O elemento químico ítrio é classificado como metal de transição e metal de terras raras. Foi descoberto em 1794 por Johan Gadolin.
Zona de dados
| Classificação: | Ítrio é um metal de transição & terra rara |
| Cor: | branco prateado |
| Peso atômico: | 88,9059 |
| Estado: | sólido |
| Ponto de fusão: | 1525 oC, 1798 K |
| Ponto de ebulição: | 3340 oC, 3613 K |
| Elétrons: | 39 |
| Prótons: | 39 |
| Nêutrons no isótopo mais abundante: | 50 |
| Cascas de elétrons: | 2,8,18,9,2 |
| Configuração de elétrons: | 4d1 5s2 |
| Densidade @ 20oC: | 4,47 g / cm3 |
Mostre mais: Calores, Energias, Oxidação,
Reação ns, compostos, raios, condutividades
| Volume atômico: | 19,8 cm3 / mol |
| Estrutura: | hcp: hexagonal compactado |
| Capacidade de calor específico | 0,30 J g-1 K -1 |
| Calor de fusão | 11,40 kJ mol-1 |
| Calor de atomização | 423 kJ mol-1 |
| Calor de vaporização | 363,0 kJ mol-1 |
| 1ª energia de ionização | 615,6 kJ mol-1 |
| 2ª energia de ionização | 1181 kJ mol-1 |
| 3ª energia de ionização | 1979,9 kJ mol-1 |
| Afinidade de elétrons | 29,6 kJ mol-1 |
| Número mínimo de oxidação | 0 |
| Min. número de oxidação comum | 0 |
| Número máximo de oxidação | 3 |
| Máx. oxidação comum não. | 3 |
| Eletronegatividade (escala de Pauling) | 1,22 |
| Polarizabilidade volume | 22,7 Å3 |
| Reação com ar | vigorosa, ⇒ Y2O3 |
| Reação com HNO3 15 M | vigorosa, ⇒ Y (NO3) 3 |
| Reação com HCl 6 M | leve, ⇒ H2, YCl3 |
| Reação com 6 M NaOH | nenhum |
| Óxido (s) | Y2O3 |
| Hidreto (s) | YH2, YH3 |
| Cloreto (s) | YCl3 |
| Raio atômico | 180 pm |
| Raio iônico (1+ íon) | – |
| Raio iônico (2+ íon) | – |
| Raio iônico (3+ íons) | 104 pm |
| Raio iônico (1 íon) | – |
| Raio iônico (2-íons) | – |
| Raio iônico (3 – íon) | – |
| Therma l condutividade | 17,2 W m-1 K-1 |
| Condutividade elétrica | 1,8 x 106 S m-1 |
| Ponto de congelamento / fusão: | 1525 oC, 1798 K |
Câmara de combustão do foguete. O forro prateado é uma liga de níquel, cromo, alumínio e ítrio. Foto: NASA.
Ítrio é usado em muitas aplicações, como zircônia cúbica joias, monitores de computador, lentes de câmera e iluminação com eficiência energética.
Descoberta de ítrio
A história da descoberta do ítrio começa em 1787, quando Carl Arrhenius encontrou um mineral semelhante ao carvão em uma mina de feldspato / quartzo perto de Ytterby, Suécia. A mina foi desenvolvida no início do século 18 como resultado das necessidades minerais da indústria de cerâmica local.
Arrhenius chamou o mineral negro de itterbita em homenagem a Ytterby. Bengt Geijer, o inspetor de minas em Estocolmo, fez uma análise aproximada da itterbita. Ele relatou que o mineral continha ferro e especulou que também poderia conter tungstênio. (1), (2)
Johan Gadolin recebeu uma amostra de itterbita de Arrhenius e realizou uma análise detalhada em 1794, na Finlândia. Ele descobriu que continha 31% de sílica, 19% de alumina, 12% de óxido de ferro e 38% de uma terra desconhecida. (3)
Os resultados de Gadolin foram confirmados em 1797 pelo químico sueco Anders Ekeberg. Ekeberg sugeriu o nome ítria para o óxido do novo metal terrestre e, portanto, o novo metal foi chamado ítrio. (2)
Infelizmente Gadolin e Ekeberg não perceberam que suas análises de alumina estavam incorretas.A substância que identificaram como alumina era na verdade o óxido de outro novo elemento, o berílio.
O berílio foi descoberto um ano depois, em 1798, pelo químico francês Nicolas Louis Vauquelin. Ekeberg então confirmou que o óxido de berílio estava presente na itterbita e a alumina estava ausente. (2)
A itterbita foi renomeada para gadolinita (um mineral de ítrio-ferro-berílio-silicato) em 1800 por Martin Klaproth em homenagem a John Gadolin.
Gadolin testou as propriedades do ítria (óxido de ítrio) em detalhes e descobriu que ele não derretia mesmo nas temperaturas mais altas do maçarico; também formou um vidro transparente e incolor com bórax. (3) (Essas seriam propriedades típicas de todos os óxidos de metais de terras raras.)
Ítrio foi o primeiro elemento de terras raras a ser descoberto. Agora sabemos que a ítria de Gadolin era impura; além do óxido de ítrio, ele continha oito outros óxidos de metais de terras raras. Eles foram descobertos separadamente em anos posteriores; esses metais eram: érbio, térbio, itérbio, escândio, túlio, hólmio disprósio e lutécio.
O ítrio metálico foi obtido pela primeira vez em 1828, em Berlim, por Friedrich Wöhler como um pó cinza aquecendo cloreto de ítrio (III) anidro com potássio. (4)
O metal foi produzido com alta pureza em 1953 por Frank Spedding no Ames Laboratory, em Iowa, usando técnicas de troca iônica. (5)
Ítrio-90 ultra-puro é usado para terapia de câncer. O ítrio-90 é produzido pela separação de alta pureza do estrôncio-90, um produto da fissão do urânio em reatores nucleares. Foto: PNNL
Nanotubos de carbono são produzidos a partir de vapor de carbono contendo uma pequena quantidade de catalisadores de níquel e ítrio. Um arco elétrico vaporiza um ânodo contendo os catalisadores. Foto: NASA.
Aparência e características
Efeitos prejudiciais:
Compostos solúveis em água de ítrio são considerados levemente tóxicos, enquanto seus compostos insolúveis são considerados não tóxicos.
Características:
O ítrio é um metal macio e prateado. O ítrio geralmente existe como um íon trivalente, Y3 +, em seus compostos. A maioria de seus compostos são incolores.
As propriedades do ítrio são muito semelhantes às dos elementos de terras raras da série dos lantanídeos. Assim, o ítrio é classificado como um dos elementos de terras raras.
É relativamente estável no ar como resultado de uma película de óxido que se forma em sua superfície.
O metal finamente dividido inflama no ar quando aquecido.
O ítrio reage com a água para formar hidróxido de ítrio mais gás hidrogênio.
Curiosamente, amostras de rocha e poeira trazidas dos pousos lunares da Apollo mostram um alto ítrio contente. O conteúdo de ítrio em amostras de solo lunar variou de 54 a 213 partes por milhão. Isso se compara a uma abundância média de 33 partes por milhão na crosta terrestre. (6)
O ítrio tem uma afinidade excepcionalmente alta para o oxigênio, com uma energia livre de formação para o óxido de 1817 kJ mol-1, provavelmente o maior de todos os elementos. O ítrio também dissolve o gás oxigênio em concentrações relativamente altas. (7), (8)
Usos do ítrio
O ítrio é frequentemente usado em ligas, aumentando a resistência das ligas de alumínio e magnésio.
Também é usado como um desoxidante para metais não ferrosos, como vanádio.
O ítrio é usado como um catalisador na polimerização do etileno.
O ítrio-90, um isótopo radioativo, é usado em tratamentos para vários cânceres e é usado em agulhas médicas de precisão para cortar os nervos transmissores da dor na medula espinhal.
O óxido de ítrio é o composto mais importante de ítrio. É usado para fazer o supercondutor de alta temperatura YBCO (óxido de ítrio, bário e cobre). Esta substância se torna supercondutora a -178 oC (o que significa que pode ser mantida em um estado supercondutor usando nitrogênio líquido, em vez de ser mais cara e mais difícil de manusear hélio líquido).
O óxido de ítrio também é usado para fazer As granadas de ítrio e ferro (Y3 Fe5O12) são filtros de micro-ondas muito eficazes, bloqueando algumas frequências de micro-ondas, enquanto permitem a passagem de outras em dispositivos de comunicação, como satélites.
O ítrio dopado com európio é usado para produzir fósforos, que fornecem o cor vermelha em tubos de televisão em cores.
Abundância e isótopos
Abundância da crosta terrestre: 33 partes por milhão em peso, 7,6 partes por milhão em moles
Abundância solar sistema: 10 partes por bilhão em peso, 0,1 partes por bilhão em moles
Custo puro: $ 430 por 100g
Custo, a granel: $ por 100g
Fonte: Ítrio ocorre em minérios de urânio e está presente em quase todos os minerais de ‘terras raras’. É recuperado comercialmente por processos de extração líquido-líquido em contra-corrente da areia monazítica e bastnaesita.O metal pode ser isolado por redução do fluoreto com cálcio metálico.
Isótopos: O ítrio tem 25 isótopos cujas meias-vidas são conhecidas, com números de massa de 79 a 103. O ítrio de ocorrência natural consiste em seu isótopo estável , 89Y.
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"Yttrium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/yttrium.html>.
