El itrio es un elemento químico que se clasifica como un metal de transición y un metal de tierras raras. Fue descubierto en 1794 por Johan Gadolin.
Descubrimiento de itrio
La historia del descubrimiento del itrio comienza en 1787, cuando Carl Arrhenius encontró un mineral similar al carbón en una mina de feldespato/cuarzo cerca de Ytterby, Suecia. La mina se desarrolló a principios del siglo XVIII como resultado de los requisitos minerales de la industria alfarera local.
Arrhenius llamó al mineral negro iterbita en honor a Ytterby. Bengt Geijer, el inspector de minas de Estocolmo, llevó a cabo un análisis aproximado de la iterbita. Informó que el mineral contenía hierro y especuló que también podría contener tungsteno.
Johan Gadolin recibió una muestra de iterbita de Arrhenius y realizó un análisis detallado de la misma en 1794, en Finlandia. Encontró que contenía 31% de sílice, 19% de alúmina, 12% de óxido de hierro y 38% de una tierra desconocida.
Los resultados de Gadolin fueron confirmados en 1797 por el químico sueco Anders Ekeberg. Ekeberg sugirió el nombre de itria para el óxido del nuevo metal de la tierra y, por lo tanto, el nuevo metal se denominó itrio.
Desafortunadamente, Gadolin y Ekeberg no se dieron cuenta de que sus análisis de alúmina eran incorrectos. La sustancia que identificaron como alúmina era en realidad el óxido de otro elemento nuevo, el berilio.
El berilio fue descubierto un año después, en 1798, por el químico francés Nicolas Louis Vauquelin. Ekeberg luego confirmó que el óxido de berilio estaba presente en la iterbita y que la alúmina estaba ausente.
La iterbita pasó a llamarse gadolinita (un mineral de silicato de itrio-hierro-berilio) en 1800 por Martin Klaproth en honor a John Gadolin.
Gadolin probó las propiedades de la itria (óxido de itrio) en detalle y descubrió que no se derretía ni siquiera a las temperaturas más altas de la cerbatana; también formó un vidrio transparente e incoloro con bórax. (Estas debían ser propiedades típicas de todos los óxidos de metales de tierras raras).
El itrio fue el primer elemento de tierras raras en ser descubierto. Ahora sabemos que la itria de Gadolin era impura; además del óxido de itrio, contenía otros ocho óxidos de metales de tierras raras. Estos fueron descubiertos por separado en años posteriores; estos metales fueron: erbio, terbio, iterbio, escandio, tulio, holmio, disprosio y lutecio.
El itrio metálico se obtuvo por primera vez en 1828, en Berlín, por Friedrich Wöhler como un polvo gris calentando cloruro de itrio (III) anhidro con potasio.
El metal fue producido con alta pureza en 1953 por Frank Spedding en el Laboratorio Ames, en Iowa, utilizando técnicas de intercambio iónico.
Apariencia y Características
Efectos nocivos:
Los compuestos de itrio solubles en agua se consideran ligeramente tóxicos, mientras que sus compuestos insolubles se consideran no tóxicos.
Características:
- El itrio es un metal plateado blando. El itrio generalmente existe como un ion trivalente, Y3+, en sus compuestos. La mayoría de sus compuestos son incoloros.
- Las propiedades del itrio son muy similares a las de los elementos de tierras raras de la serie de los lantánidos. En consecuencia, el itrio se clasifica como uno de los elementos de tierras raras.
- Es relativamente estable en el aire como resultado de una película de óxido que se forma en su superficie.
- El metal finamente dividido se enciende en el aire cuando se calienta.
- Reacciona con el agua para formar hidróxido de itrio más gas hidrógeno.
- Curiosamente, las muestras de roca y polvo traídas de los alunizajes del Apolo muestran un alto contenido de itrio. El contenido de itrio en las muestras de suelo lunar osciló entre 54 y 213 partes por millón. Esto se compara con una abundancia promedio de 33 partes por millón en la corteza terrestre.
- El itrio tiene una afinidad excepcionalmente alta por el oxígeno, con una energía libre de formación para el óxido de 1817 kJ mol- 1, probablemente la mayor de cualquier elemento. El itrio también disuelve el oxígeno gaseoso en concentraciones relativamente altas.
Usos del itrio
- Se usa a menudo en aleaciones, lo que aumenta la resistencia de las aleaciones de aluminio y magnesio.
- También se utiliza como desoxidante para metales no ferrosos como el vanadio.
- Se utiliza como catalizador en la polimerización de etileno.
- El itrio-90, un isótopo radiactivo, se usa en tratamientos para varios tipos de cáncer y se usa en agujas médicas de precisión para cortar los nervios que transmiten el dolor en la médula espinal.
- El óxido de itrio es el compuesto más importante del itrio. Se utiliza para fabricar el superconductor de alta temperatura YBCO (óxido de itrio, bario y cobre). Esta sustancia se vuelve superconductora a -178 o C (lo que significa que se puede mantener en un estado superconductor utilizando nitrógeno líquido, en lugar de helio líquido, que es más costoso y más difícil de manejar).
- El óxido de itrio también se usa para fabricar granates de hierro y itrio (Y3Fe5O12), que son filtros de microondas muy efectivos, bloquean algunas frecuencias de microondas y permiten el paso de otras en dispositivos de comunicación como los satélites.
- El itrio dopado con europio se utiliza para producir fósforos, que proporcionan el color rojo en los tubos de televisión en color.
Abundancia e isótopos
- Abundancia en la corteza terrestre: 33 partes por millón en peso, 7,6 partes por millón en moles
- Abundancia en el sistema solar: 10 partes por billón en peso, 0,1 partes por billón en moles
- Coste de producción puro: 430€ por 100g
- Fuente: El itrio se encuentra en minerales de uranio y está presente en casi todos los minerales de ‘tierras raras’. Se recupera comercialmente mediante procesos de extracción líquido-líquido a contracorriente a partir de arena de monacita y bastnaesita. El metal se puede aislar por reducción del fluoruro con calcio metálico.
- Isótopos:tene 25 isótopos cuyas vidas medias se conocen, con números de masa de 79 a 103. El itrio natural consiste en su único isótopo estable, 89 Y.
| Símbolo | Y |
| Número atómico | 39 |
| Valencia | +3 |
| Peso atómico | 88,91 |
| Punto de ebullición (ºC) | 3336 |
| Punto de fusión (ºC) | 1526 |
| Densidad (Kg/m3) | 3372 |
| Estructura atómica | [Kr] 4d1 5s2 |
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