Iterbio

yterbio elemento químico

El iterbio es un elemento de la tabla periódica que se puede encontrar con el símbolo Yb y el número atómico 70. Forma parte de la serie química de los lantánidos, el cual se conoce también como tierras raras, por lo que forma parte de los elementos de transición interna. Se asocia con el itrio y es empleado en algunos aceros.

Se trata de un metal suave, blando de color plateado que se puede encontrar de forma natural en la gadolinita, la monazita y el xenotimo. Posee siete isótopos naturales de gran estabilidad y tiene algunos usos en la vida cotidiana, por lo que se puede observar en radiación, propiedades del acero y en elementos de odontología.

Su descubrimiento se le atribuye a Jean Charles Galissard de Marignac, un químico suizo que en 1878 encontró un nuevo elemento en la tierra rara llamada erbia y lo llamó iterbia. Sin embargo, pasó por un largo proceso de investigación y experimento hasta que en 1953 se descubrieron la mayoría de sus propiedades.

Características y propiedades

Uno de los principales aspectos que caracteriza al iterbio es que posee tres alótropos denominados alfa, gamma y beta. La forma gamma se puede encontrar a alta temperatura con una estructura cristalina centrada en el cuerpo.

La modalidad beta se presenta a temperatura ambiente y cuenta con patrones de repetición centrado en las caras. Además, posee una conductividad eléctrica propia de los metales, pero actúa como semiconductor a altas presiones.

Características del iterbio

Otro aspecto sobresaliente es que posee siete isótopos estables con números másicos entre el 168 y el 174, siendo el isótopo 174 más abundante en la naturaleza. Además, se conocen otros 27 radioisótopos, del cual el más estable es el 169 con una desintegración de 32 días, los demás son muy inestables.

Es considerado un elemento no peligroso, sin embargo, es tratado como altamente tóxico ya que puede tener efectos perjudiciales en el entorno y en el humano.

Propiedades físicas

  • En estado ordinario se puede encontrar como sólido con un aspecto blanco plateado y con una densidad de 6.965 kg/m3.
  • El punto de fusión alcanza los 1097 K (824 °C) y el punto de ebullición los 1467 K (1194 °C).
  • Tiende a ser más reactivo que otros lantánidos, por lo que se almacena en recipientes sellados para evitar que reaccione con el oxígeno.
  • Posee una estructura cristalina cúbica centrada en las caras y una conductividad eléctrica de 3,51·106 S/m.

Propiedades químicas

  • A nivel químico es semejante a los metales alcalinos por lo fácil que es su disolución en amoniaco líquido. De su reacción se obtiene un líquido azul intenso con propiedades reductoras.
  • Puede dar como resultado combinaciones con   haluros,   óxidos   y   oxosales.  Por ejemplo, el  Yb2O3  es  un  sólido  blanco cuando no posee tulio, pero amarillento cuando lo contiene. Tiene la capacidad de absorber dióxido de carbono y agua.
  • Posee una electronegatividad de 1,1 en la escala de Pauling y posee tres estados de oxidación.
  • Produce también una serie de compuestos divalentes en forma de sales que son solubles en agua, pero reaccionan de forma gradual liberando hidrógeno.

Propiedades mecánicas

  • Se trata de un metal blando, maleable y muy dúctil, por lo que puede manipularse sin que se rompa una vez que se encuentra en estado puro.

Usos

El iterbio se emplea en pequeñas cantidades en diversas aplicaciones de la vida cotidiana. Por ejemplo, el fluoruro de iterbio se emplea en empaste dental como material de relleno no tóxico con la capacidad de liberar iones de flúor.

En su forma de cloruro se emplea como catalizador en química orgánica y en su forma de sólido cristalino como elemento de investigación científica.

Además, es posible observarlo en la fabricación de televisores a color,  lámparas fluorescentes y en equipos radiológicos portátiles cuando no existía electricidad. Otro uso destacado es en la refinación del grano, resistencia y propiedades mecánicas del acero. Se usa en la fabricación de medidores de tensión y relojes atómicos.

Dónde se encuentra

Se encuentra mezclado con otras tierras raras en diferentes minerales con propiedades químicas similares. La mayor cantidad se puede conseguir en la arena, en minerales del grupo de los silicatos y de los fosfatos, así como en la euxenita y el xenotimo.

Dónde se encuentra

A nivel comercial se extrae en China, Estados Unidos, Brasil y la India. Además, se puede encontrar cerca de áreas de producción de petróleo o en vertederos de equipos electrodomésticos sin usar. Se acumula en los suelos y puede contaminar el agua.

Obtención

Se obtiene luego de un largo proceso, donde los minerales se disuelven en ácido sulfúrico con la finalidad de aislarlo de las otras tierras raras. También, se emplea el intercambio iónico donde se emplean agentes complejantes que permiten aislar los compuestos, entre ellos el iterbio.

La reducción con amalgama de sodio implica la disolución en una solución ácida con el fin de obtener Yb 3+. El metal se extrae como oxalato, por acción del calor se convierte en óxido, se reduce a metal con aluminio a elevadas temperaturas y se purifica por sublimación.

Quién lo descubrió

El proceso de descubrimiento del iterbio se extendió por décadas. Sin embargo, se le atribuye al químico suizo Jean Charles Galissard de Marignac quien al estudiar minerales con tierras raras descubrió un componente al que llamó erbia y luego lo denominó iterbia por Ytterby, una ciudad de Suecia.

Jean Charles Galissard de Marignac
Jean Charles Galissard de Marignac

Luego, en 1907 el químico francés Georges Urbain tomó la iterbia de Marignac y extrajo dos nuevos elementos. Uno se llamó iterbio y el otro lutecio. Sin embargo, fue en 1953 cuando  Dennison, Daane y Spedding lograron realizar un compuesto con un mayor nivel de pureza, determinando sus características y propiedades.

Referencias

  • Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Iterbio.
  • Z = 70, iterbio, Yb. Anales de química: https://analesdequimica.es/index.php/AnalesQuimica/article/view/1449/2029.
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