El lantano es un elemento químico que se clasifica como un lantánido y un metal de tierras raras. Fue descubierto en 1839 por Carl G. Mosander.
Descubrimiento del lantano
El lantano fue descubierto en 1839 por Carl G. Mosander en el mineral cerita en Estocolmo, Suecia. Ceria (óxido de cerio) ya había sido descubierta en 1803 por el químico sueco Jacob Berzelius en el mineral cerita. Mosander, que había sido alumno de Berzelius, sospechaba que la ceria era un óxido impuro que contenía otras tierras raras.
Mosander tomó nitrato de cerio en polvo fino y añadió ácido nítrico diluido frío. Parte del polvo de nitrato de cerio se disolvió en el ácido, lo que indica que podría estar presente una nueva tierra. El nuevo óxido era más básico que la ceria (óxido de cerio) y, a diferencia de la ceria, se disolvía en el ácido.
Mosander separó la solución del precipitado usando oxalato de sodio y calor. Obtuvo un óxido de color ladrillo pálido de la nueva tierra rara. El nombre lanthana para el nuevo óxido fue sugerido por su amigo Berzelius. El nombre proviene de la palabra griega ‘lanthano’ que significa estar escondido.
Axel Erdmann descubrió el lantano de forma independiente el mismo año que Mosander en un mineral noruego recién descubierto. Erdmann llamó al nuevo mineral mosandrita, en honor a Mosander. Mosander obtuvo lantano metálico impuro del cloruro. El lantano metálico puro fue producido por primera vez en 1923 por electrólisis de los haluros fusionados por H. Kremers y R. Stevens.
Mosander continuó estudiando lanthana y en 1841 anunció el descubrimiento de otra tierra rara contenida en ella. Lo llamó ‘didimio’ porque parecía ser ‘un hermano gemelo inseparable del lantano’.
Más tarde, en descubrimientos separados, se demostró que el ‘didimio’ era una mezcla de elementos desconocidos de tierras raras. En 1879, Lecoq de Boisbaudran detectó samario en didimio y lo separó. Carl Auer von Welsbach descubrió en 1885 que el ‘didimio’ restante era en realidad una mezcla de dos elementos completamente nuevos: neodimio y praseodimio .
Apariencia y Características
Efectos nocivos:
El lantano y sus compuestos se consideran moderadamente tóxicos.
Características:
- Es un metal blando de color blanco plateado que se puede cortar con un cuchillo.
- Es dúctil, maleable y las superficies expuestas se empañan rápidamente en el aire formando el óxido.
- El lantano reacciona con el agua para formar hidróxido de lantano más hidrógeno gaseoso .
- El lantano es químicamente reactivo y forma compuestos con carbono, nitrógeno, boro, selenio, silicio, fósforo, azufre y con los halógenos.
- El lantano generalmente existe como un ion trivalente, La3+, en sus compuestos.
Usos del lantano
- El lantano se utiliza en grandes cantidades en baterías recargables de hidruro metálico de níquel (NiMH) para automóviles híbridos. El electrodo negativo (cátodo) de las baterías de NiMH es una mezcla de hidruros metálicos, uno de los cuales suele ser hidruro de lantano. El material activo en el cátodo es hidrógeno, que se almacena en la estructura de hidruro metálico. El hidruro metálico puede, según su composición, contener entre un 1% y un 7% de hidrógeno en peso. Una batería de Toyota Prius requiere unos 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.
- Se utiliza como aditivo para fabricar hierro fundido nodular y como aditivo en el acero.
- Los pedernales para encendedores de llama utilizan metal misch (una aleación de tierras raras) que contiene lantano para producir chispas por fricción.
- Se usa en aleaciones de esponja de hidrógeno, que toman hasta 400 veces su propio volumen de hidrógeno gaseoso.
- El lantano también se usa para fabricar gafas de visión nocturna (vidrio absorbente de infrarrojos).
- Las lentes de alta calidad para cámaras y telescopios 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 de fosfato en la sangre en pacientes con enfermedad renal.
- Los compuestos de lantano también se utilizan en algunos productos para piscinas para reducir el nivel de nutrientes de fosfato de los que se alimentan las algas.
Abundancia e isótopos
- Abundancia en la corteza terrestre: 34 partes por millón en peso, 5 partes por millón en moles.
- Abundancia en el sistema solar: 2 partes por billón en peso, 0,01 partes por billón en moles.
- Coste de producción puro: 800€ por 100g.
- Fuente: El lantano no se encuentra libre en la naturaleza. Se encuentra principalmente en los minerales monacita y bastnasita. Comercialmente, se recupera de arena de monacita y bastnaesita utilizando varias técnicas de extracción complejas. El lantano puro se obtiene por reducción del fluoruro con calcio metálico.
- Isótopos: tiene 31 isótopos cuyas vidas medias se conocen, con números de masa de 119 a 150. De estos, uno es estable, 139La. El lantano natural es una mezcla de los dos isótopos 138La y 139La con abundancias naturales de 0,09 % y 99,91% respectivamente.
| Símbolo | La |
| Número atómico | 57 |
| Valencia | +3 |
| Peso atómico | 138,91 |
| Punto de ebullición (ºC) | 3457 |
| Punto de fusión (ºC) | 920 |
| Densidad (Kg/m3) | 6146 |
| Estructura atómica | [Xe] 5d1 6s2 |
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