¿Qué es el Óxido de Lantano?
El óxido de lantano es un compuesto inorgánico en polvo, de color blanco a casi blanco, con fórmula química La2O3, peso molecular 325,81 y número de registro CAS 1312-81-8.
Las principales propiedades físicas y químicas del óxido de lantano son un punto de fusión/congelación de 2315°C y un punto de ebullición o primera destilación y rango de ebullición de 4200°C. Es soluble en ácido clorhídrico y ácido nítrico y prácticamente insoluble en agua.
El óxido de lantano también es higroscópico y absorbe fácilmente el gas dióxido de carbono del aire. El óxido de lantano no está sujeto a ninguna legislación nacional importante.
Usos del Óxido de Lantano
El óxido de lantano se utiliza en el sector óptico como materia prima para lentes ópticos, también se conoce como materia prima del PLZT (titanato de circonato de lantano y plomo), que está ganando importancia por su uso en los PLC (circuitos planares de ondas luminosas). En el campo de los componentes electrónicos, también puede utilizarse como materia prima para condensadores cerámicos y materiales para baterías.
El óxido de lantano también se utiliza como material de soporte para el óxido de circonio (Zr), conocido como soporte para catalizadores de gases de escape de automóviles.
Propiedades del Óxido de Lantano
El óxido de lantano es un sólido blanco inodoro. Dependiendo del pH del compuesto, se pueden obtener diferentes estructuras cristalinas.
El óxido de lantano es higroscópico y, por tanto, absorbe humedad con el tiempo en el aire, transformándose en hidróxido de lantano. El óxido de lantano tiene propiedades semiconductoras de tipo p y una brecha de banda de aproximadamente 5,8 eV.
La resistividad media a temperatura ambiente es de 10 kΩ-cm y disminuye al aumentar la temperatura. El óxido de lantano tiene una permitividad muy alta de ε = 27 y tiene la energía de red más baja de todos los óxidos de tierras raras.
Estructura del Óxido de Lantano
El La2O3 a bajas temperaturas tiene una estructura hexagonal A-M2O3: el átomo metálico La3+ está rodeado por siete grupos de coordinación de átomos O2 y los iones de oxígeno que rodean al átomo metálico tienen forma octaédrica. En una cara del octaedro hay un ion oxígeno.
En cambio, a altas temperaturas, el La2O3 cambia a una estructura cúbica de C-M2O3: los iones La3+ están rodeados por seis iones O2- y tienen forma hexagonal.
Otra Información sobre el Óxido de Lantano
1. Síntesis del Óxido de Lantano
El óxido de lantano puede cristalizar en polimorfos. Para producir La2O3 hexagonal, se rocía un sustrato precalentado, normalmente de calcogenuros metálicos, con una solución 0,1 M de LaCl3. En este proceso se producen dos etapas de hidrólisis y deshidratación.
También puede combinarse el tensioactivo laurilsulfato sódico y un 2,5% de NH3 para obtener La2O3 hexagonal. De esta solución acuosa se precipita una pequeña cantidad de La(OH)3, que se calienta y se agita a 80°C durante 24 horas para producir La2O3.
2. Reacción del Óxido de Lantano
El óxido de lantano se utiliza como aditivo para desarrollar ciertos materiales ferroeléctricos, en particular el Bi4Ti3O12 dopado con La (BLT). Los vidrios ópticos utilizados para materiales ópticos suelen doparse con La2O3, que puede mejorar el índice de refracción, la resistencia mecánica y la durabilidad química del vidrio.
Mezclando una reacción 3:1 de B2O3 y La2O3 en los compuestos de vidrio se consigue un punto de fusión más bajo, ya que el alto peso molecular del lantano aumenta la homogeneidad de la mezcla fundida. La adición de La2O3 al vidrio fundido aumenta la temperatura de transición vítrea de 658°C a 679°C. La adición de La2O3 también puede aumentar la densidad, el índice de refracción y la microdureza del vidrio.
3. Elementos Obtenidos junto con el Óxido de Lantano
El análisis y la descomposición a largo plazo del mineral gadolinita han permitido descubrir varios elementos. A medida que avanzaba el análisis de la gadolinita, los residuos se etiquetaron primero con ceria, luego con óxido de lantano, seguido de itria y elvia.
Algunos de estos nuevos elementos fueron descubiertos y aislados por el químico, Carl Gustaf Mosander.