Erbium

Erbium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Er und der Ordnungszahl 68. Das Gruppe 3- und Periode-6-Element gehört zu den Lanthanoiden und wird den Metallen der Seltenen Erden zugeordnet. Der Name leitet sich von der Grube Ytterby bei Stockholm ab, wie auch der von Ytterbium, Terbium und Yttrium.

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Geschichte

Erbium (nach Ytterby, einer schwedischen Stadt) wurde 1843 von Carl Gustav Mosander entdeckt. Allerdings handelte es sich bei dem vermeintlich reinen Oxid um eine Mischung der Oxide aus Erbium, Scandium, Holmium, Thulium und Ytterbium.
Um die spätere Aufklärung machten sich die Chemiker Delafontaine und Berlin verdient. Reines Erbiumoxid stellte 1905 der französische Chemiker Georges Urbain und der amerikanische Chemiker Charles James her.

Vorkommen

Erbium ist ein sehr seltenes Metall (3,8 ppm).

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Erbiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Erbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Erbium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Eigenschaften

Das silberweiß glänzende Metall der seltenen Erden ist schmiedbar, aber auch ziemlich spröde.

In Luft läuft Erbium grau an, ist dann aber recht beständig. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Er₂O₃. Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid.
In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Er³⁺-Kationen bilden in Wasser rosafarbene Lösungen. Feste Salze sind ebenfalls rosa gefärbt.

Verwendung

Erbium-dotierte Lichtwellenleiter werden für optische Verstärker verwendet, die in der Lage sind, ein über Glasfasern übertragene Lichtsignal zu verstärken, ohne es zuvor in ein elektrisches Signal zu wandeln. Gold als Wirtsmaterial dotiert mit einigen hundert ppm Erbium wird als Sensormaterial magnetischer Kalorimeter zur hochauflösenden Teilchendetektion in der Physik und Technik verwendet.

Erbium wird neben anderen Selten-Erd-Elementen wie Neodym oder Holmium zur Dotierung von Resonatoren in Festkörperlasern eingesetzt (Er:YAG-Laser, siehe auch Nd:YAG-Laser). Der Er:YAG-Laser wird hauptsächlich in der Humanmedizin eingesetzt. Er hat eine Wellenlänge von 2940 nm und damit eine maximale Absorption im Gewebewasser. Es kommt zur schlagartigen Verdampfung und damit zur Disruption von Gewebe in dünnen Schichten. Er eignet sich zur Abtragung einer Vielzahl von gut- oder bösartigen Hautveränderungen.

Verbindungen

Erbium(III)-oxid

Siehe auch