Ossido di erbio

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Ossido di erbio
Nome IUPAC
triossido di dierbio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareEr2O3
Peso formula (u)382,56
Aspettosolido cristallino rosa
Numero CAS12061-16-4
Numero EINECS235-045-7
PubChem159426
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)8,64
Temperatura di fusione2344 °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]

L'ossido di erbio è un composto dell'erbio e 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.[2]

Ha un colore rosa e una struttura cristallina cubica. In determinate condizioni può anche avere una forma esagonale.[3] E' 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.[4]

Reazioni[modifica | modifica wikitesto]

L'erbio metallico si appanna lentamente nell'aria. L'erbio brucia rapidamente per formare ossido di erbio(III):[5]

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). [3] Ad esempio, con acido cloridrico, l'ossido segue la reazione:

per formare cloruro di erbio.

Proprietà[modifica | modifica wikitesto]

Una 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.[6] 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.[7]

Usi[modifica | modifica wikitesto]

Le 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.[8] 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..[9] 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.[8] 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[10] e l'ossido di erbio può anche essere usato come veleno neutronico infiammabile per il combustibile nucleare.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 06.12.2012
  2. ^ Aaron John Ihde, The development of modern chemistry, Courier Dover Publications, 1984, pp. 378-379, ISBN 0-486-64235-6.
  3. ^ a b M.P Singh, 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 February 2003, p. 2889, DOI:10.1063/1.1616653. URL consultato il April 17, 2012.
  4. ^ Erbium Biological Action, su nautilus.fis.uc.pt. URL consultato il April 9, 2012.
  5. ^ John Emsley, "Erbium" Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to Elements., Oxford, England, Uk, Oxford University Press, 2001, 136–139, ISBN 978-0-19-850340-8.
  6. ^ Rare-earth-doped nanoparticles prove illuminating (XML), SPIE. URL consultato il April 10, 2012.
  7. ^ Darya Radziuk, Ultrasonic Approach for Formation of Erbium Oxide Nanoparticles with Variable Geometries, in Langmuir, vol. 27, n. 23, 24 October 2011, pp. 14472–14480, DOI:10.1021/la203622u.
  8. ^ a b Scheps Richard, Upconversion laser processes (PDF), in Progress in Quantum Electronics, vol. 20, n. 4, 12 February 1996, pp. 271–358, DOI:10.1016/0079-6727(95)00007-0.
  9. ^ Skirtach Andre, 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. URL consultato il April 15, 2012.
  10. ^ David Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca, Raton Fl, CRC Press, 1998, pp. 4–57, ISBN 978-0849305948.

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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