Europio

El europio es un elemento químico con el símbolo Eu y número atómico 63. El europio es, con mucho, el lantánido más reactivo, que debe mantenerse bajo un líquido inerte para protegerlo del oxígeno atmosférico o la humedad. El europio es también el lantánido más suave, ya que se puede abollar con la uña y se corta fácilmente con un cuchillo. Al eliminar la oxidación, se ve un metal blanco brillante. El europio fue aislado en 1901 y recibió el nombre del continente europeo. Como miembro típico de la serie de los lantánidos, el europio generalmente asume el estado de oxidación +3, pero el estado de oxidación +2 también es común. Todos los compuestos de europio con estado de oxidación +2 son ligeramente reductores. El europio no tiene un papel biológico significativo y es relativamente no tóxico en comparación con otros metales pesados. La mayoría de las aplicaciones del europio aprovechan la fosforescencia de los compuestos de europio. El europio es uno de los elementos de tierras raras más raros de la Tierra.

El europio está asociado con los otros elementos de tierras raras y, por lo tanto, se extrae junto con ellos. La separación de los elementos de tierras raras tiene lugar durante el procesamiento posterior. Los elementos de tierras raras se encuentran en los minerales bastnäsite, loparite- (Ce), xenotime y monazite en cantidades explotables. Bastnäsite es un grupo de fluorocarbonos relacionados, Ln (CO3) (F, OH). La monacita es un grupo de minerales ortofosfatos relacionados LnPO 4 (Ln representa una mezcla de todos los lantánidos excepto prometio), loparita- (Ce) es un óxido y xenotima es un ortofosfato (Y, Yb, Er, ...) PO4. La monacita también contiene torio e itrio, lo que dificulta su manipulación porque el torio y sus productos de desintegración son radiactivos. Se han desarrollado varios métodos para la extracción del mineral y el aislamiento de lantánidos individuales. La elección del método se basa en la concentración y composición del mineral y en la distribución de los lantánidos individuales en el concentrado resultante. El tostado del mineral, seguido de la lixiviación ácida y básica, se usa generalmente para producir un concentrado de lantánidos. Si el cerio es el lantánido dominante, se convierte de cerio (III) en cerio (IV) y luego se precipita. La separación adicional mediante extracción con disolvente o cromatografía de intercambio iónico produce una fracción enriquecida en europio. Esta fracción se reduce mediante zinc, zinc / amalgama, electrólisis u otros métodos que convierten el europio (III) en europio (II). El europio (II) reacciona de manera similar a la de los metales alcalinotérreos y, por lo tanto, puede precipitarse como carbonato o coprecipitarse con sulfato de bario. [35] El metal europio está disponible por electrólisis de una mezcla de EuCl3 y NaCl (o CaCl2) fundidos en una celda de grafito, que sirve como cátodo, con grafito como ánodo. El otro producto es cloro gaseoso.

Unos pocos depósitos grandes producen o producen una parte significativa de la producción mundial. El depósito de mineral de hierro de Bayan Obo contiene cantidades significativas de bastnäsite y monazite y es el depósito más grande conocido con un estimado de 36 millones de toneladas de óxidos de elementos de tierras raras. Las actividades mineras en el depósito de Bayan Obo hicieron de China el mayor proveedor de tierras raras en la década de 1990. Solo el 0,2% del contenido de tierras raras es europio. La segunda fuente importante de elementos de tierras raras entre 1965 y su cierre a fines de la década de 1990 fue la mina de tierras raras del paso de montaña. El bastnäsite extraído allí es particularmente rico en elementos ligeros de tierras raras (La-Gd, Sc e Y) y contiene solo un 0,1% de europio. Otra gran fuente de elementos de tierras raras es la loparita que se encuentra en la península de Kola. Además de niobio, tantalio y titanio, contiene hasta un 30% de elementos de tierras raras y es la mayor fuente de estos elementos en Rusia.

Aplicaciones

Comparado con la mayoría de los otros elementos, el europio tiene pocos usos comerciales y es bastante especializado. Casi siempre se aprovecha su fosforescencia, ya sea en el estado de oxidación +2 o +3.

Es un dopante en algunos tipos de vidrio en láseres y otros dispositivos optoelectrónicos. El óxido de europio (Eu2O3) se usa ampliamente como fósforo rojo en televisores y lámparas fluorescentes y como activador de fósforos a base de itrio. Las pantallas de televisión en color contienen entre 0,5 y 1 g de óxido de europio. Mientras que el europio trivalente produce fósforos rojos, la luminiscencia del europio divalente depende en gran medida de la composición de la estructura del huésped. Se puede lograr una luminiscencia de UV a rojo intenso. Las dos clases de fósforos a base de europio (rojo y azul), combinados con los fósforos de terbio amarillo / verde, dan luz "blanca", cuya temperatura de color se puede variar cambiando la proporción o composición específica de los fósforos individuales. Este sistema de fósforo se encuentra típicamente en lámparas fluorescentes en espiral. La combinación de las mismas tres clases es una forma de crear sistemas tricromáticos en televisores y pantallas de computadora, pero como aditivo puede ser particularmente eficaz para mejorar la intensidad del fósforo rojo. El europio también se utiliza en la fabricación de vidrio fluorescente, lo que aumenta la eficiencia general de las lámparas fluorescentes. Uno de los fósforos persistentes más comunes junto al sulfuro de zinc dopado con cobre es el aluminato de estroncio dopado con europio. La fluorescencia de europio se utiliza para investigar interacciones biomoleculares en pantallas de descubrimiento de fármacos. También se utiliza en los fósforos antifalsificación de los billetes en euros.

Una aplicación que está casi fuera de uso con la introducción de imanes superconductores asequibles es el uso de complejos de europio, como Eu (fod) 3, como reactivos de desplazamiento en espectroscopía de RMN. Los reactivos de desplazamiento quiral, como Eu (hfc) 3, todavía se utilizan para determinar la pureza enantiomérica.

Una aplicación reciente (2015) del europio se encuentra en chips de memoria cuántica que pueden almacenar información de manera confiable durante días; estos pueden permitir que los datos cuánticos sensibles se almacenen en un dispositivo similar a un disco duro y se transmitan.