Сульфат иттербия Yb(SO)6HO: кристаллогидрат для прецизионного синтеза
Сульфат иттербия(III) гексагидрат — Yb(SO)6HO — представляет собой кристаллогидрат редкоземельного металла иттербия с молекулярной массой 746,26 г/моль. Соединение относится к классу средних солей серной кислоты и редкоземельных элементов иттриевой подгруппы. В товарной форме поставляется в виде бесцветных или слабо-зеленоватых моноклинных кристаллов, хорошо растворимых в воде и слаборастворимых в этаноле. Чистота продукта по основному веществу Yb(SO)6HO достигает 99,9–99,99 % в зависимости от марки (Yb-3N, Yb-4N, Yb-5N).
Физико-химические характеристики
Кристаллогидрат устойчив при нормальных условиях, но при нагреве выше 100 C ступенчато теряет кристаллизационную воду, переходя в безводный сульфат при 350–400 C. Плотность составляет 2,85–2,95 г/см. Водные растворы имеют слабокислую реакцию (pH 3,5–4,5 при концентрации 0,1 моль/л). Соединение диамагнитно, поскольку Yb в сульфатной матрице имеет заполненную 4f-оболочку с двумя неспаренными электронами, что обеспечивает парамагнитный вклад при низких температурах.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля YbO | 99,9 | Гравиметрия / ICP-MS | 20 C | % |
| Содержание FeO | 0,001 | ААС | 20 C | % |
| Растворимость в воде | 52,6 | Турбидиметрия | 25 C | г/100 мл |
| Потери при прокаливании | 28,5–29,5 | Гравиметрия | 800 C | % |
Применение в промышленности и лабораторной практике
Сульфат иттербия гексагидрат востребован в следующих областях:
- Производство люминофоров и сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения и медицинских томографов.
- Синтез иттербий-содержащих лазерных сред (Yb:YAG, Yb:KYW) для волоконных лазеров и усилителей.
- Изготовление катализаторов нефтехимического крекинга и полимеризации олефинов.
- Получение высокочистых оксидов и фторидов иттербия для оптических покрытий и квантовой электроники.
Условия хранения и транспортировки
Продукт хранят в герметичной таре из полиэтилена или стекла в сухих отапливаемых помещениях при температуре не выше 25 C и относительной влажности не более 60 %. При транспортировке в условиях отрицательных температур (–20 C и ниже) кристаллогидрат сохраняет структуру, однако требует постепенного нагрева перед вскрытием упаковки во избежание конденсации влаги. Гарантийный срок хранения — 24 месяца с даты изготовления при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Какая растворимость Yb(SO)6HO в воде при 25 C?
Растворимость составляет 52,6 г на 100 мл воды при 25 C, что соответствует концентрации около 0,7 моль/л. С повышением температуры растворимость незначительно возрастает.
При какой температуре кристаллогидрат теряет воду?
Дегидратация начинается выше 100 C и завершается при 350–400 C с образованием безводного сульфата иттербия. Потери при прокаливании при 800 C составляют 28,5–29,5 %.
Какие примеси нормируются в марках Yb-4N и Yb-5N?
Контролируются FeO, CaO, SiO, а также другие РЗЭ (Tm, Lu, Er). Суммарное содержание примесей не превышает 0,01 % для 4N и 0,001 % для 5N.
Можно ли использовать сульфат иттербия для синтеза Yb:YAG?
Да, гексагидрат применяется как прекурсор в золь-гель и соосадительных технологиях получения иттербий-алюминиевого граната. Требуется дополнительная очистка от сульфат-ионов перед высокотемпературным синтезом.
