Óxido de holmio(III)

El óxido de holmio(III) , o óxido de holmio _, es un compuesto químico del elemento de tierras raras holmio y oxígeno con la fórmula Ho₂O₃ . Junto con el óxido de disprosio(III) (Dy₂O₃ _{) ,} el óxido de holmio es una de las sustancias paramagnéticas más potentes conocidas. El óxido, también llamado holmia , se encuentra como componente del mineral _de óxido de erbio relacionado, llamado erbia . Por lo general, los óxidos de los lantánidos trivalentes coexisten en la naturaleza, y la separación de estos componentes requiere métodos especializados. El óxido de holmio se utiliza en la fabricación de vidrios de colores especiales . El vidrio que contiene óxido de holmio y las soluciones de óxido de holmio tienen una serie de picos de absorción óptica nítidos en el rango espectral visible . Por lo tanto, se utilizan tradicionalmente como un patrón de calibración conveniente para espectrofotómetros ópticos .

El holmio ( Holmia , nombre latino de Estocolmo ) fue descubierto por Marc Delafontaine y Jacques-Louis Soret en 1878, quienes notaron las bandas de absorción espectrográficas aberrantes del elemento entonces desconocido (lo llamaron "Elemento X"). ^{[ 6 ] [ 7 ]} Más tarde, en 1878, Per Teodor Cleve descubrió el elemento de forma independiente mientras trabajaba con erbia terres ( óxido de erbio ). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Utilizando el método desarrollado por Carl Gustaf Mosander , Cleve eliminó primero todos los contaminantes conocidos de la erbia. El resultado de este esfuerzo fueron dos nuevos materiales, uno marrón y otro verde. Bautizó a la sustancia marrón como holmia (en honor al nombre latino de su ciudad natal, Estocolmo) y a la verde como thulia. Posteriormente se descubrió que la holmia era óxido de holmio y la thulia, óxido de tulio . ^{[ 10 ]}

El holmio se oxida fácilmente en el aire; por lo tanto, la presencia de holmio en la naturaleza es sinónimo de la de holmia. El óxido de holmio se encuentra en cantidades traza en los minerales gadolinita , monacita y en otros minerales de tierras raras .

Un proceso típico de extracción de óxido de holmio se puede simplificar de la siguiente manera: las mezclas minerales se trituran y muelen. La monacita, debido a sus propiedades magnéticas, se puede separar mediante separación electromagnética repetida. Después de la separación, se trata con ácido sulfúrico concentrado caliente para producir sulfatos solubles en agua de varios elementos de tierras raras. Los filtrados ácidos se neutralizan parcialmente con hidróxido de sodio hasta un pH de 3-4. El torio precipita de la solución como hidróxido y se elimina. Después de eso, la solución se trata con oxalato de amonio para convertir las tierras raras en sus oxalatos insolubles . Los oxalatos se convierten en óxidos por recocido. Los óxidos se disuelven en ácido nítrico que excluye uno de los componentes principales, el cerio , cuyo óxido es insoluble en _HNO₃ .

El método de separación más eficiente para el óxido de holmio de las tierras raras es el intercambio iónico . En este proceso, los iones de tierras raras se adsorben en una resina de intercambio iónico adecuada mediante intercambio con iones de hidrógeno, amonio o cúpricos presentes en la resina. Posteriormente, los iones de tierras raras se eliminan selectivamente mediante un agente complejante adecuado, como el citrato de amonio o el nitrilotriacetato. ^{[ 4 ]}

El óxido de holmio es uno de los colorantes utilizados para la zirconia cúbica y el vidrio , proporcionando coloración amarilla o roja. ^{[ 11 ]} El vidrio que contiene óxido de holmio y las soluciones de óxido de holmio (generalmente en ácido perclórico ) tienen picos de absorción óptica nítidos en el rango espectral de 200-900  nm. Por lo tanto, se utilizan como estándar de calibración para espectrofotómetros ópticos ^{[ 12 ] [ 13 ]} y están disponibles comercialmente. ^{[ 14 ]} Al igual que la mayoría de los demás óxidos de elementos de tierras raras, el óxido de holmio se utiliza como catalizador especial , fósforo y material láser . El láser de holmio opera a una longitud de onda de aproximadamente 2,08 micrómetros, ya sea en régimen pulsado o continuo. Este láser es seguro para la vista y se utiliza en medicina, lidars , mediciones de velocidad del viento y monitoreo atmosférico. ^{[ 15 ]}

El óxido de holmio(III), comparado con muchos otros compuestos, no es muy peligroso, aunque la sobreexposición repetida puede causar granuloma y hemoglobinemia . Presenta baja toxicidad oral, dérmica y por inhalación, y no es irritante. La dosis letal media aguda por vía oral (DL50 ₎ es superior a 1 g por kilogramo de peso corporal. ^{[ 16 ]}