L'erbi és unelement químic el símbol del qual ésEr i el seunombre atòmic és 68. És un metall que pertany al 6è període de lataula periòdica, a la sèrie delslantanoides i, juntament amb ells, al conjunt de lesterres rares.[1][2] A la natura, l'erbi sempre es troba combinat amb altres elements. Quan se l'aïlla artificialment, és un metall sòlid de colorargentat. Com l'itri, l'iterbi i elterbi, fou descobert a partir del mineralgadolinita a la localitat sueca d'Ytterby, d'on prové el seu nom, pel químicCarl Gustaf Mosander l'any 1843. L'ús principal de l'erbi és a les telecomunicacions defibra òptica com a component dels amplificadors de senyal en cables de dades i telèfons de llarga distància. Els seus compostos s'utilitzen enlàsers, com a colorant rosa per a ulleres i en la indústria nuclear.
El mineralgadolinita de fórmula, descobert en una mina a prop de la ciutat d'Ytterby,Suècia, fou la font d'un gran nombre delslantanoides. El 1843, el químic suecCarl Gustaf Mosander (1797-1858) separà de la gadolinita tres òxids, que anomenàyttria,erbia iterbia, i proposà l'existència dels elements erbi iterbi, noms derivats d'Ytterby.[3]
Com es podria esperar, tenint en compte les similituds entre els seus noms i propietats, els científics aviat van confondreerbia iterbia i, cap al 1877, havien invertit els noms. L'òxid que Mosander anomenàerbia ara es diuterbia i viceversa. L'erbia d'aquest període es demostrà més tard que constava de cinc òxids, actualment coneguts com aerbia,escandia,holmia,tulia iytterbia. El 1906, el químic francèsGeorges Urbain (1872-1938), i el 1907 l'estatunidencCharles James (1880-1928), de forma independent, aconseguiren aïllar l'òxid d'erbi bastant pur.[4][5][6]
Finalment, els químics alemanysWilhelm Klemm (1896-1985) i Heinrich Bommer el 1937 pogueren aïllar per primera vegada l'erbi en estat elemental reduint el clorur anhidre amb vapor depotassi, segons la reacció:[7][6]
L'erbi s'obté principalment, juntament amb altres lantanoides, mitjançant un procés debescanvi d'ions a partir dels mineralsxenotima i de l'euxenita, malgrat que en contenen percentatges molt baixos. La demanda ha anat creixent en els darrers anys, estimant-se una producció mundial de 1000 tones/any en l'actualitat, fonamentalment en forma d'òxid d'erbi.[8]
L'erbi és unmetall de la sèrie delslantanoides, té una densitat de 9,066 g/cm³, un punt de fusió de 1 529 °C i un punt d'ebullició de 2 868 °C. Ésdúctil imal·leable. Té unalluïssor metàl·lica platejada. És prou tou per a poder ser tallat amb un ganivet. És relativament estable a temperatura ambient.[6] La sevaconfiguració electrònica és [Xe] (4f )12(6s)2.[10]
Quant a les propietats magnètiques, l'erbi presenta unparamagnetisme molt fort per sobre dels aproximadament –188 °C. Entre els –188 °C i els –253 ° C el metall ésantiferromagnètic, i per sota aquesta temperatura està disposat en una estructuraferromagnètica cònica.[10]
L'erbi s'oxida lentament exposat a l'aire i es crema fàcilment per formaròxid d'erbi, rosa, l'únic òxid conegut:[11]
És forçaelectropositiu i sempre actua com a trivalent. Reacciona lentament amb aigua freda i força ràpidament amb aigua calenta per formarhidròxid d'erbi:[11]
Clorur d'erbi—aigua(1/6) de color rosat.
Reacciona amb tots elshalògens donant els corresponentshalogenurs d'erbi(3+) que són acolorits:[11]
Es dissol fàcilment enàcid sulfúric diluït per formar solucions que contenen els ions erbi(3+) grocs, que existeixen com a complexos.[11]
Altres composts d'erbi(3+) són: el nitrat d'erbi—aigua(1/5), l'acetat d'erbi—aigua(1/4), l'hidrur d'erbi, el sulfur d'erbi, el tel·lurur d'erbi, el tetraborur d'erbi, el nitrur d'erbi o el silicur d'erbi.[6]
L'erbi natural és una barreja de sisisòtops estables: erbi 166 (33,5%), erbi 168 (26,98%), erbi 167 (22,87%), erbi 170 (14,91%), erbi 164 (1,6%) i erbi 162 (0,14%). Sense comptar elsisòmers nuclears, es coneixen un total de 30isòtops radioactius d'erbi. El seunombre màssic varia entre 142 i 177. Tots els isòtops radioactius de l'erbi són relativament inestables: les sevessemivides varien entre 1 segon (erbi 145) i 9,4 dies (erbi 169).[10]
L'erbi s'usa com a colorant de color rosa en vidre i ceràmica. També és usat com a component dels vidres de certs filtres fotogràfics,[12] i en la fabricació d'ulleres de seguretat per protegir els ulls dels raigs làser que operen en la zona de l'infraroig.[13] L'òxid d'erbi es pot estendre sobre vidre o plàstic amb finalitats de visualització, com ara monitors, pantalles de mòbils i pantalles de portàtils, entre d'altres. El 2021 la indústria del vidre consumí el 20% de la producció d'òxid d'erbi.[14]
Elsamplificadors òptics són dispositius defibra òptica que amplifiquen un senyal òptic directament, sense la necessitat de convertir el senyal al domini elèctric, amplificar en elèctric i tornar a passar a òptic. Aquests amplificadors utilitzen fibradopada, normalment amb erbi, i necessiten un bombament extern amb unlàser d'ona contínua a unafreqüència òptica lleugerament superior a la que amplifiquen. Típicament, leslongituds d'ona de bombament són 630 nm o 1.480 nm i per obtenir els millors resultats quant a soroll, s'ha de realitzar en la mateixa direcció que el senyal.[15][16]
L'erbi 167 té una gran capacitat d'absorció deneutrons (secció eficaçB = 654,8barn), raó per la qual el seu òxid s'utilitza en la fabricació de les barres de combustible delsreactors nuclearsper a millorar el seu rendiment.[17]
L'erbi és un component delslàsers Er-YAG (granat d'alumini i itri dopat amb erbi) que emetradiació infraroja amb unalongitud d'ona de 2 940 nm; i dels làsers Er,Cr-YSGG (granat d'escandi,gal·li i itri dopat amb erbi icrom), que produeix una radiació de longitud d'ona de 2 780 nm, també de radiació infraroja.[18] Es fan servir en medicina en aplicacions dedermatologia (eliminació decicatrius, arrugues, tractament de malalties de la pell, etc.) i d'odontologia (cirurgia dental i eliminació decàries).[8]
Per altra banda, s'empra elradionúclid erbi 169, en forma decitrat, pel tractament de lesartritis durant els brots inflamatoris de les articulacions petites de la mà i el peu, quan fracassa el tractament intraarticular ambcorticoides, o quan aquest està contraindicat.[19] L'erbi 169 té unperíode de semidesintegració de 9,375 d i decau peremissió β–, d'energies baixes (el 55% de 351 keV i el 45% de 342 keV) sense emissió deradiació γ,[20] segons la reacció:[21]
Com potencials aplicacions futures caldria destacar l'ús de nanocristalls o nanopartícules dopades amb a bioimatge (mitjançant conversió ascendent de llum,up conversion) i en computació i internet quàntics.[8]
-23904.jpg)
-167345.jpg)
chloride_sunlight.jpg)
