Itrio

El itrio es un elemento químico con el símbolo Y y el número atómico 39. Es un metal de transición plateado-metálico químicamente similar a los lantánidos y, a menudo, se ha clasificado como un "elemento de tierras raras". El itrio casi siempre se encuentra en combinación con elementos lantánidos en minerales de tierras raras y nunca se encuentra en la naturaleza como elemento libre. Y es el único isótopo estable y el único isótopo que se encuentra en la corteza terrestre.

Los usos más importantes del itrio son los LED y los fósforos, particularmente los fósforos rojos en las pantallas de tubos de rayos catódicos de los televisores. El itrio también se utiliza en la producción de electrodos, electrolitos, filtros electrónicos, láseres, superconductores, diversas aplicaciones médicas y en el rastreo de diversos materiales para mejorar sus propiedades.

El itrio no tiene un papel biológico conocido. La exposición a compuestos de itrio puede causar enfermedades pulmonares en humanos.

El elemento lleva el nombre de iterbita, un mineral identificado por primera vez en 1787 por el químico Carl Axel Arrhenius. Llamó al mineral por el pueblo de Ytterby, en Suecia, donde había sido descubierto. Cuando más tarde se descubrió que una de las sustancias químicas de la iterbita era el elemento no identificado anteriormente, el itrio, el elemento recibió el nombre del mineral.

Características

Propiedades

El itrio es un metal de transición suave, plateado metálico, lustroso y altamente cristalino del grupo 3. Como se esperaba por las tendencias periódicas, es menos electronegativo que su predecesor en el grupo, el escandio, y menos electronegativo que el siguiente miembro del período 5, el zirconio.; además, es más electronegativo que el lantano, pero menos electronegativo que el lutecio debido a la contracción del lantánido. El itrio es el primer elemento del bloque d en el quinto período.

El elemento puro es relativamente estable en el aire a granel, debido a la pasivación de un óxido protector (Y₂O₃) película que se forma en la superficie. Esta película puede alcanzar un espesor de 10 µm cuando el itrio se calienta a 750 °C en vapor de agua. Sin embargo, cuando está finamente dividido, el itrio es muy inestable en el aire; las virutas o virutas del metal pueden inflamarse en el aire a temperaturas superiores a 400 °C. El nitruro de itrio (YN) se forma cuando el metal se calienta a 1000 °C en nitrógeno.

Similitud con los lantánidos

Las similitudes del itrio con los lantánidos son tan fuertes que el elemento se ha agrupado históricamente con ellos como un elemento de tierras raras, y siempre se encuentra en la naturaleza junto con ellos en minerales de tierras raras. Químicamente, el itrio se parece más a esos elementos que su vecino en la tabla periódica, el escandio, y si las propiedades físicas se compararan con el número atómico, tendría un número aparente de 64,5 a 67,5, colocándolo entre los lantánidos gadolinio y erbio.

A menudo también cae en el mismo rango de orden de reacción, asemejándose al terbio y al disprosio en su reactividad química. El itrio tiene un tamaño tan parecido al llamado "grupo de itrio" de iones pesados ​​de lantánidos que, en solución, se comporta como si fuera uno de ellos. Aunque los lantánidos están una fila más abajo en la tabla periódica que el itrio, la similitud en el radio atómico puede atribuirse a la contracción de los lantánidos.

Una de las pocas diferencias notables entre la química del itrio y la de los lantánidos es que el itrio es casi exclusivamente trivalente, mientras que aproximadamente la mitad de los lantánidos pueden tener valencias distintas de tres; sin embargo, sólo para cuatro de los quince lantánidos son importantes estas otras valencias en solución acuosa (Ce, Sm, Eu e Yb).

Compuestos y reacciones

Como metal de transición trivalente, el itrio forma varios compuestos inorgánicos, generalmente en el estado de oxidación de +3, al ceder sus tres electrones de valencia. Un buen ejemplo es el óxido de itrio (III) (Y₂O₃), también conocido como itria, un sólido blanco de seis coordenadas.

El itrio forma un fluoruro, hidróxido y oxalato insolubles en agua, pero su bromuro, cloruro, yoduro, nitrato y sulfato son todos solubles en agua. El ion Y es incoloro en solución debido a la ausencia de electrones en las capas de electrones d y f.

El agua reacciona fácilmente con el itrio y sus compuestos para formar Y₂O₃. Los ácidos nítrico y fluorhídrico concentrados no atacan rápidamente al itrio, pero otros ácidos fuertes sí lo hacen.

Con halógenos, el itrio forma trihaluros como el fluoruro de itrio (III) (YF₃), cloruro de itrio (III) (YCl₃) y bromuro de itrio (III) (YBr₃) a temperaturas superiores a aproximadamente 200 °C. De manera similar, el carbono, el fósforo, el selenio, el silicio y el azufre forman compuestos binarios con itrio a temperaturas elevadas.

La química de organoitrio es el estudio de compuestos que contienen enlaces carbono-itrio. Se sabe que algunos de estos tienen itrio en el estado de oxidación 0. (El estado +2 se ha observado en los fundidos de cloruro y +1 en los grupos de óxido en la fase gaseosa). Algunas reacciones de trimerización se generaron con compuestos de organoitrio como catalizadores. Estas síntesis utilizan YCl₃como material de partida, obtenido a partir de Y₂O₃y ácido clorhídrico concentrado y cloruro amónico.

La hapticidad es un término para describir la coordinación de un grupo de átomos contiguos de un ligando unido al átomo central; se indica con el carácter griego eta, η. Los complejos de itrio fueron los primeros ejemplos de complejos en los que los ligandos de carboranilo se unieron al centro ad-metal a través de una hapticidad η. Vaporización de los compuestos de intercalación de grafito grafito-Y o grafito- Y₂O₃conduce a la formación de fullerenos endoédricos como Y@C ₈₂. Los estudios de resonancia de espín de electrones indicaron la formación de pares de iones Y y (C ₈₂). Los carburos Y ₃ C, Y ₂ C e YC ₂ pueden hidrolizarse para formar hidrocarburos.

Isótopos y nucleosíntesis

El itrio en el Sistema Solar se creó a través de la nucleosíntesis estelar, principalmente por el proceso s (≈72%), pero también por el proceso r (≈28%). El proceso r consiste en la captura rápida de neutrones por elementos más ligeros durante las explosiones de supernova. El proceso s es una captura de neutrones lentos de elementos más ligeros dentro de estrellas gigantes rojas pulsantes.

Los isótopos de itrio se encuentran entre los productos más comunes de la fisión nuclear de uranio en explosiones nucleares y reactores nucleares. En el contexto de la gestión de residuos nucleares, los isótopos de itrio más importantes son Y e Y, con vidas medias de 58,51 días y 64 horas, respectivamente. Aunque Y tiene una vida media corta, existe en equilibrio secular con su isótopo padre de larga vida, el estroncio-90 (Sr) con una vida media de 29 años.

Todos los elementos del grupo 3 tienen un número atómico impar y, por lo tanto, pocos isótopos estables. El escandio tiene un isótopo estable, y el propio itrio tiene solo un isótopo estable, Y, que también es el único isótopo que se produce de forma natural. Sin embargo, las tierras raras de los lantánidos contienen elementos de número atómico par y muchos isótopos estables. Se cree que el itrio-89 es más abundante de lo que sería de otro modo, debido en parte al proceso s, que da suficiente tiempo para que los isótopos creados por otros procesos se desintegren por emisión de electrones (neutrón → protón). Un proceso tan lento tiende a favorecer a los isótopos con números de masa atómica (A = protones + neutrones) alrededor de 90, 138 y 208, que tienen núcleos atómicos inusualmente estables con 50, 82 y 126 neutrones, respectivamente.Se cree que esta estabilidad es el resultado de su muy baja sección transversal de captura de neutrones. (Greenwood 1997, págs. 12 y 13). La emisión de electrones de isótopos con esos números de masa es simplemente menos frecuente debido a esta estabilidad, lo que hace que tengan una mayor abundancia. Y tiene un número de masa cercano a 90 y tiene 50 neutrones en su núcleo.

Se han observado al menos 32 isótopos sintéticos de itrio, y estos varían en número de masa atómica de 76 a 108. El menos estable de estos es Y con una vida media de >150 ns (Y tiene una vida media de >200 ns) y el más estable es Y con una vida media de 106.626 días. Aparte de los isótopos Y, Y e Y, con vidas medias de 58,51 días, 79,8 horas y 64 horas, respectivamente, todos los demás isótopos tienen vidas medias de menos de un día y la mayoría de menos de una hora.

Los isótopos de itrio con números de masa de 88 o menos se descomponen principalmente por emisión de positrones (protón → neutrón) para formar isótopos de estroncio (Z = 38). Los isótopos de itrio con un número de masa igual o superior a 90 se descomponen principalmente por emisión de electrones (neutrón → protón) para formar isótopos de circonio (Z = 40). También se sabe que los isótopos con números de masa de 97 o superiores tienen trayectorias de desintegración menores de emisión de neutrones retardados β.

El itrio tiene al menos 20 isómeros metaestables ("excitados") que varían en número de masa de 78 a 102. Se han observado múltiples estados de excitación para Y e Y. Si bien se espera que la mayoría de los isómeros de itrio sean menos estables que su estado fundamental, Y, Y, Y, Y, Y, Y e Y tienen vidas medias más largas que sus estados fundamentales, ya que estos isómeros se descomponen por desintegración beta en lugar de transición isomérica.

Historia

En 1787, el químico a tiempo parcial Carl Axel Arrhenius encontró una roca negra pesada en una antigua cantera cerca del pueblo sueco de Ytterby (ahora parte del archipiélago de Estocolmo). Pensando que era un mineral desconocido que contenía el elemento tungsteno recién descubierto, lo llamó iterbita y envió muestras a varios químicos para su análisis.

Johan Gadolin de la Universidad de Åbo identificó un nuevo óxido (o "tierra") en la muestra de Arrhenius en 1789 y publicó su análisis completo en 1794. Anders Gustaf Ekeberg confirmó la identificación en 1797 y nombró al nuevo óxido itria. En las décadas posteriores a que Antoine Lavoisier desarrollara la primera definición moderna de los elementos químicos, se creía que las tierras podían reducirse a sus elementos, lo que significaba que el descubrimiento de una nueva tierra equivalía al descubrimiento del elemento interior, que en este caso sería han sido itrio.

A Friedrich Wöhler se le atribuye el primer aislamiento del metal en 1828 al hacer reaccionar un cloruro volátil que creía que era cloruro de itrio con potasio.

En 1843, Carl Gustaf Mosander encontró que las muestras de itria contenían tres óxidos: óxido de itrio blanco (yttria), óxido de terbio amarillo (lo que confusamente se llamaba 'erbia' en ese momento) y óxido de erbio de color rosa (llamado 'terbia' en ese momento). el tiempo). Un cuarto óxido, el óxido de iterbio, fue aislado en 1878 por Jean Charles Galissard de Marignac. Posteriormente, se aislaron nuevos elementos de cada uno de esos óxidos, y cada elemento recibió el nombre, de alguna manera, de Ytterby, el pueblo cercano a la cantera donde se encontraron (ver iterbio, terbio y erbio). En las décadas siguientes, se descubrieron otros siete metales nuevos en la "itria de Gadolin". Dado que se descubrió que la itria era un mineral y no un óxido, Martin Heinrich Klaproth la rebautizó como gadolinita en honor a Gadolin.

Hasta principios de la década de 1920, se utilizó el símbolo químico Yt para el elemento, después de lo cual Y pasó a ser de uso común.

En 1987, se descubrió que el óxido de itrio, bario y cobre lograba una superconductividad a alta temperatura. Fue solo el segundo material conocido en exhibir esta propiedad, y fue el primer material conocido en lograr una superconductividad por encima del (económicamente importante) punto de ebullición del nitrógeno.

Ocurrencia

Abundancia

El itrio se encuentra en la mayoría de los minerales de tierras raras, se encuentra en algunos minerales de uranio, pero nunca se encuentra en la corteza terrestre como elemento libre. Alrededor de 31 ppm de la corteza terrestre es itrio, lo que lo convierte en el vigésimo octavo elemento más abundante, 400 veces más común que la plata. El itrio se encuentra en el suelo en concentraciones entre 10 y 150 ppm (promedio de peso seco de 23 ppm) y en el agua de mar en 9 ppt. Las muestras de rocas lunares recolectadas durante el Proyecto American Apollo tienen un contenido relativamente alto de itrio.

El itrio no tiene una función biológica conocida, aunque se encuentra en la mayoría de los organismos, si no en todos, y tiende a concentrarse en el hígado, los riñones, el bazo, los pulmones y los huesos de los humanos. Normalmente, se encuentran tan solo 0,5 miligramos (0,0077 gr) en todo el cuerpo humano; la leche materna humana contiene 4 ppm. El itrio se puede encontrar en plantas comestibles en concentraciones entre 20 ppm y 100 ppm (peso fresco), siendo la col la que tiene la mayor cantidad. Con hasta 700 ppm, las semillas de plantas leñosas tienen las concentraciones más altas conocidas.

A partir de abril de 2018, hay informes sobre el descubrimiento de reservas muy grandes de elementos de tierras raras en una pequeña isla japonesa. Según un estudio publicado en Scientific Reports, la isla Minami-Torishima, también conocida como isla Marcus, tiene un "tremendo potencial" para elementos de tierras raras e itrio (REY). "Este lodo rico en REY tiene un gran potencial como recurso de metales de tierras raras debido a la enorme cantidad disponible y sus características mineralógicas ventajosas", se lee en el estudio. El estudio muestra que más de 16 millones de toneladas cortas (15 mil millones de kilogramos) de elementos de tierras raras podrían "explotarse en un futuro cercano". Incluyendo el itrio (Y), que se utiliza en productos como lentes de cámaras y pantallas de teléfonos móviles, los elementos de tierras raras encontrados son europio (Eu), terbio (Tb),

Producción

Como el itrio es químicamente similar a los lantánidos, se encuentra en los mismos minerales (minerales de tierras raras) y se extrae mediante los mismos procesos de refinamiento. Se reconoce una ligera distinción entre los elementos ligeros (LREE) y los pesados ​​de tierras raras (HREE), pero la distinción no es perfecta. El itrio se concentra en el grupo HREE debido a su tamaño de ion, aunque tiene una masa atómica más baja.

Los elementos de tierras raras (REE) provienen principalmente de cuatro fuentes:

• Los minerales que contienen carbonato y fluoruro, como la bastnasita LREE ([(Ce, La, etc.)(CO ₃)F]) contienen un promedio de 0,1 % de itrio en comparación con el 99,9 % de los otros 16 REE. La principal fuente de bastnäsita desde la década de 1960 hasta la década de 1990 fue la mina de tierras raras Mountain Pass en California, lo que convirtió a Estados Unidos en el mayor productor de REE durante ese período. El nombre "bastnasita" es en realidad un nombre de grupo, y el sufijo de Levinson se usa en los nombres minerales correctos, por ejemplo, bästnasita-(Y) tiene a Y como elemento predominante.
• La monacita ([(Ce, La, etc.)PO ₄ ]), que es principalmente fosfato, es un depósito de placer de arena creado por el transporte y la separación gravitacional del granito erosionado. La monacita como mineral LREE contiene 2% (o 3%) de itrio. Los depósitos más grandes se encontraron en India y Brasil a principios del siglo XX, lo que convirtió a esos dos países en los mayores productores de itrio en la primera mitad de ese siglo. Del grupo de las monacitas, el miembro dominante de Ce, monacita-(Ce), es el más común.
• La xenotima, un fosfato de REE, es el principal mineral de HREE que contiene hasta un 60 % de itrio como fosfato de itrio (YPO ₄). Esto se aplica a la xenotima-(Y). La mina más grande es el depósito Bayan Obo en China, lo que convierte a China en el mayor exportador de HREE desde el cierre de la mina Mountain Pass en la década de 1990.
• Las arcillas de absorción de iones o arcillas Lognan son los productos de la meteorización del granito y contienen solo el 1% de REE. El concentrado de mineral final puede contener hasta un 8% de itrio. Las arcillas de absorción de iones se encuentran principalmente en el sur de China. El itrio también se encuentra en la samarskita y la fergusonita (que también representan nombres de grupos).

Un método para obtener itrio puro a partir de minerales de óxido mixto es disolver el óxido en ácido sulfúrico y fraccionarlo mediante cromatografía de intercambio iónico. Con la adición de ácido oxálico, precipita el oxalato de itrio. El oxalato se convierte en óxido calentándolo bajo oxígeno. Haciendo reaccionar el óxido de itrio resultante con fluoruro de hidrógeno, se obtiene fluoruro de itrio.Cuando se utilizan sales de amonio cuaternario como extractantes, la mayor parte del itrio permanecerá en la fase acuosa. Cuando el contraión es nitrato, se eliminan los lantánidos ligeros, y cuando el contraión es tiocianato, se eliminan los lantánidos pesados. De esta forma se obtienen sales de itrio con una pureza del 99,999%. En la situación habitual, donde el itrio se encuentra en una mezcla que contiene dos tercios de lantánidos pesados, el itrio debe eliminarse lo antes posible para facilitar la separación de los elementos restantes.

La producción mundial anual de óxido de itrio había alcanzado las 600 toneladas (660 toneladas cortas) en 2001; para 2014 había aumentado a 6.400 toneladas (7.000 toneladas cortas). Las reservas mundiales de óxido de itrio se estimaron en 2014 en más de 450 000 toneladas (500 000 toneladas cortas). Los principales países de estas reservas incluyen Australia, Brasil, China, India y los Estados Unidos. Solo se producen unas pocas toneladas de itrio metálico cada año al reducir el fluoruro de itrio a una esponja metálica con una aleación de calcio y magnesio. La temperatura de un horno de arco superior a 1.600 °C es suficiente para fundir el itrio.

Aplicaciones

Consumidor

El componente rojo de los tubos de rayos catódicos de la televisión en color normalmente se emite desde una itria (Y₂O₃) o sulfuro de óxido de itrio (Y₂O₂S) red huésped dopada con fósforos de catión europio (III) (Eu). El color rojo en sí es emitido por el europio, mientras que el itrio recoge la energía del cañón de electrones y la pasa al fósforo. Los compuestos de itrio pueden servir como redes anfitrionas para el dopaje con diferentes cationes lantánidos. Tb se puede utilizar como agente dopante para producir luminiscencia verde. Como tales, los compuestos de itrio, como el granate de itrio y aluminio (YAG), son útiles para los fósforos y son un componente importante de los LED blancos.

La itria se utiliza como aditivo de sinterización en la producción de nitruro de silicio poroso.

Los compuestos de itrio se utilizan como catalizadores para la polimerización de etileno. Como metal, el itrio se usa en los electrodos de algunas bujías de encendido de alto rendimiento. El itrio se usa en mantos de gas para lámparas de propano como reemplazo del torio, que es radiactivo.

Actualmente se encuentra en desarrollo la zirconia estabilizada con itrio como electrolito sólido y como sensor de oxígeno en los sistemas de escape de los automóviles.

Granates

El itrio se usa en la producción de una gran variedad de granates sintéticos, y el itrio se usa para hacer granates de hierro itrio (Y₃Fe₅O₁₂, también "YIG"), que son filtros de microondas muy efectivos que recientemente demostraron tener interacciones magnéticas más complejas y de mayor alcance de lo que se entendió durante las cuatro décadas anteriores. Los granates de itrio, hierro, aluminio y gadolinio (por ejemplo, Y ₃ (Fe,Al) ₅ O ₁₂ e Y ₃ (Fe,Ga) ₅ O ₁₂) tienen importantes propiedades magnéticas. YIG también es muy eficiente como transmisor y transductor de energía acústica. Granate de itrio y aluminio (Y₃Alabama₅O₁₂o YAG) tiene una dureza de 8,5 y también se utiliza como piedra preciosa en joyería (diamante simulado). Los cristales de granate de itrio y aluminio dopados con cerio (YAG:Ce) se utilizan como fósforos para fabricar LED blancos.

YAG, itria, fluoruro de itrio y litio (LiYF₄) y ortovanadato de itrio (YVO₄) se utilizan en combinación con dopantes como neodimio, erbio, iterbio en láseres de infrarrojo cercano. Los láseres YAG pueden operar a alta potencia y se utilizan para taladrar y cortar metal. Los monocristales de YAG dopado normalmente se producen mediante el proceso Czochralski.

Potenciador de materiales

Se han utilizado pequeñas cantidades de itrio (0,1 a 0,2%) para reducir el tamaño de los granos de cromo, molibdeno, titanio y circonio. El itrio se utiliza para aumentar la resistencia de las aleaciones de aluminio y magnesio. La adición de itrio a las aleaciones generalmente mejora la trabajabilidad, agrega resistencia a la recristalización a alta temperatura y mejora significativamente la resistencia a la oxidación a alta temperatura (consulte la discusión sobre nódulos de grafito a continuación).

El itrio se puede utilizar para desoxidar el vanadio y otros metales no ferrosos. Itria estabiliza la forma cúbica de zirconia en joyería.

El itrio se ha estudiado como nodulizante en hierro fundido dúctil, formando el grafito en nódulos compactos en lugar de escamas para aumentar la ductilidad y la resistencia a la fatiga. Con un alto punto de fusión, el óxido de itrio se usa en algunas cerámicas y vidrios para impartir resistencia a los golpes y propiedades de baja expansión térmica. Esas mismas propiedades hacen que dicho vidrio sea útil en lentes de cámara.

Médico

El isótopo radiactivo itrio-90 se usa en medicamentos como el itrio Y 90-DOTA-tyr3-octreotide y el itrio Y 90 ibritumomab tiuxetan para el tratamiento de varios tipos de cáncer, incluidos el linfoma, la leucemia, el cáncer de hígado, ovario, colorrectal, pancreático y de huesos. Funciona adhiriéndose a los anticuerpos monoclonales, que a su vez se unen a las células cancerosas y las eliminan mediante una radiación β intensa del itrio-90 (ver terapia con anticuerpos monoclonales).

Una técnica llamada radioembolización se usa para tratar el carcinoma hepatocelular y la metástasis hepática. La radioembolización es una terapia dirigida contra el cáncer de hígado de baja toxicidad que utiliza millones de diminutas perlas hechas de vidrio o resina que contienen itrio-90 radiactivo. Las microesferas radiactivas se administran directamente a los vasos sanguíneos que alimentan tumores/segmentos o lóbulos hepáticos específicos. Es mínimamente invasivo y los pacientes generalmente pueden ser dados de alta después de algunas horas. Es posible que este procedimiento no elimine todos los tumores en todo el hígado, pero funciona en un segmento o un lóbulo a la vez y puede requerir múltiples procedimientos.

Ver también radioembolización en el caso de cirrosis y hepatocarcinoma combinados.

Las agujas hechas de itrio-90, que pueden cortar con mayor precisión que los bisturíes, se han utilizado para cortar los nervios que transmiten el dolor en la médula espinal, y el itrio-90 también se utiliza para llevar a cabo una sinovectomía con radionúclidos en el tratamiento de las articulaciones inflamadas, especialmente las rodillas., en pacientes de afecciones como la artritis reumatoide.

Se ha utilizado un láser de itrio-aluminio-granate dopado con neodimio en una prostatectomía radical experimental asistida por robot en caninos en un intento de reducir el daño a los nervios colaterales y al tejido, y los láseres dopados con erbio se están utilizando para el rejuvenecimiento cosmético de la piel.

Superconductores

El itrio es un ingrediente clave en el superconductor de óxido de itrio, bario y cobre (YBa ₂ Cu ₃ O ₇, también conocido como 'YBCO' o '1-2-3') desarrollado en la Universidad de Alabama y la Universidad de Houston en 1987. Este superconductor es notable porque la temperatura de superconductividad operativa está por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido (77,1 K). Dado que el nitrógeno líquido es menos costoso que el helio líquido requerido para los superconductores metálicos, los costos operativos de las aplicaciones serían menores.

El material superconductor real a menudo se escribe como YBa ₂ Cu ₃ O _{7– d}, donde d debe ser menor que 0,7 para la superconductividad. La razón de esto aún no está clara, pero se sabe que las vacantes ocurren solo en ciertos lugares del cristal, los planos de óxido de cobre y las cadenas, dando lugar a un estado de oxidación peculiar de los átomos de cobre, que de alguna manera conduce a la comportamiento superconductor.

La teoría de la superconductividad a baja temperatura se comprende bien desde la teoría BCS de 1957. Se basa en una peculiaridad de la interacción entre dos electrones en una red cristalina. Sin embargo, la teoría BCS no explica la superconductividad a alta temperatura y su mecanismo preciso sigue siendo un misterio. Lo que se sabe es que la composición de los materiales de óxido de cobre debe controlarse con precisión para que se produzca la superconductividad.

Este superconductor es un mineral polifásico, multicristalino, negro y verde. Los investigadores están estudiando una clase de materiales conocidos como perovskitas que son combinaciones alternativas de estos elementos, con la esperanza de desarrollar un superconductor práctico de alta temperatura.

Baterías de litio

El itrio se utiliza en pequeñas cantidades en los cátodos de algunas baterías de fosfato de hierro y litio (LFP), y luego se denomina comúnmente química LiFeYPO ₄ o LYP. Al igual que las LFP, las baterías LYP ofrecen alta densidad de energía, buena seguridad y larga duración. Pero LYP ofrece una mayor estabilidad del cátodo y prolonga la vida útil de la batería al proteger la estructura física del cátodo, especialmente a temperaturas más altas y una corriente de carga / descarga más alta. Las baterías LYP encuentran uso en aplicaciones estacionarias (sistemas solares fuera de la red), vehículos eléctricos (algunos automóviles), así como otras aplicaciones (submarinos, barcos), similares a las baterías LFP, pero a menudo con mayor seguridad y ciclo de vida. Las celdas LYP tienen esencialmente el mismo voltaje nominal que las LFP, de 3,25 V, pero el voltaje máximo de carga es de 4,0 V.y características de carga y descarga muy similares.

Otras aplicaciones

En 2009, el profesor Mas Subramanian y sus asociados en la Universidad Estatal de Oregón descubrieron que el itrio se puede combinar con indio y manganeso para formar un pigmento azul intenso, no tóxico, inerte y resistente a la decoloración, el azul YInMn, el primer pigmento azul nuevo descubierto en 200 años.

Precauciones

El itrio actualmente no tiene un papel biológico conocido y puede ser altamente tóxico para los humanos, los animales y las plantas.

Los compuestos de itrio solubles en agua se consideran levemente tóxicos, mientras que sus compuestos insolubles no son tóxicos. En experimentos con animales, el itrio y sus compuestos causaron daño pulmonar y hepático, aunque la toxicidad varía con los diferentes compuestos de itrio. En ratas, la inhalación de citrato de itrio provocó edema pulmonar y disnea, mientras que la inhalación de cloruro de itrio provocó edema hepático, derrames pleurales e hiperemia pulmonar.

La exposición a compuestos de itrio en humanos puede causar enfermedades pulmonares. Los trabajadores expuestos al polvo de vanadato de itrio y europio en el aire experimentaron irritación leve en los ojos, la piel y las vías respiratorias superiores, aunque esto puede deberse al contenido de vanadio y no al itrio. La exposición aguda a los compuestos de itrio puede causar dificultad para respirar, tos, dolor de pecho y cianosis. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés) limita la exposición al itrio en el lugar de trabajo a 1 mg/m (5,8 × 10 oz/cu in) durante una jornada laboral de 8 horas. El límite de exposición recomendado (REL) del Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) es de 1 mg/m (5,8 × 10 oz/cu in) durante una jornada laboral de 8 horas. A niveles de 500 mg/m(2,9 × 10 oz/cu in), el itrio es inmediatamente peligroso para la vida y la salud. El polvo de itrio es altamente inflamable.