Lutecio

Elemento químico, símbolo Lu, número atómico 71 y peso molecular 174.97. es un metal muy raro e el miembro más pesado del grupo de las tierras raras. En estado natural, se compone del isótopo ¹⁷⁵Lu, 97.41%, y el emisor ß de vida larga ¹⁷⁶Lu, con una vida media de 2.1 x 10¹⁰ años.

El lutecio, junto con el itrio y el lantano, es de interés para los científicos que estudian el magnetismo. Estos tres elementos sólo forman iones trivalentes con subcapas que se han completado, por lo que no tienen electrones desapareados para contribuir al magnetismo. Su radio es muy parecido al de otros iones o metales de las tierras raras y forma soluciones de sólidos o mezclas de cristales con los elementos fuertemente magnéticos de las tierras raras en casi todas las composiciones. Por lo tanto, los científicos pueden diluir las tierras raras magnéticamente activas de manera continua, sin cambiar apreciablemente el entorno cristalino.

El metal puro lutecio ha sido aislado solamente en años recientes y es uno de los más difíciles de preparar. Puede ser preparado reduciendo LuCl₃ o LuF₃ anhidros con una base o con un metal alcalino.

El metal es blanco plateado y relativamente estable en el aire. Es un metal de tierras raras y quizás el más caro de todos los elementos raros. Se encuentra en pequeñas cantidades con todos los metales de tierras raras, y es muy difícil de separar de otros elementos raros.

El lutecio metálico está disponible comercialmente, así que no es normalmente necesario producirlo en el laboratorio.

Los lantánidos se encuentran en la naturaleza en unos cuantos minerales. Los más importantes son xenotima, monacita y bastnaesita. Los dos primeros son minerales de ortofosfato LnPO₄ (Ln denota una mezcla de todos los lantánidos excepto el promecio que es muy raro) y el tercero es un carbonato de fluoruro LnCO₃F. Los lantánidos con números atómicos pares son más comunes. Los lantánidos más comunes en estos minerales son, por orden, cerio, lantano, neodimio y praseodimio. La monacita también contiene torio e itrio, lo que hace difícil su manejo ya que el torio y los productos de su descomposición son radioactivos.

Para muchos de los usos no es particularmente necesario separar los metales, pero si se requiere la separación en metales individuales, el proceso es complejo. Inicialmente, los metales se extraen como sales de los minerales por extracción con ácido sulfúrico (H2SO₄), ácido hidroclórico (HCl) y hidróxido de sodio (NaOH). Las técnicas modernas de separación para estas mezclas de sales de lantánidos son ingeniosas e implican unas técnicas de complejación selectiva, extracciones de solventes y cromatografía de intercambio iónico.

El lutecio puro está disponible a través de la reducción de LuF3 con calcio metálico.

2LuF₃ + 3Ca  →    2Lu + 3CaF₂

Esto funcionaría también con los otros haluros de calcio pero el producto CaF2 es más fácil de manejar bajo las condiciones de reacción (calentar hasta los 50°C sobre el punto de fusión en una atmósfera de argón). El exceso de calcio se elimina de la mezcla de la reacción en el vacío.

Efectos del Lutecio sobre la salud

El lutecio es uno de los elementos químicos raros, que puede ser encontrado en equipos tales como televisiones en color, lámparas fluorescentes y cristales. Todos los compuestos químicos raros tienen propiedades comparables.

El lutecio raramente se encuentra en la naturaleza, ya que se da en cantidades muy pequeñas. El lutecio normalmente se encuentra solamente en dos tipos distintos de minerales. El uso del lutecio sigue aumentando, debido al hecho de que es útil para producir catalizadores y para pulir cristales.

El lutecio es más peligroso en el ambiente de trabajo, debido al hacho de que las humedades y los gases pueden ser inhalados con el aire. Esto puede causar embolias pulmonares, especialmente durante exposiciones a largo plazo. El lutecio puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.

Efectos ambientales del Lutecio

El lutecio es vertido al medio ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente por industrias productoras de petróleo. También puede entrar en el medio ambiente cuando se tiran los equipos domésticos. El lutecio se acumulará gradualmente en los suelos y en el agua de los suelos y esto llevará finalmente a incrementar la concentración en humanos, animales y partículas del suelo.

En los animales acuáticos provoca daños a las membranas celulares, lo que tiene varias influencias negativas en la reproducción y en las funciones del sistema nervioso.