Оксид иттрия

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

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
Рег. номер EINECS	215-233-5
SMILES	O=[Y]O[Y]=O
InChI	InChI=1S/3O.2Y/q3*-2;2*+3 RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N
RTECS	ZG3850000
ChemSpider	140159
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Горение металлического иттрия на воздухе:

$\mathsf{4}\mathsf{Y}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{425}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{760}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {4Y+3O_{2}\ {\xrightarrow {425-760^{o}C}}\ 2Y_{2}O_{3}}}$ 

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

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

$\mathsf{4}\mathsf{Y}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{>}{\mathsf{420}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{12}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4Y(NO_{3})_{3}\ {\xrightarrow {>420^{o}C}}\ 2Y_{2}O_{3}+12NO_{2}+3O_{2}}}$ 

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{900}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{1100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{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_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {900-1100^{o}C}}\ Y_{2}O_{3}+SO_{3}+2SO_{2}+O_{2}}}$ 

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

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{{\mathsf{560}}^{\mathsf{o}}\mathsf{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}$${\mathsf {Y_{2}(C_{2}O_{4})_{3}\ {\xrightarrow {560^{o}C}}\ Y_{2}O_{3}+3CO_{2}+3CO}}$ 

Физические свойстваПравить

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 свойстваПравить

• Реагирует с жидкой водой (под давлением):

${\mathsf {Y_{2}O_{3}+3H_{2}O\ {\xrightarrow {<350^{o}C}}\ 2Y(OH)_{3}}}$ 

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{>}{\mathsf{350}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}$${\mathsf {Y_{2}O_{3}+H_{2}O\ {\xrightarrow {>350^{o}C}}\ 2YO(OH)}}$ 

• 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}$${\mathsf {Y_{2}O_{3}+6HCl\ {\xrightarrow {}}\ 2YCl_{3}+3H_{2}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{)}$${\mathsf {Y_{2}O_{3}+2CO_{2}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2YCO_{3}(OH)}}$ 

• При нагревании реагирует с газообразным сероводородом:

${\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{\mathsf{1050}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{1200}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }{\mathsf{Y}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Y_{2}O_{3}+3H_{2}S\ {\xrightarrow {1050-1200^{o}C}}\ Y_{2}S_{3}+H_{2}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{\mathsf{750}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{850}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{Y}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {Y_{2}O_{3}+3Cl_{2}+3C\ {\xrightarrow {750-850^{o}C}}\ 2YCl_{3}+3CO}}$ 

ПрименениеПравить

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

ЛитератураПравить

• 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.