Lantano: Propiedades, características y usos

lantano

El lantano es un elemento químico con el símbolo La y el número atómico 57. Es un metal suave, dúctil, de color blanco plateado que se empaña lentamente cuando se expone al aire y es lo suficientemente suave como para cortarlo con un cuchillo. 

Es el epónimo de la serie de lantánidos, un grupo de 15 elementos similares entre el lantano y el lutecio en la tabla periódica, de los cuales el lantano es el primero y el prototipo. 

A veces también se considera el primer elemento de los metales de transición del sexto período, que lo colocaría en el grupo 3, aunque el lutecio a veces se coloca en esta posición. 

El lantano se cuenta tradicionalmente entre los elementos de tierras raras. El estado de oxidación habitual es +3. El lantano no tiene un papel biológico en los humanos, pero es esencial para algunas bacterias. No es particularmente tóxico para los humanos, pero muestra cierta actividad antimicrobiana.

Información del lantano

Fecha de descubrimiento1839
Descubierto porCarl Gustav Mosander 
Origen del nombreEl nombre se deriva del griego ‘lanthanein’, que significa estar oculto. 

Características del lantano

El lantano es el primer elemento y prototipo de la serie de los lantánidos. En la tabla periódica, aparece a la derecha del bario de metal alcalinotérreo y a la izquierda del lantánido cerio

El lantano a menudo se considera un elemento del grupo 3, junto con sus congéneres más ligeros, el escandio y el itrio, y su congénere más pesado, el actinio radiactivo, aunque esta clasificación a veces se cuestiona. De manera similar al escandio, itrio y actinio, los 57 electrones de un átomo de lantano están dispuestos en la configuración [Xe] 5d 1 6s 2, con tres electrones de valencia fuera del núcleo de gas noble. 

En las reacciones químicas, lantano casi siempre da estos tres electrones de valencia de los 5d y 6s subcapas para formar el estado de oxidación +3, el logro de la configuración estable del gas noble anterior xenón. También se conocen algunos compuestos de lantano (II), pero son mucho menos estables.

Lantano en la tabla periódica

GrupoLantánidos
Período6
BloquearD
Número Atómico57
Valencia3
Estado de oxidación+3
Electronegatividad1,1
Radio covalente (Å)1,69
Radio iónico (Å)1,06
Radio atómico (Å)1,87
Configuración electrónica[Xe] 5d1 6s2
Estado a 20 °Csólido
Punto de fusión920°C, 1688°F, 1193 K 
Punto de ebullición3464°C, 6267°F, 3737 K 
Primer potencial de ionización (eV)5,57
Densidad (g/ml)6,15
Masa atómica relativa (g/mol)138,905

Usos y aplicaciones del lantano

El lantano se usa en grandes cantidades en baterías recargables de hidruro metálico de níquel (NiMH) para automóviles híbridos. El electrodo negativo (cátodo) en las baterías de NiMH es una mezcla de hidruros metálicos, uno de los cuales es típicamente hidruro de lantano. El material activo en el cátodo es hidrógeno, que se almacena en la estructura de hidruro metálico. El hidruro metálico puede, dependiendo de su composición, contener entre 1% y 7% de hidrógeno en peso. Una batería Toyota Prius requiere aproximadamente 10 kg de lantano.

El lantano se utiliza como catalizador de craqueo de petróleo, catalizando la división de hidrocarburos de cadena larga en especies de cadena más corta.

El lantano se usa como aditivo para fabricar hierro fundido nodular y como aditivo en acero.

Los pedernales de encendedor de llamas usan metal mich (una aleación de tierras raras) que contiene lantano para producir chispas por fricción.

El lantano se usa en aleaciones de esponja de hidrógeno, que toman hasta 400 veces su propio volumen de gas hidrógeno.

El lantano también se usa para hacer gafas de visión nocturna (vidrio absorbente de infrarrojos).

Las lentes de cámara y telescopio de alta calidad contienen óxido de lantano (La2O3) haciendo uso de su alto índice de refracción y baja dispersión.

El carbonato de lantano se usa para reducir los niveles sanguíneos de fosfato en pacientes con enfermedad renal.

Los compuestos de lantano también se usan en algunos productos para piscinas para reducir el nivel de nutrientes de fosfato de los que se alimentan las algas.

Donde se encuentra el lantano

Los principales minerales de los que se extrae hoy son Monazita y Bastnäsite, donde Lanthanum constituye el 25% y el 38% de los minerales, respectivamente. La allanita y la cerita también contienen lantano, pero estos minerales no se extraen en particular por su contenido de lantano.

Países productores de lantano

Las principales regiones mineras de los minerales mencionados son Estados Unidos, Brasil, India, Sri Lanka y Australia, que constituyen la producción mundial de lantano a 12.500 tm/año. Se cree que las reservas de este elemento están en la región de 6 millones de toneladas. A pesar de ser una de las “tierras raras”, ¡el lantano es probablemente uno de los menos raros, ya que se produce en un tonelaje similar al del plomo y el estaño combinados! El lantano en sí mismo se produce al hacer reaccionar el fluoruro de lantano y el calcio metal, sin embargo, el lantano solo es comercial en sus otras formas, tales como óxido de lantano, carbonato, cloruro, fluoruro, nitrato y sulfato.

Nivel de toxicidad del lantano

El lantano tiene un nivel de toxicidad bajo a moderado y debe manejarse con cuidado. La inyección de soluciones de lantano produce hiperglucemia, presión arterial baja, degeneración del bazo y alteraciones hepáticas.

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