Erbio
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Erbio. Es un elemento químico trivalente, maleable, relativamente estable en el aire y no se oxida tan rápidamente como otros metales de las tierras raras. El símbolo es Er, número atómico 68, peso atómico 167.26,
localizado en el grupo de las tierras raras. El elemento natural consta de seis isótopos estables.
Sumario
Historia
El erbio (de Ytterby, una ciudad sueca) fue descubierto por Carl Gustaf Mosander en 1843. Mosander separó la "itria" del mineral gadolinita en tres fracciones que denominó itria, erbia, y terbia. Nombró al nuevo elemento en honor a la ciudad de Ytterby, donde se encontraron grandes concentraciones de itria y erbio. La erbia y la terbia, sin embargo, se confundían por aquellos tiempos. Después de 1860, la terbia fue renombrada como erbia y en 1877 lo que era conocido como erbia se llamó terbia. Óxido de erbio (Er2O3) bastante puro fue aislado de forma independiente por Georges Urbain y Charles James en 1905. Hasta 1934 no se consiguió obtener erbio lo suficientemente puro cuando se consiguió reducir el cloruro anhidro con vapor de potasio.
Origen
Es un elemento trivalente, maleable, relativamente estable en el aire y no se oxida tan rápidamente como otros metales de las tierras raras. Las sales son rosadas y el elemento origina un caracter espectro de absorción en el espectro visible, ultravioleta y cerca del infrarrojo. El óxido es la erbia. Las propiedades del erbio están muy influenciadas por la cantidad y tipo de impurezas presentes. No tiene papel biológico conocido alguno aunque algunos creen que es capaz de estimular el metabolismo. Los cristales o vidrios dopados con erbio pueden ser utilizados en amplificación óptica, en la que los iones de erbio son bombeados ópticamente alrededor de las longitudes de ondas de 980 nm o 1480 nm e irradian luz en longitudes de onda de 1550 nm. Este proceso puede ser utilizado para crear láseres y amplificadores ópticos. La longitud de onda de 1550 nm es especialmente importante para las comunicaciones ópticas porque las fibras ópticas normalizadas tienen pérdidas mínimas en esta longitud de onda
Obtención
Como otras tierras raras, el erbio nunca se encuentra como elemento libre en la naturaleza pero sí en minerales como la monazita. Históricamente siempre ha sido difícil y caro separar las tierras raras unas de otras a partir de sus menas pero las técnicas de producción basadas en el intercambio iónico desarrolladas a finales del siglo XX ha abaratado apreciablemente el coste de todas la tierras raras y sus compuestos químicos. Las principales fuentes comerciales de erbio son los minerales xenotimo y euxenita y recientemente las arcillas de adsorción iónica de China meridional. En las muestras ricas de itrio de este tipo de mena, el itrio representa alrededor de los 2/3 de la masa total; y la erbia (óxido de erbio) representa entre el 4 y 5%. Esta cantidad de erbio es suficiente para conferir un color rosa característico a la disolución cuando la muestra rica en erbio se disuelve en medio ácido. Este comportamiento cromático es extraordinariamente similar al que Mosander y los demás científicos que trabajaron con las tierras raras podrían haber visto en sus muestras de gadolinita procedente de Ytterby.
Aplicaciones
Las aplicaciones son variadas, algunas son:
- Utilizado habitualmente como filtro fotográfico.
- Por la resistencia es útil como aditivo metalúrgico
- Se utiliza en tecnología nuclear como amortiguador de neutrones.
- Utilizado como dopante en amplificadores de fibra óptica.
- Para rebajar la dureza y mejora el mecanizado cuando se adiciona al Vanadio como elemento de aleación.
- Se usa como colorante para vidrios y esmaltes para porcela, tiene color rosado. Ese mismo vidrio se utiliza a menudo en gafas de sol y joyería barata.
- Las fibras ópticas de silicio dopadas con erbio son el elemento activo en los amplificadores de fibra dopados con erbio (EDFA), los cuales son ampliamente empleados en comunicaciones ópticas. Las mismas fibras se pueden usar para crear fibras láser. La fibra dopada conjuntamente con erbio e iterbio se utiliza en fibras láser de gran potencia, las cuales están reemplazando gradualmente las fibras láser de Dióxido de carbono en aplicaciones de soldadura y corte.
Efectos del Erbio sobre la salud
Es uno de los elementos químicos raros, que puede ser encontrado en equipos tales como televisores en color, lámparas fluorescentes y cristales. Todos los compuestos químicos raros tienen propiedades comparables.
Raramente se encuentra en la naturaleza, ya que se da en cantidades muy pequeñas. El erbio normalmente se encuentra solamente en dos tipos distintos de minerales. El uso del erbio sigue aumentando, debido al hecho de que es útil para producir catalizadores y para pulir cristales. El erbio es más peligroso en el ambiente de trabajo, debido al hacho de que las humedades y los gases pueden ser inhalados con el aire. Esto puede causar embolias pulmonares, especialmente durante exposiciones a largo plazo. El erbio puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.
Efectos del Erbio sobre el Medio Ambiente
Es vertido al Medio Ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente por industrias productoras de petróleo. También puede entrar en el medio ambiente cuando se tiran los equipos domésticos. El erbio se acumulará gradualmente en los suelos y en el agua de los suelos y esto llevará finalmente a incrementar la concentración en humanos, animales y partículas del suelo. En los animales acuáticos provoca daños a las membranas celulares, lo que tiene varias influencias negativas en la reproducción y en las funciones del sistema nervioso.
Precauciones
Como los demás lantánidos los compuestos de erbio tienen baja o moderada toxicidad, aunque esta no se ha investigado detalladamente. En estado metálico en polvo representa un riesgo de incendio y explosión.
Elemento químico, símbolo Er, número atómico 68, peso atómico 167.26, localizado en el grupo de las tierras raras. El elemento natural consta de seis isótopos estables. El óxido rosa Er2O3 se disuelve en ácidos minerales para dar soluciones color de rosa. Las sales son paramagnéticas y los iones trivalentes. A temperaturas bajas el metal es antiferromagnético y a temperaturas aún más bajas se vuelve fuertemente ferromagnético.
El mineral gadolinita ((Ce, La, Nd, Y)2FeBe2Si2O10), descubierto en una cantera cerca de la ciudad de Ytterby , Suecia, ha sido la fuente de un gran número de elementos de tierras raras. En 1843, Carl Gustaf Mosander, un químico sueco, fue capaz de separar gadolinita en tres materiales, a los cuales llamó itria, erbia y terbia. Como puede ser supuesto considerando las similitudes entre sus nombres y propiedades, los científicos pronto confundieron el erbio y el terbio y, en 1877, habían intercambiado sus nombres. Lo que Mosander llamó erbia ahora es llamado terbia y viceversa. De estas dos sustancias Mosander descubrió dos elementos nuevos, el terbio y el erbio. Actualmente, el erbio se obtiene principalmente a través de un proceso de intercambio iónico con los minerales xenotima (YPO4) y euxenita ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6).
Se alea con vanadiopara hacerlo más blando y más fácil de dar forma. El erbio también tiene algunos usos en la industria de la energía nuclear. Erbia, el material renombrado que Mosander descubrió en 1843, es óxido de erbio (Er2O3), uno de los compuestos del erbio. Erbia es de color rosa y se usa para dar color a cristales y vidrios. Otros compuestos del erbio son: fluoruro de erbio (ErF3), cloruro de erbio (ErCl3) y yoduro de erbio (ErI3).
Isótopos
Aparece en la naturaleza como mezcla de 6 isótopos estables: 162Er, 164Er, 166Er, 167Er, 168Er y 170Er; siendo el 166Er el más abundante (33,503% de abundancia). Se han caracterizado 29 radioisótopos, siendo el más estable el 169Er con un periodo de semidesintegración de 9,4 días, el 172Er con uno de 49,3 horas, el 160Er con uno de 28,58 horas, el 165Er con uno de 10,36 horas y el 171Er con uno de 7,516 horas. Los restantes isótopos radiactivos tienen períodos de semidesintegración inferiores a las 3,5 horas y la mayoría de ellos la tienen menor de 4 minutos. El erbio también tiene 13 metaestados, siendo el más estable el 167mEr (t½ 2,269 segundos).
La masa atómica de los isótopos del erbio varía entre 142,9663 u (143Er) y 176,9541 u (177Er). El principal modo de desintegración de los isótopos anteriores al isótopo estable más abundante, el 166Er, es la captura electrónica y el principal modo de los isótopos posteriores es la desintegración beta. Los productos de desintegración primarios anteriores al 166Er son isótopos del elemento 67 (holmio) y los productos de desintegración primarios posteriores son isótopos del elemento 69 (tulio).
