Оксид иттрия

Оксид иттрия
Общие
Систематическое наименование	Оксид иттрия
Традиционные названия	Сесквиоксид иттрия
Хим. формула	Y2O3
Физические свойства
Состояние	бесцветные (белые) кристаллы
Молярная масса	225,81 г/моль
Плотность	4,84; 4,85; 5,046 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2410; 2430 °C
• кипения	≈4300 °C
Энтальпия
• образования	-1905 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,00018 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	1314-36-9
PubChem	ZG3850000
SMILES	O=[Y]O[Y]=O
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид иттрия — бинарное неорганическое соединение металла иттрия и кислорода с формулой Y₂O₃, бесцветные (белые) кристаллы, нерастворимые в воде.

Получение

• Горение металлического иттрия на воздухе:

$\mathsf{4}\mathsf{Y}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{425-760^{o}C}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Разложение гидроксида, нитрата, сульфата, карбоната или оксалата иттрия:

$\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{>200^{o}C}{\to }{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{4}\mathsf{Y}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{>420^{o}C}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{900-1100^{o}C}{\to }{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{1100^{o}C}{\to }{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{560^{o}C}{\to }{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}$

Физические свойства

Оксид иттрия образует бесцветные (белые) кристаллы кубической сингонии, пространственная группа I a3, параметры ячейки a = 1,061 нм, Z = 16.

При 2277°С переходит в фазу с гексагональной сингонией, пространственная группа P 3m1, параметры ячейки a = 0,381 нм, c = 0,609 нм, Z = 1.

При температуре 550°С и давлении 3,5 МПа переходит в фазу с моноклинной сингонией.

Химические свойства

• Реагирует с жидкой водой (под давлением):

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{<350^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}$

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{>350^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}$

• Реагирует с кислотами:

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Из воздуха поглощает углекислый газ с образованием основного карбоната:

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}$

• При нагревании реагирует с газообразным сероводородом:

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{1050-1200^{o}C}{\to }{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• В присутствии восстановителей реагирует с хлором:

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\stackrel{750-850^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}$

Применение

• Высокотемпературная керамика, огнеупор.
• Компонент специальных стёкол.
• Люминофор в кинескопах.
• В синтетических гранатах.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.