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Kasten 2.4 Entdeckung der Seltenerdelemente
Yttrium (Y), das erste Element der Seltenen Erden, entdeckte
1794 der finnische Chemiker Johan Gadolin in einem Mineral,
das später nach ihm benannt wurde: Gadolinit. Dieses schwar-
ze, schwere Mineral hatte sieben Jahre vorher Arrhenius, ein
schwedischer Leutnant, in einem Steinbruch nahe des Dorfes
Ytterby gefunden, das auf einer Insel nahe Stockholm liegt.
Hier wurde ein Pegmatit auf Feldspat und Quarz für die Pro-
duktion von Keramik und Glas abgebaut. Nur knapp verpasste
Gadolin die Entdeckung eines weiteren Elements: Das damals
noch unbekannte Beryllium, ein Hauptbestandteil von Gado-
linit, beachtete er nicht, da er es für Aluminium hielt. Trotzdem
ging Ytterby als der Ort in die Geschichte ein, an dem mehr
Elemente entdeckt wurden als an jedem anderen Ort. Einige
sind nach diesem Dorf benannt: Yttrium, Ytterbium (Yb),
Terbium (Tb) und Erbium (Er). Holmium (Ho) leitet sich von
Stockholm ab, Scandium (Sc) und Thulium (Tm) von Skandi-
navien und dem mythischen Thule. Gadolin wurde mit dem
Element Gadolinium (Gd) geehrt, das in winzigen Spuren
auch im Gadolinit enthalten ist, aber erstmals in einer Probe
Samarskit aus Amerika entdeckt wurde.
Immer wieder stellte sich heraus, dass ein »Element« doch
nicht rein, sondern eine Mischung aus mehreren Elementen
war. Genau genommen isolierte Gadolin nicht Yttrium, son-
dern unreines Yttriumoxid, »Yttererde«. Daher kommt die Be-
zeichnung »Seltene Erden«. Die Trennung der Seltenen Erden
ist so schwierig, dass die Entdeckergeschichte mehr als ein
Jahrhundert dauerte, wobei einige nur anhand ihrer Spektral-
linie gefunden und lange Zeit nicht als Element isoliert
wurden. Und hin und wieder wurden auch Elemente »ent-
deckt«, die es gar nicht gibt.
Zunächst kam aber ein weiteres Mineral von einem anderen
Fundort ins Spiel, in dem Cer (Ce) als zweites Element der
Seltenen Erden entdeckt wurde. Der Fundort liegt ebenfalls
in Schweden: die Mine Bastnäs beim Dorf Riddarhyttan, etwa
150 km westlich von Stockholm. Hier wurden damals Eisen
und Kupfer abgebaut, es handelt sich um unterschiedliche
hydrothermale Lagerstätten, darunter auch Skarne. Das
Mineral, das heute Cerit heißt, (Ce,La,Ca)
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(Mg,Fe)[(OH)
3
|(SiO
3
)
(OH)|(SiO
4
)
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], war bereits 1750 im Skarn entdeckt worden.
Man vermutete zunächst, dass es Wolfram enthält. Der Ent-
decker dieses Elements, Carl Wilhelm Scheele, konnte das
aber nicht bestätigen, er nannte das Mineral daher »falscher
Tungstein«. Er fand aber auch sonst nichts Auffälliges. Das
bis dato unbekannte Cer entdeckten darin erst 1803 die
Schweden Wilhelm von Hisinger und Jöns Jakob Berzelius
sowie gleichzeitig der Deutsche Martin Heinrich Klaproth.
Wenige Jahrzehnte später fand man in dieser Mine mit Bast-
näsit ein weiteres Seltenerdmineral, das heute als Erz weitaus
wichtiger ist. Während Gadolinit (
Abb. 2.21) ein Mineral der
schweren SEE war, hatte man mit Cerit ein Mineral der leichten
SEE.
Es dauerte rund 40 Jahre, bis der schwedische Chemiker Carl
Gustav Mosander entdeckte, dass Cerit und Gadolinit weitere
unbekannte Elemente enthielten. Aus dem Cerit isolierte er
Lanthan (La) und, wie er glaubte, ein weiteres Element, das er
»Didynium« nannte, das aber eine Mischung aus verschiede-
nen Seltenen Erden war. Anschließend trennte er das »Yttrium«
des Gadolinits in Yttrium, Erbium und Terbium auf. Mosander
war auch derjenige, der mit metallischem Cer erstmals ein ele-
mentares SEE produzierte.
.
Abb. 2.21
Gadolinit-(Ce) vom Steinbruch Tuftane, Frikstad, Norwegen. © Rob Lavinsky / iRocks.com.
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