Ittrio

Ittrio
39 Y                                                                                                                                                                                                                                                                                   stronzio ← ittrio → zirconio
Aspetto
bianco argenteo
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	ittrio, Y, 39
Serie	metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco	3(IIIB), 5, d
Densità, durezza	4472 kg/m³,
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico	88,90585 amu
Raggio atomico (calc.)	180 (212) pm
Raggio covalente	162 pm
Configurazione elettronica	[Kr]4d15s2
e− per livello energetico	2, 8, 18, 9, 2
Stati di ossidazione	3 (base debole)
Struttura cristallina	esagonale
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	1799 K (1526 °C)
Punto di ebollizione	3609 K (3336 °C)
Volume molare	19,88 · 10-6  m3/mol
Entalpia di vaporizzazione	363 kJ/mol
Calore di fusione	11,4 kJ/mol
Tensione di vapore	5,31 · 10-4  Pa a 1799 K
Velocità del suono	3300 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-65-5
Elettronegatività	1,22 (Scala di Pauling)
Calore specifico	300 J/(kg*K)
Conducibilità elettrica	1,66 · 106 /m·ohm
Conducibilità termica	17,2 W/(m*K)
Energia di prima ionizzazione	600 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1180 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	1980 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	5847 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione	7430 kJ/mol
Energia di sesta ionizzazione	8970 kJ/mol
Energia di settima ionizzazione	11190 kJ/mol
Energia di ottava ionizzazione	12450 kJ/mol
Nona energia di ionizzazione	14110 kJ/mol
Decima energia di ionizzazione	18400 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 89Y 100% Sr è stabile con 50 neutroni 90Sr sintetico 2,67 giorni β- n.d. 90Zr
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

L'ittrio è l'elemento chimico di numero atomico 39. Il suo simbolo è Y. È un metallo di transizione dall'aspetto argenteo, è comune nei minerali delle terre rare e due suoi composti sono usati per produrre i fosfori rossi dei televisori a colori.

Caratteristiche

Ittrio

L'ittrio è un metallo dall'aspetto argenteo e lucente, relativamente stabile all'aria, possiede una reattività chimica simile a quella dei lantanidi. Gli sfridi e i trucioli di questo metallo bruciano all'aria quando la loro temperatura supera i 400 °C. In forma di polvere fine può incendiarsi spontaneamente. Il suo stato di ossidazione tipico è +3.

Applicazioni

L'ossido di ittrio è il suo composto più importante, impiegato per produrre i fosfori YVO₄-Eu e Y₂O₃-Eu usati per generare il colore rosso nei tubi catodici dei televisori.
Tra gli altri usi si annoverano i seguenti:

• l'ossido di ittrio è usato per produrre granati di ittrio e ferro, efficaci filtri di microonde;
• i granati a base di ittrio, ferro, alluminio e gadolinio (ad esempio Y₃Fe₅O₁₂ e Y₃Al₅O₁₂) hanno interessanti proprietà magnetiche. Il granato di ittrio e ferro è un efficiente trasduttore di energia acustica; il granato di ittrio e alluminio (denominato YAG) ha una durezza di 8,5 ed è usato anche come gemma (diamante sintetico);
• piccole quantità di ittrio (tra lo 0,1% e lo 0,2%) sono usate per ridurre la granulometria del cromo, del molibdeno, del titanio e dello zirconio; è anche usato per rinforzare le leghe di alluminio e magnesio;
• è usato come catalizzatore della polimerizzazione dell'etilene;
• il granato di ittrio e alluminio, il fluoruro di ittrio e litio e il vanadato di ittrio sono usati, insieme ad agenti droganti quali il neodimio o l'erbio, nella produzione di laser infrarossi;
• viene usato per disossidare il vanadio ed altri metalli non ferrosi.

L'ittrio è stato preso in considerazione come nodulizzante per ottenere ghisa nodulare, più duttile (la grafite forma noduli compatti invece di fiocchi, perciò è inutile nella ghisa nodulare). L'ittrio si può usare in formulazioni di ceramiche e vetri speciali, perché l'ossido di ittrio ha un punto di fusione molto alto e conferisce loro resistenza agli urti e basso coefficiente di espansione termica.

Storia

L'ittrio (da Ytterby, un villaggio svedese vicino Vaxholm) fu scoperto da Johan Gadolin nel 1794 e isolato da Friedrich Woehler nel 1828 come estratto impuro di ittrite, attraverso la riduzione di cloruro di ittrio anidro (YCl₃) con potassio. La ittrite (Y₂O₃) è l'ossido di ittrio e fu scoperto da Johan Gadolin nel 1794 in un minerale di gadolinite proveniente da Ytterby.

Nel 1843 Carl Mosander fu in grado di dimostrare che le ittriti si potevano dividere negli ossidi (o terre) di tre elementi diversi. "Ittrite" fu il nome usato per il più basico e gli altri vennero chiamati erbite e terbite.

Curiosamente, molti minerali contenenti terre rare ed altri elementi poco diffusi in natura si trovano concentrati in una cava vicino ad Ytterby. Oltre all'ittrio, anche l'erbio, il terbio e l'itterbio prendono il nome da questa località svedese.

Disponibilità

L'ittrio si trova in quasi tutti i minerali delle terre rare e dell'uranio e non viene mai rinvenuto allo stato nativo. Industrialmente, viene ottenuto dalla sabbia di monazite (un ortofosfato di lantanidi che ne contiene circa il 3%) e dalla bastnasite (un carbonato di lantanidi che ne contiene circa lo 0,2%).

Viene ottenuto in vari modi, principalmente per riduzione del Fluoruro di ittrio con calcio metallico. È piuttosto difficile separarlo dalle altre terre rare. Una volta isolato, si presenta di solito in forma di polvere grigia.

I campioni di rocce lunari prelevati dalle varie missioni Apollo mostrano un contenuto di ittrio relativamente alto.

Isotopi

L'ittrio in natura si compone di un solo isotopo, ⁸⁹Y. I radioisotopi più stabili sono ⁸⁸Y, con un'emivita di 106,65 giorni e ⁹¹Y, la cui emivita è di 58,51 giorni. Tutti gli altri suoi isotopi hanno un tempo di dimezzamento inferiore alle 24 ore, eccezion fatta per ⁸⁷Y, che si dimezza in 79,8 ore. La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di ⁸⁹Y è la cattura elettronica cui segue un decadimento beta.

Dell'ittrio sono stati identificati altri 26 isotopi instabili. ⁹⁰Y esiste in equilibrio con il suo isotopo genitore, ⁹⁰Sr, il quale può essere ottenuto da reazioni nucleari di fissione.

Precauzioni

Il contatto con composti di questo elemento, da considerarsi pericoloso, è raro per la maggior parte delle persone. I sali di ittrio sono sospetti cancerogeni e, non essendo l'ittrio normalmente trovato nei tessuti umani, il ruolo biologico di questo ione è praticamente sconosciuto.

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993. ISBN 88-7975-077-1
• R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998. ISBN 88-1020-000-0

Voci correlate

• Cloruro di ittrio esaidrato

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• (EN) Los Alamos National Laboratory – Yttrium
• (EN) EnvironmentalChemistry.com – Yttrium

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