici a causa delle loro proprietà elettriche, ottiche e di fotoluminescenza. I materiali in nanoscala drogati con Er3+ sono di grande interesse perché hanno proprietà ottiche ed elettriche dipendenti dalla dimensione delle particelle.[9] I materiali di nanoparticelle drogati con ossido di erbio possono essere dispersi in vetro o plastica per dispositivi visivi, come monitor. La spettroscopia delle transizioni elettroniche Er3+ nei reticoli dei cristalli ospiti di nanoparticelle combinata con geometrie a ultrasuoni in soluzione acquosa di nanotubi di carbonio è di grande interesse per la sintesi di nanoparticelle di fotoluminescenza in chimica "verde". L'ossido di erbio è tra i più importanti metalli delle terre rare utilizzati nella biomedicina. La proprietà fotoluminescente delle nanoparticelle di ossido di erbio sui nanotubi di carbonio le rende utili in applicazioni biomediche..[10] Ad esempio, le nanoparticelle di ossido di erbio possono essere modificate in superficie per la distribuzione in mezzi acquosi e non acquosi per la bioimmagine.[9] Gli ossidi di erbio sono anche usati come dielettrici di frontiera nei dispositivi a semiconduttore poiché hanno un'alta costante dielettrica (10-14) e un ampio gap di banda. L'erbio è talvolta usato come colorante per gli occhiali[11] e l'ossido di erbio può anche essere usato come veleno neutronico infiammabile per il combustibile nucleare.
Note
modifica- ^ Sostanza non pericolosa secondo la regolamentazione (CE) N. 1272/2008.
- ^ Scheda del composto su Sigma-Aldrich [1]
- ^ Aaron John Ihde, The development of modern chemistry, Courier Dover Publications, 1984, pp. 378-379, ISBN 0-486-64235-6.
- ^ a b M.P Singh, C.S Thakur, K Shalini, N Bhat e S.A Shivashankar, Structural and electrical characterization of erbium oxide films grown on Si(100) by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition, in Applied Physics Letters, vol. 83, n. 14, 3 febbraio 2003, p. 2889, DOI:10.1063/1.1616653. URL consultato il 17 aprile 2012 (archiviato dall'url originale l'8 luglio 2012).
- ^ Erbium Biological Action, su nautilus.fis.uc.pt. URL consultato il 9 aprile 2012 (archiviato dall'url originale il 3 marzo 2016).
- ^ John Emsley, "Erbium" Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to Elements., Oxford, England, Uk, Oxford University Press, 2001, pp. 136–139., ISBN 978-0-19-850340-8.
- ^ Rare-earth-doped nanoparticles prove illuminating (XML), su spie.org, SPIE. URL consultato il 10 aprile 2012.
- ^ Darya Radziuk, Andre Skirtach, Andre Geßner, Michael U. Kumke, Wei Zhang, Helmuth M€ohwald e Dmitry Shchukin, Ultrasonic Approach for Formation of Erbium Oxide Nanoparticles with Variable Geometries, in Langmuir, vol. 27, n. 23, 24 ottobre 2011, pp. 14472-14480, DOI:10.1021/la203622u, PMID 22022886.
- ^ a b Scheps Richard, Upconversion laser processes (PDF), in Progress in Quantum Electronics, vol. 20, n. 4, 12 febbraio 1996, pp. 271-358, DOI:10.1016/0079-6727(95)00007-0.
- ^ Skirtach Andre, Almudena Javier, Oliver Kref, Karen Kohler, Alicia Alberola, Helmuth Mohwald, Wolfgang Parak e Gleb Sukhorukov, Laser-Induced Release of Encapsulated Materials inside Living Cells (PDF), in Angew. Chem. Int. Ed., vol. 38, n. 28, 2006, pp. 4612-4617, DOI:10.1002/anie.200504599, PMID 16791887. URL consultato il 15 aprile 2012.
- ^ David Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca, Raton Fl, CRC Press, 1998, pp. 4-57, ISBN 978-0-8493-0594-8.
Collegamenti esterni
modifica- (EN) "Erbium Oxide" page on Metall website, su metall.com.cn. URL consultato il 19 ottobre 2009 (archiviato dall'url originale il 20 giugno 2010).
