Erbium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE MeV	ZP
¹⁶²Er	0,14 %	Stabil
¹⁶³Er	{syn.}	75 min	ε	1,210	¹⁶³Ho
¹⁶⁴Er	1,61 %	Stabil
¹⁶⁵Er	{syn.}	10,36 h	ε	0,376	¹⁶⁵Ho
¹⁶⁶Er	33,6 %	Stabil
¹⁶⁷Er	22,95 %	Stabil
¹⁶⁸Er	26,8 %	Stabil
¹⁶⁹Er	{syn.}	9,40 d	β-	0,351	¹⁶⁹Tm
¹⁷⁰Er	14,9 %	Stabil

Weitere Isotope siehe Liste der Isotope

NMR-Eigenschaften

	Spin	γ in rad·T⁻¹·s⁻¹	E	f_L bei B = 4,7 T in MHz
¹⁶⁷Er	+7/2	7,752 · 10⁶	-	-

Sicherheitshinweise

Gefahrstoffkennzeichnung ^[2]

Leicht-
entzündlich

(F)

R- und S-Sätze

R: 11

S: 43

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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.

[Bearbeiten] 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 Marc Delafontaine und Berlin verdient. Reines Erbiumoxid stellte 1905 der französische Chemiker Georges Urbain und der amerikanische Chemiker Charles James her.

[Bearbeiten] Vorkommen

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

[Bearbeiten] 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.

[Bearbeiten] Eigenschaften

Erbium

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.

[Bearbeiten] 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 Laserkristallen 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 extrem hohe Absorption im Gewebewasser von ca. 12000 pro cm. Es kommt zur schlagartigen Verdampfung und damit zur Photoablation von Gewebe in dünnen Schichten. Er eignet sich zur Abtragung einer Vielzahl von gutartigen Hautveränderungen. Eine Biopsie ist zuvor obligat, um Malignität auszuschliessen. Abladierte Melanome stehen beispielsweise im dringenden Verdacht, durch bei der Ablation abgelöste Zellen über die Blutbahn Metastasen zu bilden.

Ebenso wird er in der Bearbeitung von Hartgeweben wie Knochen, Zahnschmelz und Dentin (gesund und kariös) eingesetzt. Ein weiterer erbiumbasierter Laser ist der Er,Cr:YSGG-Laser, der eine etwas geringere Wellenlänge von 2790 nm besitzt, aber die gleichen medizinischen bzw. zahnmedizinischen Indikationen bedient.

[Bearbeiten] Verbindungen

Erbium(III)-oxid Er₂O₃ pinkfarbenes Pulver
Erbium(III)-fluorid ErF₃
Erbium(III)-sulfat Er₂(SO₄)₃ · 8 H₂O: rosafarbene Kristalle

[Bearbeiten] Einzelnachweise

↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3
↑ Eintrag zu Erbium in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 28.4.2008 (JavaScript erforderlich)