El itrio es un metal de transición raro descubierto en 1794 en Suecia. Es el elemento más abundante de las tierras raras y se extrae principalmente de minerales como gadolinita y monacita. Se utiliza para aumentar la fuerza de aleaciones ligeras, como catalizador químico, y en aplicaciones como superconductores, cerámicas resistentes al calor y recubrimientos protectores para turbinas.
2. ¿QUÉ ES EL ITRIO?
Es un elemento químico de la tabla
periódica.
Su símbolo es “Y”.
Es un metal, tierra rara de transición.
Su número atómico es 39.
Se sitúa en el periodo 5, del grupo IIIB
del bloque d.
Su masa atómica es 88.906 uma.
Número de oxidación de +3.
3. HISTORIA DEL ITRIO
Fue encontrado en un mineral llamado
yttria en 1794 por Johan Gadolin (químico,
físico y mineralogista finlandés) dentro de
las conteras de la aldea de Ytterby,
Suecia.
Fue la primera tierra rara en ser aislada
con éxito en 1828, gracias a Friedrich
Wöhler (químico alemán).
Aparte del itrio, se sintetizaron otros
elementos como el erbio, el terbio y el
iterbio, en nombre a dicha aldea.
4. OBTENCIÓN
Se separa de otras tierras raras por
medio de intercambio iónico.
De la gadolinita, se le extrae el óxido de
itrio 𝑌2 𝑂3 que es la forma comercial de
este metal. Se halla en Groenlandia,
Suecia, Noruega y Colorado.
De la nuevita, donde se halla en
Colorado.
De la fergusonita-(Y), hallado en las
colinas Appalachian desde Nueva
Inglaterra hasta Carolina del Sur.
5. De la monacita-(Ce), es una especie
mineral de la monacita en donde se
encuentra el itrio, se hallan en Sri
Lanka, Rusia, Malasia, Brasil.
El estudio de las rocas lunares
muestran que la superficie lunar
contiene cantidades de itrio, tras las
misiones del Apolo 11 y el Apolo 12.
Se a descubierto la misma muestra
llamada tranquilitita por haberse hallado
en el Mar de la Tranquilidad, Australia.
6. CARACTERÍSTICAS
PRINCIPALES
Es un metal plateado, brillante, ligero,
dúctil y maleable. Químicamente se
asemeja a los lantánidos.
Es bastante estable en el aire debido a
que arde por encima de los 327 °C, pero
puede encenderse el polvo de este
metal y sus virutas en el ambiente.
Es la tierra rara más abundante con
0.0033% en la corteza terrestre, se
encuentra asociado con elementos del
57 al 71.
7. El itrio cristaliza en dos modificaciones:
α)-Y, hexagonal con empaquetamiento
estrecho, que a 1460 °C se transforma en
β)-Y, cúbica centrada en el cuerpo.
8. PROPIEDADES FÍSICAS
Densidad de 4472 𝑘𝑔 𝑚3
.
Volumen atómico de 19.88 𝑐𝑚3
𝑚𝑜𝑙.
Punto de fusión de 1526 °𝐶.
Punto de ebullición de 3336 °𝐶.
Entalpía de vaporización de 363 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙.
Entalpía de fusión de 11.4 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙.
9. PROPIEDADES QUÍMICAS
Estado de oxidación de +3.
Configuración electrónica: 𝐾𝑟 5𝑠2
4𝑑1
.
Gran actividad catalizadora.
Afinidad electrónica de 0.307 𝑒𝑉.
Calor específico de 300 𝐽/(𝐾·𝑘𝑔).
Conductividad eléctrica de 1.66·106
𝑆/𝑚.
Conductividad térmica de 17.2 𝑊/(𝐾·𝑚).
10. APLICACIONES DEL ITRIO
Para aumentar la fuerza de aleaciones
como el aluminio y el magnesio.
El óxido de itrio, para producir granates de
itrio-hierro 𝑌3 𝐹𝑒5 𝑆𝑖3 𝑂12 usado como filtros
de microondas.
El óxido de itrio con aluminio aunque tiene
propiedades magnéticas se usa como
piedra preciosa.
Como catalizador para la polimerización
del etileno.
11. El Yttralox es una cerámica transparente a
base de óxido de itrio, con punto de fusión
de 2204 °C, usado en láseres, ventanas
infrarrojas.
Los fósforos de itrio y europio son usados
en los televisores para obtener el color
rojo.
El óxido de cobre con bario e itrio
𝑌𝐵𝑎2 𝐶𝑢3 𝑂7 se convierte en un
superconductor cuando se enfría con
nitrógeno líquido, usado las vías del tren
bala.
12. ZIRCONIA ESTABILIZADA
CON ITRIO (YSZ)
Es una cerámica basada en óxido de
circonio, en la cual su particular
estructura cristalina se vuelve estable a
temperatura ambiente por la adición de
óxido de itrio,
Para que el óxido de itrio logre
estabilizar uniformemente, se mezclan
ambos materiales en forma de polvo,
con tamaño de partículas entra los 0.05
y 1 𝜇𝑚.
13.
14. APLICACIONES DEL YSZ
Como refrigerantes en motores de avión.
Como una electrocerámica debido a sus
propiedades de ion-conductor, para medir
el pH en agua a alta temperatura, en
celdas de combustible.
Utilizado en la joyería (zirconia cúbica).
Usado en la producción de células de
combustible de óxido sólido (SOFC).
Como recubrimiento de barrera térmica
en turbinas de gas.
15. EFECTOS DEL ITRIO SOBRE
LA SALUD
En el ambiente de trabajo, puede ser
inhalado en el aire.
Al ser inhalado durante un largo tiempo,
puede causar cáncer, especialmente en
los pulmones.
Puede ser una amenaza para el hígado
si este metal se acumula en el cuerpo.
16. EFECTOS DEL ITRIO EN EL
MEDIO AMBIENTE
Llega a mezclarse con el agua por medio
de industrias procesadoras de petróleo,
además, desechos de televisores,
microondas, baterías, etc.
Los animales acuáticos son los más
afectados ya que este les daña las
membranas de sus células impidiéndolas
una buena reproducción y limitando las
funciones de su sistema nervioso.
17. CONCLUSIONES
El itrio aparte de ser usado para la
fabricación de superconductores y dio a la
realización del tren bala con su levitación
magnética, nos pondríamos a pensar en
fabricar otros vehículos que podrían
poseer tal característica.
Ante la contaminación de itrio, debería de
haber yacimiento específicos para
desechos que contengan este elemento y
darle un tratamiento específico.
18. El uso del YSZ como una electrocerámica
nos podría dar la idea de utilizar este
cerámico en paredes y que a través de
este circule corriente eléctrica que podrían
abastecerse equipos eléctricos que
también poseen este cerámico, acabando
así con el uso de cables eléctricos.
El itrio al no ser tan abundante posee una
demanda cuantiosa, ello incita a idearse
estrategias sobre cómo poder satisfacer
las demandas.