Itriu

De Wikipedia
Saltar a: navegación, buscar
Estroncio ← ItriuCirconiu
  Hexagonal.svg
 
39
Y
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla enantada
Y,39.jpg
Blancu platiáu
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu Itriu, Y, 39
Serie química Metales de transición
Grupu, periodu, bloque 3, 5, d
Configuración electrónica [Kr]4d15s2
Electrones per nivel 2, 8, 18, 9, 2
Propiedaes atómiques
Radiu mediu 180 pm
Electronegatividá 1,22 (Pauling)
Radiu atómicu (calc) 212 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente 162 pm
Estáu(aos) d'oxidación 3
Óxidu base débil
Propiedaes físiques
Estáu ordinariu Sólidu
Densidá 4472 kg/m3
Puntu de fusión 1799 K (1526 °C)
Puntu d'ebullición 3609 K (3336 °C)
Entalpía de vaporización 363 kJ/mol
Entalpía de fusión 11,4 kJ/mol
Presión de vapor 5,31 Pa a 1799 K
Varios
Estructura cristalina Hexagonal
N° CAS 7440-65-5
N° EINECS 231-174-8
Conductividá térmica 17,2 W/(m·K)
Velocidá del soníu 3300 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del itriu
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
[editar datos en Wikidata]

El itriu ye un elementu químicu de la tabla periódica que'l so símbolu ye Y y el so númberu atómicu ye 39. El so pesu atómicu ye 88,905. Ye una tierra rara de transición del grupu IIIB. Ye un metal plateado de transición, común nos minerales de tierres rares. Dos de los sos compuestos utilizar pa faer el color coloráu en televisiones en color.

Característiques principales[editar | editar la fonte]

Itriu puru

L'itriu ye un metal plateado, brillante, llixeru, dúctil y maleable. El so puntu de ebullición ye de 3609 K. Químicamente asemeyar a los lantánidos. Ye abondo estable nel aire, yá que ambura percima de los 600 K, pero reactivu en ciertes condiciones. El polvu del metal y los sos forgaxes pueden encender a temperatura ambiente.

L'itriu ye la tierra rara más abondosa. Inclusive apuerta a el doble d'abondosu qu'el chombu, pero ye malo d'estrayer. Puede producise por aciu fisión nuclear. Atópase acomuñáu colos elementos del 57 al 71. L'itriu cristaliza en dos modificaciones, α)-Y (hexagonal con empaquetamiento compactu) qu'a 1733 K tresformar en β)-Y (cúbica centrada nel cuerpu).

Llogru[editar | editar la fonte]

Los metales raros pueden ser estrayíos per mediu de disolventes o a partir de métodos de intercambiu iónicu. L'itriu puru comercial dixebrar d'otres tierres rares per mediu d'intercambiu iónicu; el metal del itriu llograr por amenorgamientu del fluoruru con calciu. L'óxidu d'itriu Y2O3 ye la forma comercial d'esti metal, que alcuéntrase conteníu na gadolinita, que tamién contien gadoliniu, erbiu, europiu, holmiu y reniu. Esti mineral puede topase en Groenlandia, Suecia, Noruega y Coloráu. L'itriu tamién puede atopase nel mineral nuevita, común de Coloráu, que contien titaniu, tantaliu, fierro y cuarzu, y ye similar al keilhauite, que puede atopase en Noruega. La fergusonita ye un mineral de color café que se quebra de forma vítrea, topáu nos montes Apalaches dende Nueva Inglaterra hasta Carolina del Sur. Ye un columbato y tantalato d'itriu con ceriu, erbiu y uraniu. El mineral conocíu como bastantita en California ye un fluorocarbono de ceriu con lantanu, y el depósitu en Mountain Pass, en California, ye abondu pa astisfacer la demanda comercial de tolos metales de ceriu.

Hestoria[editar | editar la fonte]

Johan Gadolin, químicu, físicu y mineralogista finlandés, afayó en 1794 l'itriu nun mineral atopáu en Ytterby, una aldega de Suecia, cerca de Vaxholm. L'itriu foi la primer tierra rara aisllada con ésitu en 1828 por Friedrich Wöhler, un químicu alemán que trabayó con dellos elementos, amás del itriu. Al pasar el tiempu sintetizáronse más elementos a partir de los minerales llograos nes canteres de Ytterby, como'l escandio y los metales lantánidos pesaos como'l terbiu. Dempués de sintetizar l'itriu, a partir del mesmu mineral sintetizaron otros elementos que tamién deben el so nome a dicha aldega de Suecia, el erbiu, el terbiu y el iterbiu.

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

  • L'itriu utilízase comercialmente na industria metálico para aleaciones.
  • L'óxidu d'itriu emplegar pa producir granates d'itriu-fierro (Y3Fe5Si3O12), bien eficientes como filtros de microondes y tamién na tresmisión y transducción d'enerxía acústica.[ensin referencies]
  • L'óxidu d'itriu con aluminiu (Y3A el5Si3O12) y gadoliniu (Y3Gd5Si3O12) tienen interesantes propiedaes magnétiques. El d'aluminiu tien una durez de 8.5 na escala de Mohs y úsase como piedra preciosa similar al diamante.[ensin referencies]
  • Cantidaes pequeñes del elementu (0,1 a 0,2 %) utilizáronse p'amenorgar el tamañu de granu del cromu, del molibdenu, del titaniu, y del circoniu. Tamién s'utiliza p'aumentar la fuerza d'aleaciones como l'aluminiu y el magnesiu.[ensin referencies]
  • Úsase como catalizador pa la polimerización del etilenu.[ensin referencies]
  • Utilízase como “atrapador” pa esaniciar osíxenu ya impureces d'otros materiales; esto déxa-y amenorgar l'óxidu de vanadiu y otros metales non ferrosos.[ensin referencies]
  • Utilizáu como componente de les pantalles intensificadores de les unidaes de rayos X.[ensin referencies]
  • Agregu na formulación de les bateríes de Li-ion: LiFePO4 pasa a ser LiFeYPO4 aumentando'l númberu de ciclos útiles y ameyorando la velocidá de recarga. Estes bateríes utilizar en motocicletes eléctriques.[ensin referencies]
  • El Yttralox ye una cerámica tresparente fecha a partir d'óxidu d'itriu, que tien un puntu de fusión de 2477 K. Ye usada en lentes que tienen qu'aguantar altes temperatures, ventanes infrarroxes, láseres y llámpares d'alta intensidá.[ensin referencies]
  • L'itriu forma la matriz de los fósforos d'itriu y europiu activaos, qu'emiten una lluz brilloso y colorao clara cuando son escitaos por electrones. La industria de la televisión utiliza esos fósforos na manufactura de pantalles de televisión. Esto llógrase añediendo pequeñes cantidaes d'europiu al vanadato d'itriu.[ensin referencies]
  • En pequeñes cantidaes añedir óxidu d'itriu a les superaleaciones de níquel usaes en turbinas d'aviación pa caltener les sos propiedaes mecániques a altes temperatures.[ensin referencies]

L'usu del itriu ta inda creciendo, debíu en realidá a les sos bones condiciones pa producir catalizadores y rellumu nel cristal.

YSZ y PSZ[editar | editar la fonte]

La zirconia estabilizada con itriu (Yttrium stabilized zirconia) ye una cerámica basada n'óxidu de circoniu, na cual la so particular estructura cristalina d'óxidu de circoniu vuélvese estable a temperatura ambiente pola adición d'óxidu d'itriu. El ZrO2 puru tien una estructura cristalina tetragonal estable a temperatures percima de los 1273 K, pero camuda a una estructura cristalina monoclinica per debaxo d'esta temperatura. Esti tresformamientu produz un abrupto cambéu nes dimensiones de la estructura cristalina, acompañáu pola acumuladura d'esfuerzos y una posible quebra. Cuando la zirconia ye esfrecida a partir d'una temperatura de 1273 K, el cambéu de volume (espansión de 3.25 %) causa que se desmorone el material. Sicasí, si añede una pequeña cantidá d'itriu al ZrO2, la so fase tetragonal puede estabilizase a temperatura ambiente. Aparte del itriu, pueden usase manganesio y calciu. El tamañu del estabilizador ye críticu. L'itriu tien de ser uniformemente distribuyíu por tola microestructura del ZrO2. Esto llógrase entemeciendo los dos materiales en forma de polvu, con un tamañu de partícules ente los 0.05 y 1 μm. Nun se precisa un cambéu de fase pa llevar a cabu esti amiestu.
En casu de que nun s'amieste abondu itriu pa estabilizar la zirconia, y con axustes nel tamañu de partícula y procesos de control, llógrase un amiestu de la fase cúbica estabilizada y la fase monoclínica inestable que tien una alta resistencia a quebrar. Esti amiestu metaestable, conocida como zirconia parcialmente estabilizada (PSZ, Partially stabilized zirconia), va someter a transformación si ye lo suficientemente alteriada. Si una parte ta fecha d'esta cerámica, y la parte ye sometida a impacto, vibraciones o otru tipu de condición que-y cause esfuerzo de tensión, l'esfuerzu va faer que'l material absuerba enerxía abonda por que se empiece a manifestar el tresformamientu de la fase monoclínica. El tresformamientu llevar a cabu nel entamu de dalguna quebra que crez nel material, lo que resulta nun amenorgamientu del esfuerzu y, a cambéu, arrobinando quebrar y amontando la durez del material cerámicu.

Estructura del YSZ

Aplicaciones del YSZ[editar | editar la fonte]

  • Como refrigerante, por casu en motores d'aviones.
  • Como recubrimientu de barrera térmica en turbinas de gas.
  • Como una electrocerámica por cuenta de les sos propiedaes de ion-conductor, por casu, pa determinar el conteníu d'osíxenu n'escapes de gases, pa midir pH n'agua a alta temperatura, en celdes de combustible.
  • Ye usáu na producción de célules de combustible d'óxidu sólidu (SOFC n'inglés). El YSZ ye usáu como'l electrolitu sólidu, que dexa al ion d'osíxenu conducir mientres bloquia la conducción d'electrones. Pa llograr la conducción d'iones abondos, un SOFC con un electrolitu YSZ ten de ser operáu a altes temperatures (800 °C-1000 °C). Mientres ye ventaxosu qu'el YSZ caltenga robustez mecánica a estes temperatures, xeneralmente les altes temperatures necesaries son una desventaxa de SOFCs avezaes, y ye una de les mayores barreres pa la so comercialización esitosa. L'alta densidá del YSZ tamién ye necesaria pa llograr dixebrar físicamente'l combustible gaseosu del osíxenu, d'otra manera'l sistema electroquímicu nun produciría nenguna enerxía eléctrica.
  • Por cuenta de la so durez y propiedaes óptiques na so forma de monocristal (zirconia cúbica), ye usáu en xoyería.
  • Como un material pa cuchielles non metáliques (producíu por compañíes como Boker y Kyocera)
  • El YSZ dopado con materiales de tierres rares puede actuar como fósforu termógrafo y un material luminiscente.
  • Históricamente foi usáu pa cuerdes brilloses en llámpares de Nernst.

Isótopos[editar | editar la fonte]

L'itriu natural componer de solamente un isótopu (Y-89). Los radioisótopos más estables son Y-88 que tien un periodu de semidesintegración de 106,65 díes y Y-91 con unu de 58,51 díes. El restu d'isótopos tienen unos periodos de semidesintegración de menos qu'un día sacante Y-87 que tien unu de 79,8 hores. Catalogar 26 isótopos inestables. El ion Y3+ ye diamagnético.

Precuros[editar | editar la fonte]

L'itriu ye peligrosu nel ambiente de trabayu, por cuenta de que les partícules y los gases pueden ser esneldaos nel aire. Puede producir dañu nos pulmones, especialmente mientres esposiciones al llargu plazu. L'itriu puede tamién causar cáncer n'humanos, según aumentar les posibilidaes de cáncer de pulmón cuando ye esneldáu. Finalmente, pue ser una amenaza pal fégadu cuando s'atropa nel cuerpu humanu.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

Bibliografía[editar | editar la fonte]

  • Brady, G. et all (2002): Materials handbook [1929], 15a edición, New York, McGraw-Hill
  • Jacobs, J. et all (2005): Engineering materials technology, structures, processing, properties, and selection [1985], 5a edición, New Xerséi, Pearson

Notes al pie[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



itrio