O iterbio, de símbolo Yb y número atómico 70, es un lantánido (o metal de tierras raras). Es un metal de color plateado, dúctil y maleable. A diferencia de los otros lantánidos, el iterbio puede presentar, en solución y en compuestos, la número de oxidación igual a +2 (mientras que la mayoría de los lantánidos tienen solo NOx igual a +3).
El iterbio es un elemento de pocos usos, pero se puede aplicar como mejorador del acero inoxidable, en aparatos portátiles de rayos X y en la composición de relojes atómicos. Se produce por reducción metalotérmica, utilizando lantano como metal reductor.
Su descubierta entre los siglos XVIII y XIX, basado en minerales provenientes de la ciudad de Ytterby, Suecia, hogar de prácticamente todos los metales de tierras raras. Sin embargo, su nombre recién se oficializó a principios del siglo XX, más precisamente en 1909.
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Resumen sobre iterbio
- El iterbio es un metal que pertenece a la clase de los lantánidos o metales de tierras raras.
- En forma metálica, tiene un color y brillo plateado, además de ser maleable.
- A pesar de presentar NOx +3, característico de los lantánidos, también presenta NOx +2.
- Se presenta en la naturaleza mezclado con otros lantánidos, como xenotima y fergusonita.
- Se obtiene por reducción con lantano.
- Los usos del iterbio aún son limitados, pero puede mejorar el acero y usarse en relojes atómicos.
- Su descubrimiento se produjo a partir de los minerales provenientes de la ciudad de Ytterby, Suecia.
propiedades del iterbio
- Símbolo: Sib
- número atómico: 70
- masa atomica: 173.054 a.u.u.a.
- electronegatividad: 1,1
- Punto de fusión: 824°C
- Punto de ebullición: 1196°C
- Densidad: 6.903 g.cm-3 (alótropo α), 6.966 g.cm-3 (alótropo β)
- Configuración electrónica: [Xe] 6s2 4f14
- serie química: metales de tierras raras, lantánidos
caracteristicas del iterbio
El iterbio, de símbolo Yb, tiene un coloración plateada y brillo en forma metálica, además de ser blanda, maleable y algo dúctil. A pesar de ser relativamente estable, es interesante que el metal envasarse en recipientes cerrados para protegerlo del aire y la humedad. Por cierto, como los otros lantánidos, Yb puede sufrir combustión en contacto con el aire para formar óxido de iterbio III:
4 Yb + 3 O2 → 2 Yb2O3
Nota: El óxido también puede formarse por calcinación de sales e hidróxidos de iterbio.
En solución, iterbio también puede tener NOx igual a +3, característico de todos los lantánidos, sin embargo, como el europio (Eu) y el samario (Sm), el iterbio puede presentar NOx igual a +2. Esta es una consecuencia de su Configuración electrónica, que termina en [Xe] 6s2 4f14. Al perder los dos electrones de la subcapa 6s, la subcapa 4f llena logra garantizar la estabilidad al ion Yb2+.
El iterbio también tiene tres formas alotrópicas: α (alfa), β (beta) y γ (gamma). La forma alfa existe hasta -13 °C, mientras que la forma beta está presente a temperatura ambiente. A más de 795 °C se forma la forma gamma. El iterbio también tiene 33 isótopos, siete de los cuales son estables.
¿Dónde se puede encontrar el iterbio?
el iterbio no es el constituyente principal de ningún mineral. Los lantánidos (y el iterbio no es una excepción) a menudo se encuentran mezclados en la naturaleza. Los minerales de bastnasita y monacita son los más explotados comercialmente para lantánidos de menor masa. Por lo tanto, el iterbio, un lantánido más pesado, tiene una concentración de masa (en forma de Yb2O3) menos del 0,1% en ellos.
Los principales minerales de lantánidos más pesados son xenotima (un fosfato de itrio, YPO4), eudalita, del grupo de los silicatos, y fergusonita, de la clase de los óxidos. En la xenotima, la concentración de masa (en forma de Yb2O3) del iterbio es del 5,8%, mientras que en la eudalita es del 2,3% y en la fergusonita del 1,4%.
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Obtención del iterbio
Aunque históricamente el iterbio se obtuvo por reducción con potasio, actualmente, su mejor forma de obtenerlo es por reducción de lantano en hornos de inducción, la llamada reducción metalotérmica. En él se reduce el óxido de iterbio III por acción del lantano, obteniéndose iterbio en forma de vapor, que se condensa y cristaliza en puntos específicos del horno de inducción.
Yb2O3 (s) + 2 La (l) → 2 Yb (g) + La2O3 (s)
La temperatura de operación debe estar en el rango de 1500 °C, mientras que la presión debe estar entre 10-4 y 10-3 Pala.
aplicaciones de iterbio
Poco estudiadas, las aplicaciones del iterbio son todavía pocas. Uno de ellos es el hecho de que el iterbio mejorar propiedades interesantes del acero inoxidable, como la resistencia y otras propiedades mecánicas. el isótopo 169Yb, radiactivo, se utiliza en máquinas de rayos X portátiles, utilizadas en lugares sin electricidad.
O isótopo 174Yb se puede utilizar en relojes atómicos, cuya precisión es de al menos un segundo en 50 mil millones de años, es decir, tardaría 50 mil millones de años en perder un solo segundo de tiempo (más o menos).
historia del iterbio
el iterbio comenzó a ser descubierto en el siglo XVIII, con una fábrica de porcelana sueca. En 1788, el propietario de la fábrica, Reinhold Geijer, también químico y mineralogista, describió un mineral negro no magnético de densidad igual a 4.223, encontrado en la mina Ytterby (ciudad sueca) por el geólogo aficionado Carl Axel Arrhenius. Arrenhius también envió una muestra de este mineral al profesor Johan Gadolin de Åbo Akademi en Finlandia.
Después de algunos experimentos, Gadolin concluyó que el mineral tendría 31 partes de sílice, 19 partes de alúmina (en realidad, berilio), 12 partes de óxido de hierro más 38 partes de una “tierra” desconocida (anteriormente, “tierra” era un nombre para “óxidos”).
En 1797, Anders Gustaf Ekeberg, un químico de la ciudad sueca de Uppsala, reevaluó los datos de Gadolin y concluyó que, falso, el mineral contenía 47,5 partes del nuevo óxido. Ekeberg propuso el nombre yttersten por el mineral y el nombre ytterjord (sueco) o itria (latín) para el nuevo óxido.
A lo largo de los años, se llegó a la conclusión de que la itria no era un simple óxido de itrio. En 1843 se comprobó que también había óxidos de erbio y terbio. En 1878, el químico suizo Jean de Marignac aisló iterbia de itria., yendo tan lejos como para decir que ella sería la óxido de un nuevo elemento trivalente, iterbio, de masa molar 172 g.mol-1. Sin embargo, en 1899, en Austria, los científicos Franz Exner y Eduard Haschek presentaron evidencia espectroscópica de que el iterbio de Marignac no era un solo elemento.
Seis años más tarde, también en Austria, Carl Auer von Welsbach utilizó la cristalización fraccionada para separar el iterbio del Marignac en dos elementos, llamándolos aldebarium y cassiopeium, presentando datos de masa para ambos en diciembre 1907.
Sin embargo, 44 días antes de que Welsbach publicara sus resultados, Georges Urbain presentó en la Academia de París la separación del iterbio en dos nuevos elementos: neoterbio y lutecio, presentando también sus datos masivos. Urbain llegó a decir que el trabajo de Welsbach carecía de evidencia y no era cuantitativo.
Así, en 1909, el Comité Internacional de Pesos Atómicos (del que Urbain era miembro) favoreció la La nomenclatura de Georges Urbain, colocando el neoyerbio (luego solo iterbio) con una masa molar de 172 g.mol-1 y lutecio con una masa molar de 174 g.mol-1.
Por Stefano Araújo Novais
Profesor de química
