Disprosio
Propiedades, características y usos
El disprosio es un elemento químico cuyo símbolo es Dy y su número atómico es 66. Es un metal de transición de color blanco plata, incluido en el grupo de los lantánidos o tierras raras.
Fue identificado por primera vez en 1886 por Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, pero no fue posible obtener una muestra pura hasta la década de 1950, con el método de intercambio iónico.
En la naturaleza el disprosio se encuentra formado por 7 isótopos, y no existe en la corteza terrestre en forma aislada sino en compuestos junto con otros lantánidos.
Información del Disprosio
| Fecha de Descubrimiento | 1886 |
|---|---|
| Descubierto por | Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran |
| Origen del nombre | El nombre se deriva del griego ‘dysprositos’, que significa difícil de conseguir. |
Características del disprosio
El disprosio es una tierra rara que presenta brillo metálico plateado. Es tan blando que puede ser cortado con una navaja, y puede ser procesado por máquinas sin emitir chispas, si se evita el sobrecalentamiento.
Sus propiedades pueden verse muy afectadas por cantidades muy pequeñas de impurezas.
El disprosio, después del holmio, posee el momento magnético más alto entre todos los elementos, especialmente a bajas temperaturas.
Tiene un ordenamiento ferromagnético simple a temperaturas por debajo de los 85 K (−188,2 °C). Sobre dicha temperatura, se torna a un estado antiferromagnético helicoidal el cual todos los momentos atómicos en una capa de plano basal particular están en paralelo, y orientados en un ángulo fijo respecto a los momentos de las capas adyacentes. Este inusual antiferromagnetismo se trasforma en un estado de desorden (paramagnético) a 179 K (−94 °C).
Disprosio en la tabla periódica
| Símbolo | Dy |
|---|---|
| Grupo | Lantánidos |
| Período | 6 |
| Bloquear | F |
| Número Atómico | 66 |
| Valencia | 3 |
| Estado de oxidación | +3 |
| Electronegatividad | 1,1 |
| Radio covalente (Å) | 1,59 |
| Radio iónico (Å) | 0,99 |
| Radio atómico (Å) | 1,77 |
| Configuración electrónica | [Xe] 4f106s2 |
| Estado a 20°C | sólido |
| Punto de fusión | 1412°C, 2574°F, 1685K |
| Punto de ebullición | 2567°C, 4653°F, 2840K |
| Primer potencial de ionización (eV) | 6,85 |
| Densidad (g/ml) | 8,536 |
| Masa atómica relativa (g/mol) | 162,50 |
Usos y aplicaciones del disprosio
Como metal puro, se usa poco, porque reacciona fácilmente con agua y aire. El uso principal del disprosio es en aleaciones para imanes a base de neodimio. Esto se debe a que es resistente a la desmagnetización a altas temperaturas. Esta propiedad es importante para los imanes utilizados en motores o generadores. Estos imanes se utilizan en turbinas eólicas y vehículos eléctricos, por lo que la demanda de disprosio está creciendo rápidamente.
El yoduro de disprosio se usa en lámparas de descarga de haluro. La sal permite que las lámparas emitan una luz blanca muy intensa.
Un óxido de disprosio-níquel cermet (un material compuesto de cerámica y metal) se utiliza en barras de control de reactores nucleares. Absorbe fácilmente los neutrones y no se hincha ni contrae cuando se bombardea con neutrones durante largos períodos.
Aplicaciones de nanopartículas de disprosio
Las aplicaciones clave para las nanopartículas de disprosio son las siguientes:
- Como dopante en vidrio y fibras ópticas, y en fósforos, nanofosforos y nanopartículas de fósforo dopadas.
- Se agrega a muchas aplicaciones ópticas avanzadas, ya que emite longitudes de onda de 470-500 nm y 570-600 nm.
- Se están llevando a cabo más investigaciones para explotar las propiedades de sus posibles áreas de aplicación, y los compuestos como el óxido de disprosio y el fluoruro de disprosio también pueden tener numerosas aplicaciones en forma de nanopartículas.
Donde se encuentra el disprosio
En común con muchos otros lantánidos, el disprosio se encuentra en los minerales monazita y bastnasita. También se encuentra en pequeñas cantidades en varios otros minerales como xenotima, fergusonita, gadolinita y polycrase.
Se puede extraer de estos minerales mediante intercambio iónico y extracción con solventes. También se puede preparar mediante la reducción del trifluoruro de disprosio con calcio metal.
Países productores de disprosio
Este elemento de tierras raras es extraido y explotado en las principalmente en las minerías de países como Estados Unidos, China, Rusia, Australia e India.
Nivel de toxicidad del disprosio
Al igual que muchos polvos, el polvo de disprosio puede presentar un riesgo de explosión cuando se mezcla con aire y cuando hay una fuente de ignición.
Las láminas delgadas de la sustancia también pueden encenderse por chispas o por electricidad estática. Los incendios de disprosio no se pueden apagar con agua. Puede reaccionar con el agua para producir hidrógeno gaseoso inflamable. Los incendios de cloruro de disprosio, sin embargo, se pueden extinguir con agua. El fluoruro de disprosio y el óxido de disprosio no son inflamables.
El nitrato de disprosio, Dy (NO3)3, es un agente oxidante fuerte y se enciende fácilmente al entrar en contacto con sustancias orgánicas.
Las sales solubles de disprosio, como el cloruro de disprosio y el nitrato de disprosio, son levemente tóxicas cuando se ingieren.
Basado en la toxicidad del cloruro de disprosio para ratones, se estima que la ingestión de 500 gramos o más podría ser fatal para un humano. Las sales insolubles, sin embargo, no son tóxicas.