Disprosi

El disprosi és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és Dy i el seu nombre atòmic és 66. Pertany a la sèrie dels lantanoides. És un metall prou tou com per poder ser tallat amb un ganivet, dúctil i mal·leable, de lluïssor metàl·lica argentada. S'empra en la fabricació d'imants per a discs durs d'ordinadors i altres dispositius, en aliatges com el terfenol-D d'elevada magnetoresistència, per absorbir neutrons als reactors nuclears i en la fabricació de làmpades halògenes.

Història 
El disprosi fou descobert l'any 1886 pel químic francès, Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran en una mostra d'òxid d'holmi. De Boisbaudran li donà el nom de disprosi per la paraula grega δυσπρόσιτος, dysprósitos, que vol dir, difícil d'obtenir. Després de molts intents aconseguí una petita mostra de l'element.

Estat natural 

Quant a l'abundància dels elements a l'escorça terrestre el disprosi ocupa la posició 42, amb una concentració mitjana de 6 ppm. Es troba en molts minerals en proporcions molt baixes juntament amb d'altres lantanoides. Entre els mineral que en tenen més hi ha la churchita-(Dy) amb un 17,17%, la agardita-(Dy) amb un 9,00 %, la yftisita-(Y) amb un 6,47 % i la adamsita-(Y) amb un 4,72 %.

S'obté, malgrat estar-hi en menors proporcions, a partir dels minerals monazita i bastnasïta juntament amb d'altres lantanoides. El metall s'obté per reducció del fluorur de disprosi(III) amb calci.

2DyF3 + 3Ca -> 2Dy + 3CaF2

La producció mundial se situa al voltant de les 1 700 tones anuals d'òxid de disprosi(III). De cara al futur, es preveu un creixement de la demanda de disprosi impulsat per l'augment global de la demanda de vehicles elèctrics, l'energia neta, l'eficiència energètica i l'automatització.

Propietats

Propietats físiques 
El disprosi és un metall de la sèrie dels lantanoides, té una densitat de 8,551 g/cm³, un punt de fusió de 1 412 °C i un punt d'ebullició de 2 567 °C. És dúctil i mal·leable. Té una lluïssor metàl·lica platejada. És prou tou com per poder ser tallat amb un ganivet. És relativament estable a temperatura ambient. La seva configuració electrònica és [Xe]4f ¹⁰6s².

S'han descrit tres formes al·lotròpiques. A temperatura ambient hom troba la fase α constituïda per un empaquetatge compacte hexagonal. Si es refreda per sota els 90 K es transforma en la fase β, que té estructura cristal·lina ortoròmbica. La fase γ té estructura cúbica centrada en el cos i hom pot trobar-la a 1,38 °C.

Propietats químiques 
El disprosi s'oxida lentament exposat a l'aire i es crema fàcilment per formar òxid de disprosi(III), blanc, l'únic òxid conegut:

4 Dy + 3 O2 -> 2 Dy2O3És força electropositiu i generalment és trivalent. Reacciona lentament amb aigua freda i força ràpidament amb aigua calenta per formar hidròxid de disprosi(III):

2 Dy(s) + 6 H2O(l) -> 2 Dy(OH)3(aq) + 3 H2(g)
Reacciona amb tots els halògens donant els corresponents halogenurs de disprosi(3+), alguns dels quals són acolorits:

2 Dy (s) + 3 F2 (g) -> 2 DyF3 (s) [verd]2 Dy (s) + 3 Cl2 (g) -> 2 DyCl3 (s) [blanc]2 Dy (s) + 3 Br2 (g) -> 2 DyBr3 (s) [blanc]2 Dy (s) + 3 I2 (g) - 2 DyI3 (s) [verd]

Es dissol fàcilment en àcid sulfúric diluït per formar solucions que contenen els cations disprosi(3+) com a complexos [Dy(OH2)9]^3+de color groc verdós.

Altres composts de disprosi(3+) són: el nitrat de disprosi(III)—aigua(1/5) Dy(NO3)3*5H2O, el carbonat de disprosi(III)—aigua(1/4) Dy2(CO3)3*4H2O, l'acetat de disprosi(III)—aigua(1/4) Dy2(C2H3O2)3*4H2O, l'hidrur de disprosi(III) DyH3, el sulfur de disprosi(III) Dy2S3, el tel·lurur de disprosi(III) Dy2Te3, el tetraborur de disprosi DyB4, el nitrur de disprosi DyN o el silicur de disprosi DySi2.

La majoria de composts del disprosi són compostos de disprosi(3+), però també n'hi ha uns pocs de disprosi(2+) com el clorur de disprosi(II) DyCl2 i el iodur de disprosi(II) DyI2, de colors foscs.

Isòtops 

Els isòtops naturals són tots estables i tenen un nombre màssic 164 (abundància natural 28,3 %), 162 (25,5 %), 163 (24,9 %), 161 (18,9 %), 160 (2,33 %), 158 (0,10 %) i 156 (0,06 %). Exclosos els isòmers nuclears, es coneixen un total de 29 isòtops radioactius de disprosi. Oscil·len en nombre màssic des del 138 fins al 173. El menys estable és el disprosi 139 (semivida de 0,6 segons), i el més estable és el disprosi 154 (semivida de 3,0 × 10⁶ anys).

Aplicacions

Fabricació d'imants 

El disprosi, juntament amb el neodimi i el terbi, és utilitzat en els imants de neodimi, ja que ajuda a mantenir i augmentar la força del camp magnètic malgrat les temperatures altes. Aquests imants tenen aplicacions cada vegada més importants en els motors elèctrics dels vehicles híbrids i en els aerogeneradors elèctrics, dels quals milloren el rendiment. També és un dels components principals dels imants dels discos durs dels ordinadors.

Indústria metal·lúrgica 
El disprosi tendeix a millorar la resistència dels acers a la corrosió. El disprosi, el ferro i el terbi formen l'aliatge amb la magnetoresistència més potent que existeix a temperatura ambient, el terfenol-D Tb_{0,3}Dy_{0,7}Fe2, usat en sistemes de sonar naval i en sensors magnetomecànics.

Generació d'energia 
Té una gran capacitat d'absorció de neutrons, raó per la qual s'utilitza en la fabricació de les barres de control dels reactors nuclears, que tenen com a funció regular la reacció nuclear en cadena que produeix calor.

Indústria elèctrica 
El iodur de disprosi s'utilitza en la fabricació de làmpades halògenes d'alta intensitat anomenades làmpades MSR (Medium Source Rare Earth Lamps) per a il·luminació i projecció, perquè en millora la qualitat de l'espectre, sobretot en la franja dels vermells.

Referències

Enllaços externs 

 Los Alamos National Laboratory - Disprosi  
 webelements.com - Disprosi  
 environmentalchemistry.com - Disprosi  
 It's Elemental - Disprosi 

 
Elements químics