El iridio es un elemento químico de número atómico 77 que se sitúa en el grupo 9 de la tabla periódica. Su símbolo es Ir. Se trata de un metal de transición, del grupo del platino, duro, frágil, pesado, de color blanco plateado. Es el segundo elemento más denso (después del osmio) y es el elemento más resistente a la corrosión, incluso a temperaturas tan altas como 2000 °C. Solo algunos halógenos y sales fundidas son corrosivas para el iridio en estado sólido. El iridio en polvo es mucho más reactivo y puede llegar a ser inflamable.
Fue descubierto en 1803 entre las impurezas insolubles del platino natural. Smithson Tennant, el primer descubridor, llamó al metal iridio en honor a la diosa Iris, la personificación del arcoíris, debido a los diversos y llamativos colores de sus sales. El iridio es uno de los elementos más raros en la corteza terrestre, con una extracción y consumo anual de tan solo tres toneladas. El 191Ir y el 193Ir son los dos isótopos naturales del iridio y también sus únicos isótopos estables; el 193Ir es el más abundante de los dos.
Los compuestos de iridio más importantes son las sales y ácidos que forma junto con el cloro, aunque el iridio también forma una serie de compuestos organometálicos, utilizados en la catálisis industrial y en investigación. El iridio metálico es usado cuando se necesita alta resistencia a la corrosión a altas temperaturas, como en las bujías de gama alta, crisoles para la recristalización de los semiconductores a altas temperaturas, y los electrodos para la producción de cloro mediante el proceso de cloro-álcali. Los radioisótopos de iridio se usan en algunos generadores de radioisótopos.
El iridio se encuentra en meteoritos en una abundancia mucho mayor que en la corteza terrestre. Por esta razón, la abundancia inusualmente alta de iridio en la capa de arcilla en el límite Cretáceo-Paleógeno dio lugar a la hipótesis de Álvarez de que el impacto de un objeto extraterrestre masivo causó la extinción de los dinosaurios y muchas otras especies hace 65 millones de años. Del mismo modo, una anomalía de iridio en muestras de núcleos del océano Pacífico sugirió el impacto Eltanin de hace aproximadamente 2,5 millones de años.
El iridio también se emplea en aleaciones de alta resistencia que pueden soportar altas temperaturas. Es un elemento poco abundante y se encuentra en la naturaleza en aleaciones con platino y osmio. Se emplea en contactos eléctricos, aparatos que trabajan a altas temperaturas, y como agente endurecedor del platino.
Características Características principales miniatura|izquierda|Una gota de iridio puro. Es de color blanco, parecido al platino, pero presenta una ligera penetración amarilla. Es difícil trabajar este metal, pues es muy duro y quebradizo. Es el metal más resistente a la corrosión. No es atacado por los ácidos, ni siquiera por el agua regia. Para disolverlo se emplea ácido clorhídrico, HCl, concentrado con clorato de sodio, NaClO3 a altas temperaturas.
El iridio es considerado comúnmente un metal extraterrestre, ya que abunda en los meteoritos y es raro en la corteza terrestre, con solo una pequeña concentración de 0,001 ppm. Es el metal más denso después del osmio. Se sabe que en el núcleo de la Tierra se encuentra este metal junto al hierro y al níquel, sus componentes más importantes.
Propiedades físicas Pertenece a los metales del grupo del platino. Debido a su dureza, fragilidad y su alto punto de fusión (el noveno más alto de todos los elementos), es difícil dar forma o trabajar sobre el iridio sólido como se haría con otros metales, por lo que se prefiere trabajarlo en forma de polvo metálico. Es el único metal que mantiene buenas propiedades mecánicas por encima de los 1600 °C. El iridio tiene un punto de ebullición muy alto (el décimo entre todos los elementos) y se convierte en superconductor a temperaturas debajo de los 0.14 K.
El módulo de elasticidad del iridio es el segundo más alto de todos los elementos, superado únicamente por el del osmio; esto, junto con un alto módulo de rigidez y un bajo coeficiente de Poisson, indica el alto grado de rigidez y resistencia a la deformación que han hecho que su manipulación sea una cuestión de gran dificultad. A pesar de estas limitaciones y del alto costo del iridio, es muy valioso para aplicaciones donde la resistencia mecánica es un factor esencial y se usa en algunas tecnologías modernas que operan en condiciones extremas.
La densidad medida del iridio es ligeramente inferior (0,1%) a la del osmio, el cual es el elemento más denso conocido. Anteriormente existía una ambigüedad respecto a qué elemento era más denso, debido a la pequeña diferencia de densidades entre estos dos elementos y la dificultad para medir con precisión dicha diferencia. Con la mayor precisión en los factores utilizados para calcular la densidad cristalográfica mediante rayos X se pudieron calcular sus densidades como 22,56 g/cm³ para el iridio y 22,59 g/cm³ para el osmio.
Propiedades químicas
El iridio es el metal más resistente a la corrosión conocido: no es atacado por casi ningún ácido, el aqua regia (aunque si pulverizado), metales fundidos o silicatos a altas temperaturas. Puede, sin embargo, ser atacado por algunas sales fundidas, tales como el cianuro sódico y cianuro potásico, como también por el oxígeno y los halógenos (particularmente el flúor) a altas temperaturas.
Compuestos miniatura|izquierda|Una onza troy de iridio fundido de 99.99% de pureza.
Estados de oxidaciónLos estados de oxidación más comunes del iridio están en negrita. La columna de la derecha muestra un compuesto representativo de cada estado de oxidación. −3Ir(CO)3]-3 −1[Ir(CO)3(PPh3)]- 0Ir4(CO)12 +1[Ir(CO)Cl(PPh3)2] +2IrCl2 +3IrCl3 +4IrO2 +5Ir4F20 +6IrF6
El iridio forma compuesto en estados de oxidación entre -3 hasta +6, los más comunes son +3 y +4. Los estados de oxidación mayores son poco comunes, pero incluyen al IrF6 y a dos óxidos mixtos, el Sr2MgIrO6 y el Sr2CaIrO6. El dióxido de iridio, un polvo marrón, es el único óxido de iridio bien caracterizado, un sesquióxido de iridio, el Ir2O3, ha sido descrito como un polvo de color azul-negro el cual se oxida a IrO2 por exposición al HNO3. También se han encontrado compuestos de iridio y Azufre, como el IrS3. El iridio también forma compuestos con estados de oxidación +4 y +5, como K2IrO3 y KIrO3, que puede ser preparado a partir de la reacción del óxido de potasio o del superóxido de potasio con iridio a altas temperaturas. Actualmente no se conocen hidruros binarios de iridio (IrxHy), pero se conocen hidruros complejos como el IrH-4 5 y IrH-36, donde el iridio posee un número de oxidación +1 y +3 respectivamente. El hidruro ternario Mg6Ir2H11 se cree que contienen tanto el anión IrH-45 como al IrH-36. No se conocen monohaluro o dihaluro de iridio, sin embargo, se conocen trihaluros (IrX3) de iridio con todos los halógenos. Para estados de oxidación +4 y superiores, únicamente se conocen el tetrafluoruro, el pentafluoruro y el hexafluoruro. El hexafluoruro de iridio, es un sólido amarillo volátil y altamente reactivo, compuesto de moléculas octaédricas. Se descompone en agua y se reduce a IrF4, un sólido cristalino de iridio negro. El pentafluoruro de iridio tiene propiedades similares pero en realidad es un tetrámero, Ir4F20, formado por cuatro octaedros que comparten esquinas.
miniatura|El Complejo de Vaska.
El H2IrCl6, y su sal amónica son los compuestos de iridio más importantes desde el punto de vista industrial. Estos compuestos están involucrados en la purificación de iridio y se utilizan como precursores para la mayoría de los otros compuestos de iridio, así como en la preparación de recubrimientos para ánodos. El ion IrCl-26 tiene un intenso color marrón oscuro, y puede ser fácilmente reducido a IrCl-36, de un color más claro, y viceversa. El tricloruro de iridio (IrCl3), que se puede obtener en forma anhidra de la oxidación directa del polvo de iridio mediante cloro a 650 °C, o en forma hidratada mediante la disolución de Ir2O3 en ácido clorhídrico, es a menudo utilizado como materia prima para la síntesis de otros compuestos de Ir(III). Otro compuesto que se utilizan para sintetizar otros compuestos de Ir(III) son el hexacloroiridio de amonio ((NH4)3IrCl6). Los compuestos de Ir(III) son diamagnéticos con una geometría molecular octaédrica.
Los compuestos organoiridicos contienen enlaces iridio-carbono, donde por lo general, el metal se encuentra en los estados de oxidación más bajos, por ejemplo, el estado de oxidación 0 se encuentra en el tetrairidio dodecarbolino (Ir4(CO)12), el cual es el más común y estable carbonilo binario de iridio, en este compuesto, cada uno de los átomos de iridio se enlaza a los otros tres, formando así una estructura tetraédrica. Algunos compuestos organometálicos de Ir(I) so lo suficientemente importantes como para llevar el nombre de sus descubridores. Uno de ellos es el complejo de Vaska (IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),Universidad de Castilla-La Mancha, complejo de Vaska, revisado el 3 de septiembre de 2011 el cual tiene la rara cualidad de unirse a la molécula de oxígeno diatómico (O2). Otra es la catálisis de Crabtree, una catálisis homogénea llevada a cabo mediante reacciones de hidrogenación. Estos compuestos tienen una estructura cuaternaria planar, d8 compleja, con un total de 16 electrones de valencia, lo que explica su capacidad de reacción.
Isótopos
El iridio tiene dos isótopos naturales estables, el 191Ir y el 193Ir, con una abundancia natural de 37.3% y 62.7%, respectivamente.Isótopos del Iridio en ciemat.es, revisado el 3 de septiembre de 2011 Al menos 34 radioisótopos han sido sintetizados variando entre números másicos de 164 a 199. El 192Ir, el cual se desintegra en los dos isótopos estables, es el radioisótopo más estable con una semivida de 73.827 días. Otros tres isótopos, el 188Ir, 189Ir, 190Ir, tienen una semivida de al menos un día. Isótopos con número de masa debajo de 191 decaen mediante una combinación de desintegración ß, desintegración α y emisión de protones, con la excepción del 189Ir, que decae por medio de captura electrónica, y el 190Ir, el cual decae por medio de emisión de positrones. Isótopos sintéticos con una masa atómica mayor a 191 decaen mediante desintegración β–, aunque el 192Ir también puede decaer en menor medida mediante captura de electrones. Todos los isótopos conocidos de iridio fueron descubiertos entre 1934 y 2001, el más reciente de ellos es el 171Ir.
Al menos 32 isómeros metaestables han sido caracterizados, variando en masa atómica entre 164 a 197, el más estable de todos estos es el 192m2Ir, el cual decae mediante transición isomérica con una semivida de 241 años, por lo que es más estable que cualquiera de los isótopos sintéticos de iridio en sus estados fundamentales. El menos estable es el 190m3Ir, con una semivida de apenas 2 µs. El isótopo 191Ir fue el primer elemento en que se vio el efecto Mößbauer, lo que lo hace útil para la espectroscopia Mössbauer en investigaciones físicas, químicas, bioquímicas, metalúrgicas y mineralógicas.
Historia
El descubrimiento del iridio data de la misma época en que se descubrió el platino y el resto de metales de su grupo. El platino elemental fue usado por los antiguos etíopes y por las culturas sudamericanas, las cuales siempre tuvieron acceso a una pequeña cantidad de metales del grupo del platino, incluyendo el iridio. El platino llegó a Europa con el nombre de "platina" (pequeña plata), descubierto en el por españoles en la región que hoy se conoce como Departamento de Chocó en Colombia. Pero el descubrimiento de que este metal era un elemento nuevo y no una aleación de elemento conocidos no se produjo hasta 1748.