Itri: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
m bot: -otorinolaringol_gia +otorrinolaringol_gia
Contingut canviat per « ».
Etiquetes: Substitució editor visual
Línia 1:
{{polisèmia|Itri (municipi)|el municipi italià}}
{{Itri}}
L''''itri''' és un [[element químic]] el símbol del qual és '''Y''' i el seu [[nombre atòmic]] és 39. És un [[metall de transició]] del grup 3 de la [[taula periòdica]] i de l'agrupament de les [[terres rares]]. Fou descobert pel químic finlandès [[Johan Gadolin]] el 1794, essent el primer element de les terres rares en ser descobert. A la naturalesa se'l troba en abundància als minerals [[bastnäsita-(Y)]] i [[xenotima-(Y)]], dels quals s'obté. Té importants aplicacions en la societat actual, hom els troba al làser YAG (granat sintètic d'itri i alumini), també emprat en [[joieria]] com a substitut del [[diamant]]; en el [[superconductor]] <chem>YBa2Cu3O7</chem>; en els [[díodes emissors de llum]] o LEDs blancs; en les [[pantalles de cristall líquid]] o LCD i en les [[Pantalla de plasma|pantalles de plasma]].
 
== Història ==
El 1787, el químic i lloctinent de l'armada sueca [[Carl Axel Arrhenius]] trobà una roca negra pesada en una vella pedrera prop de la població [[suècia|sueca]] de [[Ytterby]] (actualment part de l'[[arxipèlag d'Estocolm]]).<ref name="Krogt"/> Pensant que era un mineral desconegut que contenia un element acabat de descobrir el [[tungstè]],<ref name="Emsley496">[[#Emsley2001|Emsley 2001]], p. 496</ref> el va anomenar ''iterbita''<ref group=nota> Pel nom del poble on va ser descobert més la terminació -ita de mineral.</ref> i envià mostres a químics per a la seva anàlisi.<ref name="Krogt">[[#Krogt|Van der Krogt 2005]]</ref>
 
[[Fitxer:Johan Gadolin.jpg|miniatura|esquerra|alt= Black and white bust painting of a young man with neckerchief in a coat. The hair is only faintly painted and looks grey.|[[Johan Gadolin]] descobrí l'òxid d'itri.]]
[[Johan Gadolin]] de l'[[Acadèmia d'Åbo]] identificà un nou òxid o "[[Terra (química)|terra]]" a la mostra d'Arrhenius el 1789, i publicà l'anàlisi completa el 1794.<ref>[[#Gadolin1794|Gadolin 1794]]</ref><ref group=nota>[[#Stwertka1998|Stwertka 1998]], p. 115 diu que la identificació fou 1789 però no diu quan es produí l'anunci. [[#Krogt|Van der Krogt 2005]] cita la publicació original amb l'any [[#Gadolin1794|1794, de Gadolin]].</ref> [[Anders Gustaf Ekeberg]] confirmà el 1797 i anomenà el nou òxid ''itria''.<ref name="Greenwood1997p944">{{harvnb|Greenwood|1997|p=944}}</ref> Posteriorment [[Antoine Lavoisier]] desenvolupà la primera definició moderna d'[[element químic]], es pensava que les terres podien reduir-se als seus elements, el que volia dir que el descobriment d'una nova terra volia dir el descobriment del nou element que hi havia dins, que en aquest cas hagués estat l'itri.<ref group="nota">A les terres se'ls donà la terminació -a i als nous elements la terminació -i</ref>
 
El 1843, [[Carl Gustav Mosander]] trobà que les mostres d'''itria'' contenien tres òxids: blanc [[òxid d'itri]] (''itria''), groc [[òxid de terbi (III,IV)|òxid de terbi]] (que va ser anomenat de forma confusa ''erbia'' a l'època) i el rosat [[òxid d'erbi]] (anomenat ''terbia'' a l'època).<ref>{{ref-publicació|publicació=Annalen der Physik und Chemie|volum=60
|any=1843|pàgines=297–315|article=Ueber die das Cerium begleitenden neuen Metalle Lathanium und Didymium, so wie über die mit der Yttererde vorkommen-den neuen Metalle Erbium und Terbium
|nom = Mosander|cognom = Carl Gustav|enllaçautor = Carl Gustav Mosander
|exemplar = 2|llengua=alemany|doi = 10.1002/andp.18431361008}}</ref> Un quart òxid, l'[[òxid d'iterbi]], fou aïllat el 1878 per [[Jean-Charles Galissard de Marignac]].<ref name=":1" /> Nous elements foren aïllats de cada un d'aquests òxids posteriorment, i cada element fou anomenat d'alguna manera a partir d'Ytterby, el poble prop de la pedrera, [[iterbi]], [[terbi]] i [[erbi]].<ref name="Stwertka115">[[#Stwertka1998|Stwertka 1998]], p. 115</ref> Posteriorment se'n descobriren set nous metalls en la ''itria'' de Gadolin.<ref name="Krogt"/> Com que l'''itria'' era un mineral i no un òxid, [[Martin Heinrich Klaproth]] la reanomenà [[gadolinita]] en honor a Gadolin.<ref name="Krogt"/>
 
El metall d'itri fou aïllat per primera vegada el 1828 quan [[Friedrich Wöhler]] escalfà clorur d'itri amb [[potassi]]:<ref>{{ref-llibre|cognom = Heiserman|nom = David L.|títol = Exploring Chemical Elements and their Compounds|lloc = New York|editorial = TAB Books|isbn = 0-8306-3018-X|capítol = Element 39: Yttrium|pàgines = 150–152|any = 1992}}</ref><ref>{{ref-publicació|publicació = Annalen der Physik|volum = 89|exemplar = 8|pàgines = 577–582|article = Ueber das Beryllium und Yttrium|nom = Friedrich|cognom = Wöhler|enllaçautor = Friedrich Wöhler|doi = 10.1002/andp.18280890805|any = 1828}}</ref>
 
<chem display="block">YCl3 + 3K -> Y + 3KCl</chem>
 
Fins als anys 20, s'usà el símbol químic '''Yt''' per aquest element, després s'utilitzà '''Y'''.<ref>{{ref-publicació|publicació = Pure Appl. Chem.|volum = 70|exemplar = 1|pàgines = 237–257
|any = 1998|nom = Tyler B.|cognom = Coplen|coautors = Peiser, H. S.|article = History of the Recommended Atomic-Weight Values from 1882 to 1997: A Comparison of Differences from Current Values to the Estimated Uncertainties of Earlier Values (Technical Report)|editorial = IUPAC's Inorganic Chemistry Division Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances|doi = 10.1351/pac199870010237}}</ref>
 
El 1987, es troba l'òxid d'itri bari coure per aconseguir la [[superconductivitat d'alta temperatura]].<ref name="Wu" /> Fou el segon material conegut que exhibí aquesta propietat,<ref name="Wu">{{ref-publicació|nom = M. K.|cognom = Wu|coautors = Ashburn, J. R.; Torng, C. J.; Hor, P. H.; Meng, R. L.; Gao, L.; Huang, Z. J.; Wang, Y. Q. and Chu, C. W.|article = Superconductivity at 93 K in a New Mixed-Phase Y-Ba-Cu-O Compound System at Ambient Pressure
|publicació = [[Physical Review Letters]]|any = 1987|volum = 58|pàgines = 908–910|doi = 10.1103/PhysRevLett.58.908}}</ref> i fou el primer material conegut en aconseguir la [[superconductivitat]] per sobre del (econòmicament important) punt d'ebullició del nitrogen.<ref group="nota">[[Temperatura crítica#superconductivitat|T<sub>c</sub>]] per l'OYBC és 93 K i el punt d'ebullició del nitrogen és 77 K.</ref>
 
== Estat natural i obtenció ==
Quant a la seva abundància, l'itri es col·loca en la trentena posició en ordre decreixent, amb un 0,0029 % d'abundància en l'escorça terrestre (el qual el fa pràcticament tan profús com el [[cobalt]], el [[coure]] o el [[zinc]]). Tanmateix, els seus composts presenten una gran importància tecnològica, el que ha dut a que, a causa de la sobreexplotació, la [[Comunitat Europea]] l'hagi declarat com un dels elements "en perill d'extinció" en els propers 100 anys.<ref name=":3">{{Ref-publicació|cognom=Berenguer Marín|nom=J.R.|article=Z = 39, itrio, Y. El “portal” de las tierras raras en tu móvil|publicació=An. Quím.|url=http://analesdequimica.es/wp2/numeros-anteriores/vol-115-no-2-2019/|data=2019|pàgines=|volum=115|exemplar=2}}</ref>
[[Fitxer:Xenotime-(Y)-283009.jpg|esquerra|miniatura|Xenotima-(Y)]]
A la natura se'l troba formant desenes de minerals amb elevades proporcions. Els que superen un percentatge del 45 % són: [[Iimoriïta-(Y)]] 53,9 %, [[bastnäsita-(Y)]] 52,95 %, [[thalenita-(Y)]] 50,52 %, [[fluorthalenita-(Y)]] 50,33 %, [[xenotima-(Y)]] 48,35 %, [[kuliokita-(Y)]] 45,28 % i [[rowlandita-(Y)]] 45,26 %.<ref>{{Ref-web|títol=Mineral Species sorted by the element Y Yttrium|url=http://webmineral.com/chem/Chem-Y.shtml#.XkXR2GhKjcs|consulta=2020-02-13}}</ref> Són de gran importància minera la bastnäsita-(Y) i la xenotima-(Y).
 
A l'anàlisi dels aproximadament 300 kg de materials que les [[Programa Apollo|missions Apollo]] de la [[NASA]] dugueren de la [[Lluna]] s'ha determinat una relativament elevada quantitat d'itri.<ref>{{Ref-llibre|títol=Nature's building blocks : an A-Z guide to the elements|url=https://www.worldcat.org/oclc/46984609|editorial=Oxford University Press|data=2001|lloc=Oxford|isbn=0-19-850341-5|cognom=Emsley, John.}}</ref>
 
Se sol preparar comercialment de manera similar a com ho va fer Wöhler al segle XIX, per reducció metalotèrmica de clorur d'itri amb calci:<ref name=":3" />
 
<chem display="block">2YCl3 + 3Ca -> 2Y + 3CaCl2</chem>
== Propietats ==
 
=== Propietats físiques ===
L'itri és un metall platejat de densitat 4,469 g/cm³, punt de fusió 1522 °C i punt d'ebullició 3345 °C. És moderadament blan i és dúctil.<ref name=":2" /> El metall és [[Paramagnetisme|paramagnètic]] i té una [[susceptibilitat magnètica]] independent de la temperatura entre 10 i 300 K (−263 i 27 °C). Es converteix en [[Superconductivitat|superconductor]] a 1,3 K (−271,9 °C) a pressions superiors als 110 [[Bar (unitat de pressió)|kilobars]].<ref name=":1" />
 
L'itri existeix en dues formes [[Al·lotropia|al·lotròpiques]] (estructurals). La fase α és hexagonal compacta a temperatura ambient. La fase β és cúbica centrada en el cos a una temperatura de 1478 °C. La seva [[configuració electrònica]] és <math>[Kr]4d^15s^2</math>.<ref name=":1" />
 
=== Propietats químiques ===
[[Fitxer:Yttrium nitrate.jpg|esquerra|miniatura|Nitrat d'itri]]
L'itri s'[[Oxidació-reducció|oxida]] lentament exposat a l’aire i es crema fàcilment per formar l'òxid d'itri de fórmula <chem>Y2O3</chem>:<ref name=":02">{{Ref-web|títol=WebElements Periodic Table » Yttrium » reactions of elements|url=https://www.webelements.com/yttrium/chemistry.html|consulta=2020-01-14|llengua=|editor=|data=}}</ref><chem display="block">4 Y + 3 O2 -> 2 Y2O3</chem>És força [[Electronegativitat|electropositiu]] i actua sempre com a trivalent. Finament dividit o escalfat, reacciona amb l'aigua formant el catió itri(3+) amb despreniment d'[[hidrogen]] gas:<ref name=":02" /><chem display="block">2 Y(s) + 6 H2O(l) -> 2Y^3+(aq) + 6OH^- (aq) + 3 H2(g)</chem>
Amb l'[[àcid clorhídric]] també dóna cations itri(3+) i es desprèn hidrogen:
 
<chem display="block">2 Y(s) + 6 HCl(aq) -> 2Y^3+(aq) + 6Cl^- (aq) + 3 H2(g)</chem>
 
Reacciona fàcilment amb tots els [[Halogen|halògens]] donant els corresponents [[Halogenur|halogenurs]] d'itri(3+):<ref name=":02" />[[Fitxer:Wiki-YIG.jpg|esquerra|miniatura|Granat sintètic d'alumini i itri, YIG o òxid d'alumini i itri <chem>Y3Al5O12</chem>]]<chem display="block">2 Y (s) + 3 F2 (g) -> 2 YF3 (s)</chem><chem display="block">2 Y (s) + 3 Cl2 (g) -> 2 YCl3 (s)</chem><chem display="block">2 Y (s) + 3 Br2 (g) -> 2 YBr3 (s)</chem><chem display="block">2 Y (s) + 3 I2 (g) -> 2 YI3 (s) </chem>
Altres composts d'itri que s'han descrit són: l'antimonur d'itri <chem>YSb</chem>, l'arsenur d'itri <chem>YAs</chem>, l'hexaborur d'itri <chem>YB6</chem>, el dicarbur d'itri <chem>YC2</chem>, el fosfur d'itri <chem>YP</chem>, el sulfur d'itri <chem>Y2S3</chem>, el carbonat d'itri—aigua(1/3) <chem>Y2(CO3)3*3H2O</chem>, l'hidròxid d'itri <chem>Y(OH)3</chem>, el nitrat d'itri i dos hidrats seus <chem>Y(NO3)3</chem>, <chem>Y(NO3)3*4H2O</chem>, <chem>Y(NO3)3*6H2O</chem> i el sulfat d'itri—aigua(1/8) <chem>Y2(SO4)3*8H2O</chem>. Altres composts més complexos són el granat sintètic de ferro i i itri, YIG o òxid d'itri i ferro, <chem>Y3Fe5O12</chem> i el granat sintètic d'alumini i itri, YAG o òxid d'alumini i itri <chem>Y3Al5O12</chem>.<ref name=":2">{{Ref-llibre|edició=2016-2017, 97th edition|títol=CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data.|url=https://www.worldcat.org/oclc/957751024|lloc=Boca Raton, Florida|isbn=978-1-4987-5429-3|cognom=|nom=|llengua=|data=2016|editorial=CRC Press|pàgines=|editor=William M. Haynes}}</ref>
 
== Isòtops ==
{{Article principal|Isòtops de l'itri}}
L'itri 89 és estable i és l'únic isòtop que es hom pot trobar de manera natural. S'han detectat un total de 33 [[Radioisòtop|radioisòtops]] (excloent els [[Isòmer nuclear|isòmers nuclears]]) de l'itri que van en [[nombre màssic]] de 77 a 109 i [[període de semidesintegració]] de 41 mil·lisegons (itri 108) fins a 106,63 dies (itri 88).<ref name=":1">{{Ref-web|títol=Yttrium {{!}} chemical element|url=https://www.britannica.com/science/yttrium|consulta=2020-02-13|llengua=en|editor=Encyclopædia Britannica, inc.|data=26 febrer 2017|obra=Encyclopædia Britannica}}</ref>
 
== Aplicacions ==
[[Fitxer:Laserkop van Amada FO-4020NT 4kW, industriële laser.jpg|miniatura|Làser emprat en el tallat de materials]]
 
=== Indústria metal·lúrgica ===
L'itri s'afegeix a [[Aliatge|aliatges]] de [[magnesi]] i [[alumini]] amb la finalitat d'aportar protecció contra la [[corrosió]]. El granat sintètic YAG (acrònim de l'anglès ''yttrium aluminium garnet'') de fórmula <chem>Y3Al5O12</chem>, això és, òxid d'alumini i itri, dopat amb [[neodimi]], és el component bàsic dels potents [[Làser Nd:YAG|làsers Nd:YAG]] que emeten llum de longitud d'ona 1 064 nm a la zona de l'[[infraroig]], i que són emprats en soldadures i en el tallat de materials.<ref name=":0">{{Ref-llibre|títol=Elements i recursos minerals : aplicacions i reciclatge|url=http://worldcat.org/oclc/1120317169|isbn=978-84-9880-666-3|cognom=Sanz Balagué|nom=J.|edició=3a|llengua=|data=2017|editorial=Iniciativa Digital Politècnica|lloc=|pàgines=|cognom2=Tomasa Guix|nom2=O.}}</ref>
 
=== Indústria electrònica ===
[[Fitxer:10 mm Frosted White LED (on).jpg|miniatura|LED blanc]]
L'itri té un ús destacat en la tecnologia dels [[Díode emissor de llum|díodes emissors de llum]], o LEDs, de color blanc. També s'usa en els [[Llum fluorescent|llums fluorescents]] per a produir una llum blanca intensa amb un estalvi important d'energia. L'itri, activat pel [[terbi]], és usat com a [[Fòsfor (substància fosforescent)|material fosforescent]] (fosforòfor) blau i lila en la fabricació de [[Pantalla de plasma|pantalles de plasma]] i [[Pantalla de cristall líquid|pantalles de cristall líquid]] LCD.<ref name=":0" />
 
Per altra banda, el granat d'itri i ferro o YIG (acrònim de l'anglès ''yttrium iron garnet'') és l'òxid d'itri i ferro <chem>Y3Fe5O12</chem> que és un material [[Ferromagnetisme|ferromagnètic]] usat com a transmissor i [[transductor]] d'energia acústica, en el disseny de [[Radar|radars]] o en filtres per a [[microones]].<ref name=":3" />
 
=== Medicina ===
Els làsers Nd:YVO<sub>4</sub>-YAG (neodimi-itri-vanadat/itri-alumini-granat) són de gran utilitat en [[oftalmologia]], [[dermatologia]] i [[Otorrinolaringologia|otorrinolaringologia]]. L'isòtop radioactiu itri 90 és usat en el tractament dels càncers d'ossos, ovaris, pàncrees i de la [[leucèmia]].<ref name=":0" />[[Fitxer:Levitation of a magnet on top of a superconductor 2.jpg|miniatura|Levitació d'un imant superconductor <chem>YBa2Cu3O7</chem> refredat amb nitrogen líquid a –196°C]]
=== Joieria ===
El granat de itri i alumini (YAG) presenta una duresa (8 en l'escala de Mohs) i aspecte similar a la del [[diamant]] (duresa 10 en l'escala de Mohs), sent usat en joieria. La seva estructura és igual a la dels [[Granat (mineral)|granats]] naturals. Es poden obtenir YAGs acolorits afegint els dopants apropiats. Els liles tenen [[neodimi]], [[Terra rara|terres rares]] en colors grocs i verds, [[erbi]] per a pedres roses, [[cobalt]] per blau i [[crom]] per verd.<ref>{{Ref-web|títol=YAG – Fichas Gemas – Gemología MLLOPIS|url=https://gemologiamllopis.com/gemas/yag-aluminato-de-itrio-artificial-yag-aluminato-de-itrio/|consulta=2020-02-14|llengua=es}}</ref>
 
=== Altres camps ===
[[Fitxer:Yttria-stabilized zirconia (YSZ) diagram.jpg|miniatura|Zircònia estabilitzada amb itri]]
Un ús important de l'itri és en la fabricació de [[Superconductivitat|superconductors]] d'altes temperatures, com ara <chem>YBa2Cu3O7</chem>, que té una temperatura de transició superconductora de –180 °C, per damunt del punt d'ebullició del nitrogen líquid que és de –196 °C. S'empra per a línies de transmissió d’energia elèctrica i imants superconductors.<ref name=":1" />
 
L'òxid d'itri i el de [[lantani]] són els substituts del [[tori]] en les camises dels llums de gas, perquè són resistents a la calor i donen una llum molt intensa quan s'escalfen.<ref name=":0" /> També serveix com a precursor d'un bon nombre de materials de gran interès. Afegit a l'[[òxid de zirconi]] <chem>ZrO2</chem> en proporcions variables pot donar lloc a la formació de YSZ ([[Zircònia cúbica|zircònia]] estabilitzada amb itri) o PSZ (zircònia parcialment estabilitzada). La primera té estructura cúbica i presenta [[Conductivitat elèctrica|conductivitat]] iònica en estat sòlid i propietats refractàries, fet que permet el seu ús com a [[electròlit]], tant en sensors d'oxigen d'alta temperatura com en cel·les de combustible d'òxid sòlid (SOFC) per a la generació d'electricitat a partir de la reacció electroquímica d'oxigen de l'aire i hidrogen. La segona, amb estructura tetragonal, és una [[ceràmica]] altament tenaç.<ref name=":3" />
 
== Articles relacionats==
* [[Xenotima]]
 
== Referències ==
{{referències}}
 
== Notes ==
<references group=nota/>
== Enllaços externs ==
{{commonscat}}
* [http://pearl1.lanl.gov/periodic/elements/39.html Los Alamos National Laboratory - Itri] {{en}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Y/index.html webelements.com - Itri] {{en}}
* [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Y.html environmentalchemistry.com - Itri] {{en}}
{{Taula periòdica compacta}}
{{Autoritat}}
{{Viccionari-lateral|itri}}
 
[[Categoria:Itri| ]]