39. Itrio

Comenzamos la segunda fila de metales y lo hacemos con el elemento número 39: El itrio (Y). Un metal muy poco conocido pero, cómo no, muy interesante. ¡Vamos a ver qué aprendemos!

Para empezar, el itrio es uno de los 17 elementos conocidos como Tierras Raras. En realidad, ni son tierras, ni son tan raros... Es cierto que muy comunes no son, pero si se les llama así es más bien por estar muy mezclados en la corteza terrestre con lo que, imaginarás, tardamos mucho en descubrirlos. Cuando digo mezclados me refiero a mezclados entre ellos, claro. Tienen esa facilidad para ir juntos, y cuando la Tierra era una enorme bola de material fundido, las Tierras Raras empezaron a agruparse. Y nos costó, como digo, mucho encontrarlos, separarlos y diferenciarlos entre si. De las Tierras Raras ya hemos visto uno: el escandio, situado justo encima del itrio en la Tabla Periódica.

El itrio tiene un isótopo estable, el Y89, con 39 protones y 50 neutrones. El itrio de la Tierra se creó en las estrellas en su gran mayoría, aunque también es un producto de fisión del Uranio, que suele dar átomos inestables de itrio (Y90, Y91).

De entre las Tierras Raras, el itrio es el elemento más abundante. De hecho, hay como el doble de itrio que de plomo y unas 400 veces más que de plata. Los mayores productores de itrio hoy en día son China (que prácticamente controla el mercado), Rusia, La India, Malasia o Australia. En los países bálticos es conocida la alta concentración de Tierras Raras y California fue líder mundial hasta los años 90, cuando pasó a ser China la líder indiscutible. Los minerales más comunes de donde se obtiene itrio son la Xenotima (Importante la mina de Bayan Obo en China), la Gadolinita o el Tantalato de itrio.

No fue hasta 1794 que supimos algo del itrio. Fue un químico, físico y mineralogista finlandés llamado Johan Gadolin el que descubrió una sustancia nueva en un extraño mineral negro encontrado en una mina de feldespato (con el que por aquel entonces se fabricaba porcelana) de Ytterby, en la isla de Resarö, cerca de Estocolmo. De ese tipo de minas era conocido que se extraían rocas que, tras ser procesadas, daban como resultado sustancias de vistosos colores. En realidad es algo típico de las Tierras Raras. El problema, claro, es conseguir diferenciar los diferentes elementos que en esas muestras se encontraban. Gadolin obtuvo un óxido nuevo y publicó su análisis. Anders Gustaf Ekeberg confirmó el hallazgo y llamó al nuevo óxido Ytria. Fue Carl Gustav Mosander quien diferenció los tres diferentes óxidos que en ese mineral existían, entre ellos, el óxido blanco de itrio (Y2O3).

Pieza de Xenotima. 

Existen 17 elementos considerados como Tierras Raras y 15 lantánidos (La diferencia se debe al itrio y al escandio, que no son lantánidos ya que sus átomos son mucho más pequeños) y Gadolin trabajó mucho con ellos. Posteriormente, sus trabajos sirvieron de inspiración no solo para descubrir nuevos elementos sino para nombrarlos. Se nombraron, de ese modo, otros 6 nuevos elementos en honor a Ytterby y Suecia siguiendo la lógica empleada para el itrio (iterbio, terbio, erbio, holmio, tulio y gadolinio). Y de hecho el itrio se denomina “Y” en honor a Ytterby (Aunque originalmente fue "Yt"). De todos estos elementos, el itrio es el más abundante, así que tiene sentido que se encontrase primero.

Tuvieron que pasar 34 años para que un alemán obtuviera, por primera vez, una muestra pura del elemento de 39 protones. Era Friedrich Wölher (ya lo mencioné en la entrada del aluminio) (un gran químico alemán que trabajó en Estocolmo con uno de los más grandes: Jöns Jacob Berzelius, cuyo nombre quizás recuerdes ya que hablé de él con el selenio, el sicilio o el titanio).

Itrio en su estado puro. 

El itrio resultó ser un metal blando y ligero. Hoy en día, el itrio (El óxido de itrio, que se conoce como blanco óxido de itrio) se utiliza fundamentalmente para aleaciones, normalmente junto a otros elementos. Y muchas de esas aleaciones tienen modernas aplicaciones en la industria de los microondas (como filtro para estas ondas), los superconductores (YBCO o YBa2Cu3O6), la industria acústica, la óptica (fabricación de láseres, como los llamados YAG), la bisutería (ya, no es una industria moderna en absoluto, pero las joyas hechas a partir de itrio y aluminio sí, aunque hasta esto está pasando ya de moda. Es una aleación que hace que el aluminio sea casi tan duro como el diamante y que mezclada con otros elementos puede dar diferentes colores) o incluso de la aviación (para fabricar las turbinas de los aviones, mezclado con níquel).

Merece la pena mencionar el Yttralox, una cerámica (una de las primeras cerámicas transparentes) patentada por General Electric y que funde casi a 2400ºC. Creo que ya no se fabrica. Como cerámicas también está la YSZ (zirconia estabilizada con itrio), con variadas aplicaciones como cuchillos de cerámica (los buenos, por ejemplo los de Kyocera) o aislante en turbinas de gas.

YIG (Granate de itrio y hierro. Usado por sus propiedades magnéticas y electromagnéticas.

 

El itrio también se usa en la industria como catalizador en la fabricación de etileno.

Es muy conocida su aplicación para fabricar material fluorescente de color rojo usado en tiempos mucho en las televisiones (cuando se usaban los de tubo) y en los LEDs (vanadato de itrio y europio). Como pigmento, en este caso azul, también de descubrimiento muy reciente (De un químico de la Universidad de Oregón llamado Mas Subramanian), es un compuesto formado con itrio, indio y manganeso, llamado YInMn Blue. Lo curioso del caso es que hacía 200 años que no se descubría un pigmento azul. Y por supuesto, también es muy importante su uso en baterías. Se está investigando mucho sobre el tema y, quién sabe, quizás acabe solucionando muchos problemas que tenemos con las baterías actuales. Habrá que estar pendiente. 

Y lo siento, pero no puedo dejar pasar por alto los problemas medioambientales que provocan la extracción de las Tierras Raras. Suelen ser minas a cielo abierto y en el procesado se utilizan muchos agentes químicos contaminantes. Además, en dichas minas suele abundar el uranio y el torio, que son radiactivos, con lo que se producen bastantes residuos radiactivos. No me canso de repetir que es muy importante reciclar, y bien. Llevar, por ejemplo, los aparatos electrónicos a los lugares adecuados y los políticos deberían pelear por la mejora de todo el proceso.

No hay evidencias de que el itrio cumpla algún papel en el cuerpo humano (Aunque tenemos unos 0.5 miligramos dentro). Y la verdad es que mejor que sea poco porque el contacto con el polvo de itrio, dicen, es cancerígeno y puede provocar problemas en los pulmones. (Tiene sentido, el polvo de itrio es muy inestable en el aire, prendiendo a altas temperaturas (400ºC)). Sí que se usa, no obstante, en algunas aplicaciones en medicina, para tratar ciertos tipos de cáncer.