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Descubridor
(es): Georges Urbain y Carl von Weisbach (1907)
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.
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