Oxyde d'erbium(III)

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Oxyde d'erbium(III)
__ Er3+      __ O2−
Kristallstruktur Lanthanoid-C-Typ.png
__ Er3+      __ O2−
Identification
Nom UICPA trioxyde de dierbium
Synonymes

oxyde d'erbium, sesquioxyde d'erbium

No CAS 12061-16-4
No EINECS 235-045-7
No RTECS KD9250000
PubChem 159426
SMILES
InChI
Apparence poudre rose
Propriétés chimiques
Formule brute Er2O3
Masse molaire[1] 382,516 ± 0,007 g/mol
Er 87,45 %, O 12,55 %,
Propriétés physiques
fusion 2 344 °C[2]
ébullition 3 920 °C[2]
Solubilité 0,0049 g·L-1 (eau, 24 °C)[3]
Masse volumique 8,64 g·cm-3[3]
Cristallographie
Système cristallin cubique
Symbole de Pearson
Classe cristalline ou groupe d’espace Ia-3 (no 206)
Précautions
SGH[3]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
H319, P264, P280, P305+P351+P338, P337+P313,
NFPA 704[4]

Symbole NFPA 704

 
Directive 67/548/EEC[3]
Irritant
Xi


Écotoxicologie
DL50 > 5gm/kg (rat, oral)[5]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'oxyde d'erbium(III) ou erbine[6] est un oxyde du lanthanide erbium.

Historique[modifier | modifier le code]

L'oxyde d'erbium(III) fut partiellement isolé par Carl Gustaf Mosander en 1843 mais obtenue sous forme pure seulement en 1905 par Georges Urbain et Charles James[7].

Propriétés[modifier | modifier le code]

L'oxyde d'erbium(III) se présente sous la forme de poudre ou de cristaux roses. Il cristallise principalement sous forme cubique, mais sous certaines conditions il prend une forme hexagonale[8].Il est pratiquement dans l'eau, mais relativement soluble dans les acides minéraux. Er2O3 absorbe rapidement l'humidité et le dioxyde de carbone de l'atmosphère[8]

Une propriété intéressante des oxydes d'erbium est leur capacité à convertir l'énergie. L'oxyde d'erbium(III) absorbe en effet les radiations à faible énergie (infrarouge, visible à faible énergie) pour la convertir en radiation ultraviolette ou en lumière violette par de multiples transferts ou absorptions d'énergie[9]. Les nanoparticules d'oxyde d'erbium possèdent aussi des propriétés de photoluminescence. Ces nanoparticules peuvent être produites sous ultrasons (20 kHz, 29 W·cm−2) en présence de nanotubes de carbone multifeuillets.

Synthèse[modifier | modifier le code]

L'oxyde d'erbium(III) peut être produit par conbustin de l'erbium métallique dans l'air[10] :

4 Er + 3 O2 → 2 Er2O3

Réactions[modifier | modifier le code]

L'oxyde d'erbium(III) ragit avec les acides pour former les sels d'erbium(III) correspondant. Sa réaction avec l'acide chlorhydrique donne par exemple le chlorure d'erbium(III) :

Er2O3 + 6 HCl → 2 ErCl3 + 3 H2O

Utilisations[modifier | modifier le code]

Les applications de Er2O3 sont variées dues à leur propriétés électriques, optiques, et de photoluminescence. Les matériaux nanométriques dopés par les ions Er+3 présentent un grand intérêt du fait que leurs propriétés électriques et optiques dépendent en grande partie de leur taille[11]. Des nanoparticules d'oxyde d'erbium dopées peuvent être dispersées dans de verres ou plastiques, par exemple dans les écrans. L'oxyde d'erbium fait partie des oxydes de terres rares les plus importants utilisés en biomedicine[12]. Les propriétés de photoluminescence des nanoparticules d'oxyde d'erbium sur les nanotubes de carbone les rend utiles pour des applications biomédicales. Par exemple, de telles nanoparticules peuvent avoir leur surface modifié en zones hydrophobes et hydrophiles en bioimagerie[11]. Les oxydes d'erbium sont aussi utilisés comme grille isolante dans les composés à semi-conducteurs, du fait de leur constante diélectrique élevée (10-14) et de leur large gap. L'erbium est parfois utilisé pour teinter les lunettes[13], et l'oxyde d'erbium peut être utilisé comme poison à neutrons consommable pour le combustible nucléaire.

Toxicité[modifier | modifier le code]

L'oxyde d'erbium est toxique inhalé, pris oralement, ou injecté dans le flux sanguin à dose massive. Les effets long terme de faibles concentrations sur les humains n'ont pas encore été déterminés[14].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. a et b (en) David R. Lide, « Properties of the Elements and Inorganic Compounds », dans CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, FL, CRC Press/Taylor and Francis, , 90e éd., p. 63
  3. a, b, c et d Fiche Alfa Aesar du composé Erbium(III) oxide , consultée le 19 mars 2015.
  4. Fiche Sigma-Aldrich du composé Erbium(III) oxide, consultée le 19 mars 2015.
  5. Acute Toxicity Data. Journal of the American College of Toxicology, Part B. Vol. 12, Pg. 619, 1993.
  6. Entrée « Erbine » dans le Dictionnaire de l'Académie française, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales
  7. (en) Aaron John Ihde, The development of modern chemistry, Courier Dover Publications, , 378–379 p. (ISBN 0-486-64235-6, lire en ligne)
  8. a et b M.P Singh, « Structural and electrical characterization of erbium oxide films grown on Si(100) by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition », Applied Physics Letters, vol. 83, no 14,‎ , p. 2889 (DOI 10.1063/1.1616653, lire en ligne)
  9. « Rare-earth-doped nanoparticles prove illuminating », SPIE (consulté le 10 avril 2012)
  10. (en) John Emsley, "Erbium" Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to Elements., Oxford, England, Uk, Oxford University Press, , 136–139 p. (ISBN 0-19-850340-7)
  11. a et b Scheps Richard, « Upconversion laser processes », Progress in Quantum Electronics, vol. 20,‎ , p. 271–358 (DOI 10.1016/0079-6727(95)00007-0, lire en ligne)
  12. Skirtach Andre, Almudena Javier, Oliver Kref, Karen Kohler, Alicia Alberola, Helmuth Mohwald, Wolfgang Parak et Gleb Sukhorukov, « Laser-Induced Release of Encapsulated Materials inside Living Cells », Angew Chem Int. Ed, vol. 38,‎ , p. 4612–4617 (lire en ligne)
  13. (en) David Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca, Raton Fl, CRC Press, , 4–57 p. (ISBN 0849305942)
  14. « Erbium Biological Action » (consulté le 9 avril 2012)