El itrio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es Y y su número atómico es 39. Su peso atómico es 88,905. Es una tierra rara de transición del grupo IIIB. Es un metal plateado de transición, común en los minerales de tierras raras. Dos de sus compuestos se utilizan para hacer el color rojo de los diodos luminiscentes o ledes, usados en los visualizadores (como los televisores en color de rayos catódicos o CRT).
El itrio es un metal plateado, brillante, ligero, dúctil y maleable. Su punto de ebullición es de 3609 K. Químicamente se asemeja a los lantánidos. Es bastante estable en el aire, ya que arde por encima de los 600 K, pero reactivo en ciertas condiciones. El polvo del metal y sus virutas pueden encenderse a temperatura ambiente.
El itrio es la tierra rara más abundante. Incluso llega a ser el doble de abundante que el plomo, pero es difícil de extraer. Se puede producir mediante fisión nuclear. Se encuentra asociado con los elementos del 57 al 71. El itrio cristaliza en dos modificaciones, α)-Y (hexagonal con empaquetamiento compacto) que a 1733 K se transforma en β)-Y (cúbica centrada en el cuerpo).
Los metales raros pueden ser extraídos por medio de disolventes o a partir de métodos de intercambio iónico. El itrio comercial se obtiene por reducción del fluoruro con calcio en forma de óxido de itrio Y2O3, obteniéndolo de la gadolinita, que también contiene gadolinio, erbio, europio, holmio y renio. Este mineral se puede hallar en Groenlandia, Suecia, Japón, Noruega y Colorado. El itrio también puede encontrarse en el mineral nuevita, común en Colorado, que contiene titanio, tantalio, hierro y cuarzo, y es similar al keilhauite, que se puede encontrar en Noruega.
La fergusonita es un mineral de color café que se fractura de forma vítrea, hallado en los montes Apalaches desde Nueva Inglaterra hasta Carolina del Sur. Es un columbato y tantalato de itrio con cerio, erbio y uranio. El mineral conocido como bastnasita en California es un fluorocarbono de cerio con lantano o itrio, y el depósito en Mountain Pass, en California, es suficiente para satisfacer la demanda comercial de todos los metales de cerio.
Johan Gadolin, químico, físico y mineralogista finlandés, descubrió en 1794 el itrio en un mineral encontrado en Ytterby, una aldea de Suecia, cerca de Vaxholm. El itrio fue la primera tierra rara aislada con éxito en 1828 por Friedrich Wöhler, un químico alemán que trabajó con varios elementos, además del itrio. Al pasar el tiempo se sintetizaron más elementos a partir de los minerales obtenidos en las canteras de Ytterby, como el escandio y los metales lantánidos pesados como el terbio. Después de sintetizar el itrio, a partir del mismo mineral se sintetizaron otros elementos que también deben su nombre a dicha aldea de Suecia, el erbio, el terbio y el iterbio.
El uso del itrio está todavía creciendo, debido en realidad a sus buenas condiciones para producir catalizadores y brillo en el cristal.
La zirconia estabilizada con itrio (Yttrium stabilized zirconia) es una cerámica basada en óxido de circonio, en la cual su particular estructura cristalina de óxido de circonio se vuelve estable a temperatura ambiente por la adición de óxido de itrio.
El ZrO2 puro tiene una estructura cristalina tetragonal estable a temperaturas por encima de los 1273 K, pero cambia a una estructura cristalina monoclinica por debajo de esta temperatura. Esta transformación produce un abrupto cambio en las dimensiones de la estructura cristalina, acompañado por la acumulación de esfuerzos y una posible fractura. Cuando la zirconia es enfriada a partir de una temperatura de 1273 K, el cambio de volumen (expansión de 3.25 %) ocasiona que se desmorone el material. No obstante, si se añade una pequeña cantidad de itrio al ZrO2, su fase tetragonal puede estabilizarse a temperatura ambiente. Aparte del itrio, se pueden usar manganesio y calcio. El tamaño del estabilizador es crítico. El itrio debe ser uniformemente distribuido por toda la microestructura del ZrO2. Esto se logra mezclando los dos materiales en forma de polvo, con un tamaño de partículas entre los 0.05 y 1 μm. No se necesita un cambio de fase para llevar a cabo esta mezcla.
En caso de que no se agregue suficiente itrio para estabilizar la zirconia, y con ajustes en el tamaño de partícula y procesos de control, se obtiene una mezcla de la fase cúbica estabilizada y la fase monoclínica inestable que posee una alta resistencia a la fractura. Esta mezcla metaestable, conocida como zirconia parcialmente estabilizada (PSZ, Partially stabilized zirconia), se someterá a transformaciones si es lo suficientemente perturbada. Si una parte está hecha de esta cerámica, y la parte es sometida a impactos, vibraciones u otro tipo de condición que le ocasione esfuerzos de tensión, el esfuerzo hará que el material absorba energía suficiente para que se empiece a manifestar la transformación de la fase monoclínica. La transformación se lleva a cabo en el inicio de alguna fractura que crece en el material, lo que resulta en una disminución del esfuerzo y, a cambio, propagando la fractura e incrementando la dureza del material cerámico.
El itrio natural se compone de solamente un isótopo (Y-89). Los radioisótopos más estables son Y-88 que tiene un periodo de semidesintegración de 106,65 días y Y-91 con uno de 58,51 días. El resto de isótopos tienen unos periodos de semidesintegración de menos que un día excepto Y-87 que tiene uno de 79,8 horas. Se han catalogado 26 isótopos inestables. El ion Y3+ es diamagnético.
El itrio es peligroso en el ambiente de trabajo, debido a que las partículas y los gases pueden ser inhalados en el aire. Puede producir daño en los pulmones, especialmente durante exposiciones a largo plazo. El itrio puede también causar cáncer en humanos, así como aumentar las posibilidades de cáncer de pulmón cuando es inhalado. Finalmente, puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.
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