Lantánidos

Lantánidos Concepto: Grupo especial de metales de propiedades muy parecidas como corresponde a su análoga estructura electrónica.

Lantánidos. La serie de lantánidos es el grupo de elementos químicos que siguen al lantano en el grupo IIIB de la tabla periódica. Su distinción atómica es que ocupan en subnivel electrónico 4f. En un principio, sólo estos elementos con números atómicos 58 a 71 son lantánidos.

Características físico-químicas

Las propiedades físicas y químicas de los lantánidos son extraordinariamente parecidas hasta el punto que no pueden separarse mediante los métodos químicos corrientes de precipitación selectiva sino mediante una laboriosa cristalización fraccionada.
Los elementos pueden agruparse en tres familias:

• la del Cerio [ Cerio (Ce 58), Praseodimio (Pr 59), Neodimio (Nd 60), Prometio (Pm 61) y Samario (Sm 62)], que forman sulfatos dobles insolubles
• la del Terbio [Europio (Eu 63), Gadolinio (Gd 64) y Terbio (Tb 65)], que dan sulfatos dobles moderadamente solubles
• la del Ytrio [ Disprosio (Dy 66),Holmio (67 Ho), Erbio (Er 68), Tulio (Tm 69), Iterbio (Yb 70) y Lutecio (Lu 71)], cuyos sulfatos dobles son muy solubles

Estado natural y separación

Los elementos lantánidos se conocían originalmente como las tierras raras debido a su presencia en las mezclas de óxidos. No son elementos raros y su abundancia absoluta en la litosfera es relativamente alta.

Aún el más escaso, el Tulio, es tan común como el Bismuto y más ordinario que el As, Se, Hg y Cd, a los que en general no se los considera como raros. Existen depósitos cuantiosos en Escandinavia, India, Rusia y EE.UU.; los muchos depósitos de menor tamaño están distribuidos en muchos otros lugares. Dichos depósitos están constituidos por muchos minerales, siendo la monacita , uno de los más importantes y se presenta casi siempre como una arena pesada y oscura de composición variable. La monacita es en esencia un ortofosfato de lantánidos, pero se encuentran cantidades significativas de Th, arriba de un 30% en la mayoría de las arenas de monacita.
La distribución individual de los lantánidos en los minerales es tal, que general el La, Ce, Pr y Nd constituyen aproximadamente el 90 %, estando el resto formado por el Y junto con los elementos mas pesados. El más abundante es el cerio 0,00031 %, seguido del neodimio 0,00018 %. La monacita y otros minerales que contienen lantánidos en el estado de oxidación +3 son por lo general pobres en Eu, el que debido a su tendencia relativamente fuerte de dar el estado +2, se concentra con más frecuencia en los minerales del grupo II.

En la naturaleza solo se encuentran trazos de Prometio en los minerales de Uranio como un fragmento resultante de la fisión espontánea ²³⁸U .Por métodos de intercambio de iones se pueden separar cantidades en miligramos de sales del ¹⁴⁷Pm⁺, a partir de los productos de fisión de los reactores donde se forma el ¹⁴⁷Pm(b^-,2,64 años).

Los lantánidos se separan de la mayoría de los otros elementos por precipitación de oxalatos o fluoruros de soluciones ácido nítrico. Los elementos se separan entre sí por intercambio de iones, el cual para fines comerciales se efectúa en gran escala. Por lo común, se separan inicialmente el Ce y Eu, el primero por oxidación a Ce⁺⁴ y precipitando luego el IO₃^- que es insoluble en HNO₃6N o bien por extracción por solventes; el Eu se separa por reducción a Eu⁺² precipitándolo luego como EuSO₄.

El comportamiento en el proceso de intercambio de iones depende principalmente del Radio iónico hidratado, y el lantano deberá estar enlazado de manera más estrecha que el Lu; por tanto, el orden de elución es de Lu ® La.

A pesar de que el Ce⁺⁴ (también el Th⁺⁴ y el Pu⁺⁴ ) se extrae fácilmente de las soluciones de HNO₃ con fosfato de tributilo en querosina, los nitratos trivalentes de lantánidos también se pueden extraer en condiciones apropiadas, usando diversos esteres de fosfatos ácidos. La facilidad de extracción en determinadas condiciones se incrementa con el aumento de Z; es mayor en ácidos fuertes o en altas concentraciones de nitratos.

Véase también

• Tierras raras

Enlaces externos

• http://www.textoscientificos.com/quimica/lantanidos Lantánidos

Fuentes

• Babor, Joseph A. y Aznárez, José Ibarz. Química General Moderna. Instituto Cubano del libro. La Habana. 1969.
• Plane, Robert A. y Sienko, Michel J. Química. Colección Ciencia Técnica Aguiar.
• De Galiano Mingot, Tomás.Pequeño Larousse de Ciencias Técnicas