El europio, Eu, es un elemento de transición interna del grupo de los lantánidos (57La al 71Lu), también conocidos como “elementos de tierras raras”[1]. Se localiza en el periodo 6 y en el bloque f de la Tabla Periódica. Su número atómico es 63 y su masa atómica promedio es de 151.964 uma.

En condiciones naturales, a 20 °C, se encuentra en la naturaleza como un sólido, sin embargo, no se encuentra puro, ni con brillo metálico debido a que fácilmente se oxida, lo que le brinda una apariencia blanquizca-plateada. Si no reacciona con el oxígeno del aire, lo hace con el agua produciendo hidróxidos. Otras características de este metal son que es paramagnético [2], presenta un punto de ebullición de 1529 °C, punto de fusión de 822 °C, una densidad de 5,244 g.cm-3 y dureza de 17 según la prueba de Vicker.

La historia del europio comienza en 1803 en Bastnas, Suecia, con el descubrimiento del mineral cerita. A partir de este mineral se identificaron varios nuevos elementos del grupo de los lantánidos: el cerio (1803), el lantano (1839), el praseodimio y el neodimio (separados en 1879), el samario (1879), el gadolinio (1886) y, finalmente, el europio.

Eugène-Anatole Demarçay

A pesar de que a finales del Siglo XIX Sir William Crookes descubrió una línea adicional en el análisis espectroscópico de un mineral de iterbio y samario, intuyendo la presencia de un nuevo elemento, fue hasta 1901, en Francia, que Eugène-Anatole Demarçay sintetizó una sal de europio –sin poderlo aislar realmente– pero obteniendo el crédito por su descubrimiento y nombrando al elemento en honor al continente en el que fue descubierto.

Como la mayoría de los lantánidos [3], se caracteriza por la ocupación del subnivel 4f, siendo su configuración electrónica ⦋Xe⦌4f76s2 notablemente estable por la configuración f7, que corresponde al subnivel semilleno. Por tal motivo, aunque en la naturaleza el estado de oxidación característico de los lantánidos es el +3, el europio, junto con el iterbio [4], puede estar presente en el estado de oxidación +2 producido tras la pérdida de los dos electrones del orbital 6s.

 

Isótopos

Según la UIPAC, a la fecha se conocen 39 isótopos radioactivos del europio y solo uno estable, el 153Eu. De los isótopos radioactivos, 27 de ellos presentan una vida media [5] menor a una hora (128, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167 y 168), siete, una vida media de entre una hora y un año (145, 146, 147, 148, 149, 156 y 157) y cinco una vida mayor a un año ( 150, 151, 152, 154 y 155). De estos últimos,  el 151Eu tiene una composición terrestre característica y un tiempo de vida media relativamente largo (5×1018 años), por lo que contribuye, de manera significativa y reproducible, a la masa atómica promedio del europio. Por tal motivo, se considera que este metal tiene dos isótopos estables naturales, el 151Eu y el 153Eu, con una abundancia de 47.8% y 52.2% respectivamente.

Fluorita

A pesar de que el europio se utiliza en cerámica y aleaciones metálicas de manera regular, su principal uso es en dopaje, el cual consiste en agregar pequeñas cantidades de este metal a otro material para modificar sus propiedades. Éste es comúnmente el caso del europio con el fósforo, el cual se utiliza para darle color al fósforo, que se utiliza en pantallas a color y ayuda a mejorar el brillo en las televisiones de plasma. Además, el europio +2 es el responsable de la fluorescencia de algunos minerales, como es el caso de la fluorita. Se utiliza en marcas anti-falsificación de las notas del banco Europeo. Así mismo, cuando el europio +3 (color rojo) se mezcla con sales de europio +2 (color azul) y fósforo, se produce la luz blanca que se observa en los focos fluorescentes.

El europio se utiliza en marcas anti-falsificación de las notas del banco Europeo.

 

Por otra parte, el europio es un potente absorbente de neutrones, por lo que, aunque a la fecha se ha utilizado poco en este campo, tiene un gran potencial en el control de reactores nucleares.

En Geoquímica, el europio, junto con el resto de las tierras raras, se emplea para identificar procesos geológicos. Sin embargo, debido a que el europio y el cerio pueden encontrarse en otros estados de oxidación además del +3 (+2 y +4, respectivamente), brindan información adicional de las condiciones de óxido-reducción en las que se llevaron a cabo los procesos geológicos.

Europio puro. Foto de Alchemist.

 

En cuanto a sus isótopos, se puede producir el radionúclido 153Sm (con una vida media de ∼1.9 días), a partir de 153Eu, para usos terapéuticos en pacientes con dolor de huesos por metástasis. El 152Eu y el 154Eu se utilizan como material de referencia en la calibración de espectrómetros de rayos gamma.

Monacita

Los principales productores de europio son China, Rusia y Malasia, siendo su principal fuente la monacita y bastnasita y algunos minerales con pequeñas cantidades de elementos de tierras raras; lo que dificulta su separación. China domina el mercado con un 95% de la producción mundial de los elementos de tierras raras y el 30% de las reservas (conocidas hasta el 2010). Su abundancia en la corteza terrestre es de 0.3 ppm, lo cual lo convierte en un elemento poco abundante; su demanda es alta, debido a sus aplicaciones en televisiones y monitores, sin un posible sustituto y el porcentaje de reciclaje es menor al 10%, por lo que se tiene un alto riesgo de agotamiento (de 9.5 en una escala de 0 a 10, siendo 10 el más alto nivel de riesgo) y muy baja sustentabilidad. C2

 

Más para leer:

Huheey, J. E. (1983). Química Inorgánica (tercera edición). NY: Harper & Row.

White, W. M. (2005). Geochemistry. Libro de texto en línea. Cornell University. Recuperado de http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/geo455/Chapters.HTML

Europium – Element information, properties and uses | Periodic Table. (2018). Royal Society of Chemistry. Recuperado de http://www.rsc.org/periodic-table/element/63/europium.

Isotopes Matter. (2018). Recuperado de http://www.isotopesmatter.com/applets/IPTEI/pdf-elements/europium.pdf.

Rare Earth Elements (2011). British Geological Survey. Recuperado de bgs.ac.uk/DOWNLOADS/start.cfm?id=1638.


 

[1] En Ciencias de la Tierra, frecuentemente se considera al Y como parte de los elementos de tierras raras, a pesar de no pertenecer al grupo de los lantánidos.

[2] En presencia de un campo magnético, se imana y orienta paralelamente a las líneas de fuerza.

[3] A excepción del lantano cuya configuración electrónica es ⦋Xe⦌ 5d16s2.

[4] Que presenta configuración 4f14 correspondiente al subnivel lleno.

[5] Es el tiempo que transcurre para que se desintegren la mitad de los átomos de una muestra.

Sobre el autor

Profesora de Química y Química Analítica, en la Universidad Iberoamericana, en la Ciudad de México.  Durante aproximadamente diez años estudió la respuesta de los lantánidos a las condiciones ambientales, con la finalidad de comprender las variaciones elementales registradas en las estalagmitas, las cuales permiten conocer el registro climático regional.

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Profesora de Química y Química Analítica, en la Universidad Iberoamericana, en la Ciudad de México.  Durante aproximadamente diez años estudió la respuesta de los lantánidos a las...

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