Yttriumia

Ainoa suomalainen alkuaine

Päivän kuvaKun katsoo jutun lopussa olevaa alkuaineiden karttaa, missä kukin aine on merkitty sen löytömaan mukaan, huomaa nopeasti Ruotsin olevan listalla varsin korkealla: peräti 19 alkuainetta on löydetty Ruotsissa! Kuinka ne ovatkaan ehtineet tuohon?

Naapurikateutta onneksi lieventää se, että Suomessa on sentään löydetty yksi alkuaine, sillä suurimmassa osassa maailman maita ei ole löydetty yhtään. 

Tuo suomalaisalkuaine on yttrium, eli Y, joka on jaksollisessa järjestelmässä 39. alkuaine. Se on maametalleihin kuuluva metallin tyyppinen alkuaine, jonka tiheys huoneenlämmössä on 4470 kg/m³, sulamispiste 1796 K (eli 1532°C) ja sen atomipaino on 88,91.

Sen löysi Turun yliopiston kemian professori Johan Gadolin 1794 ja hän meni nimeämään aineensa ruotsalaisen, Tukholman luona olevan Ytterbyn kylän mukaan yksinkertaisesti siitä syystä, että aine löytyi sieltä amatöörigeologi, tykistökapteeni C. A. Arrheniuksen talteen vuonna 1787 ottamasta mustasta kivestä. 

Kivi päätyi Turkuun Gadolinin tutkittavaksi ja hän äkkäsi sen sisältävän runsaasti uutta oksidia. Se muistutti ominaisuuksiltaan alumiini- ja kalsiumoksidia, mutta poikkesi kuitenkin selvästi sekä niistä että muista tunnetuista alkuaineista. Pian aine paljastui kokonaan uudeksi alkuaineeksi.

Hän julkaisi löytönsä 1794, ja muut eurooppalaiset kemistit varmistivat pian sen. Ytterbyn mustan mineraalin nimeksi vakiintui gadoliniitti ja uuden alkuaineen nimeksi yttrium.

Gadolinin löydös oli merkittävä myös siksi, että siitä seurasi kokonaisen alkuaineryhmän, harvinaisten maametallien eli lantanidien tutkimus, joka jatkui 1800-luvun loppuun asti.

50 vuotta myöhemmin paljastui, että gadoliniitissa oli yhden alkuaineen sijaan kaikkiaan yhdeksän hyvin samankaltaista, toisistaan vaikeasti erotettavaa harvinaista maametallia. Ruotsalainen kemisti Carl Gustaf Mosander löysi näytteistä terbiumin ja erbiumin. Myöhemmin todettiin, että myöskään Mosanderin löytämät aineet eivät olleet puhtaita, vaan niistä löytyi vielä seitsemää muuta eri alkuainetta.

Yttrium on avaruusajan alkuaine

Metallinen yttrium on väriltään hopeanvalkoista, ja sen pinta on kirkas, kuten muillakin metalleilla. Se johtaa hyvin sähköä. Siitä voidaan valmistaa myös tummaharmaata tai mustaa jauhetta. Sen kiderakenne on heksagoninen. Yttrium on kovaa, kestää kulutusta eikä ruostu.

Ominaisuuksiensa vuoksi sitä käytetään mm. tiivisteissä, laakereissa ja muissa kovaa käyttöä kestämään tarkoitetuissa osissa olevissa metalliseoksissa. Sitä voidaan käyttää myös vahvistamaan alumiinia tai magnesiumia metalliseoksissa, joissa se parantaa lämmön- ja värähtelynkestoa sekä sähkönjohtavuutta. Sitä voidaan myös käyttää mm. vanadiinin kanssa, jolloin vanadiinin myrkyllisyys häviää. 

Yttriumin ja fosforin yhdisteillä tuotetaan väritelevision sekä tietokonenäyttöjen punainen väri. Sitä käytetään myös ydintekniikassa. Yttriumin isotooppia 90Y on tutkittu syövän hoidossa. Yttriumia on käytetty useasti myös loistelampuissa.  

Yttriumin yhdisteistä yttrium-barium-kuparioksidi (YBa2Cu3O7) tunnetaan korkean lämpötilan suprajohteena, sillä se muuttuu suprajohtavaksi jo 90 kelvinin lämpötilassa, joka on saatavissa aikaan nestetypen avulla. Suprajohteita käytetään voimakkaissa magneeteissa muun muassa sairaaloiden kuvauslaitteissa. Yttriumia voidaan käyttää myös lasereissa, jolloin se on yhdisteenä granaatin ja alumiinin kanssa. Yttriumia käytetään raudan (Y3Fe5O12) kanssa mikroaalloilta suojautumiseen. Yttriumia käytetään myös mm. optisissa kuiduissa ja polttokennoissa.

Lähteet: Helsingin yliopiston nettijuttu ja Wikipedia.

Alkuaineet löytömaidensa mukaisesti

Juttuja samasta aiheesta