Indio

El indio es un elemento químico que pertenece al grupo del boro, siendo conocido como un metal boroideo, aunque concretamente es un metal de post-transición. Se ubica entre el cadmio y el estaño. Su número atómico es el 49, su símbolo es el In y su masa atómica es 114,818.

El indio es uno de los metales menos abundantes en la corteza terrestre y, por ser químicamente semejante al zinc, principalmente se obtiene de los yacimientos minerales de zinc. Este elemento es usado mayormente en la industria de los semiconductores, siendo un recurso crítico.

Este metal de post-transición fue descubierto en 1863 por los químicos alemanes Ferdinand Reich y Hieronymous Richter, los cuales analizaron los espectros de emisión de minerales de zinc de las minas de Freiberg, en la región de Sajonia.

Características y propiedades

El indio es el metal no alcalino más blando, con un color plateado blanquecino con un lustre brillante que se asimila al del estaño. A este metal también se distingue por su sonido particular al ser doblado, el cual es parecido a un llanto de alto tono, muy agudo.

El indio tiene un punto de fusión más elevado que el sodio y el galio, pero más bajo que el litio y el estaño.

Químicamente, es un metal muy similar al talio, al galio y al zinc.

Pertenece al grupo 13 de la tabla periódica que es conocido como grupo del boro, que además de estar conformado por este elemento y el boro; están el aluminio, el galio, el talio y el nihonio. Todos estos elementos se caracterizan por tener tres electrones en el nivel energético mayor.

El indio no juega ningún rol biológico, aunque sus compuestos son tóxicos al ser inyectados en el torrente sanguíneo.

El indio es un componente minoritario en los minerales de sulfuro de zinc, como la esfalerita. También se puede encontrar en minerales de cobre, como la calcopirita; de hierro y de plomo.

Es raro que el indio forme su propio mineral y que se encuentre en estado puro en el planeta. Solamente se conocen diez especies minerales de indio, la más conocida es la roquesita (CuInS2) y la dzhalindita [In(OH)3].

El indio se puede producir en estado ultra puro. Los mayores productores de este metal son China, Corea del Sur, Japón y Canadá.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión se alcanza a los 157 °C y su punto de ebullición a los 2072 °C.
  • Organolépticamente, es un metal blando, inodoro, de color plateado muy claro y al ser doblado produce un chillido muy aguado.
  • En condiciones ambientales promedio se encuentra en estado sólido.
  • Tiene una densidad igual a 7310 kg/m3.
  • Tiene una dureza en la escala de Mohs igual a 1,2.
  • Es un material diamagnético. Los compuestos arseniuro, antimoniuro y fosfuro de indio son semiconductores con propiedades especiales.

Propiedades químicas

  • Los iones pueden ser tóxicos para el hígado, una vez se encuentren en el torrente sanguíneo. Los compuestos de indio provocan dañados a los pulmones y al sistema inmunitario. Existe una enfermedad pulmonar llamada pulmones de indio.
  • Sus estados de oxidación son -5, -2, -1 y +1, +2 y +3. Comúnmente transfiere los electrones del nivel energético mayor para llegar al estado +3.
  • El indio no es un fuerte agente de oxidación.
  • Los compuestos de indio en estado de oxidación +1 son poderosos agentes de reducción.
  • El indio puro no reacciona con el agua.
  • El indio puro es oxidado por fuertes agentes de oxidación como los halógenos, formando compuesto de iridio en estado de oxidación +3.
  • Su estructura atómica está formada por 49 electrones, 66 neutrones y 49 protones.
  • Su nube de electrones oscila en 5 niveles energéticos.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal dúctil y maleable.

Usos

Compuestos de indio como el antimoniuro de indio y el fosfuro de indio son semiconductores con propiedades útiles en la fabricación de transistores de germanio, de baja y alta temperatura, en diodos emisores de luz (LED) y diodos de láser y en componentes fotovoltaicos de celdas solares.

Transistores de germanio
Transistores de germanio

Asimismo, se hace uso del indio en la fabricación de rectificadores, soldaduras, termistores y fotoconductores.

El indio también es importante en la elaboración de aleaciones de bajo punto de fusión, las cuales usualmente están compuestas por 24% de indicio y un 76% de galio, y son líquidas a temperatura ambiente.

El óxido de indio es usado en la fabricación de paneles electro-luminiscentes. E incluso, el óxido de indio y estaño es aplicado en la fabricación de electrodos transparentes de pantallas táctiles, de lámparas de vapor de sodio de baja presión y de pantallas de cristal líquido (LCD).

Pantallas táctiles
Pantallas táctiles

Se fabrican cables de indio que son usados como sellos de vacío y como conductores térmicos en la industria criogénica y la de vacío ultra alto.

Por su capacidad de alta captura de neutrones por sección transversal, el indio es utilizado como componente de las barras de control de reactores nucleares.

En medicina, se utiliza el radioisótopo 111In en el diagnóstico por imagen del cáncer de próstata.

Donde se encuentra

El indio es un metal que mayormente se encuentra en los yacimientos minerales de zinc, de cobre, de plomo y de hierro, de los cuales es extraído como como un residuo.

Si bien existen minerales con una cantidad significativa de indio, como la roquesita y la dzhalindita, estos no representan una fuente rentable para la extracción del indio.

Roquesita
Roquesita

Las mayores fuentes minerales de indio se encuentran el noreste del continente asiático.

Desde una perspectiva mayor, el indio es un elemento primordial que se produce, generalmente, en las estrellas de masa media (entre 0,6 y 10 masas solares) en procesos de captura lenta de electrones, los cuales se desarrollan durante miles de años.

Obtención

El indio se obtiene exclusivamente como un residuo del procesamiento de minerales de otros metales, en especiales de los zinc.

Durante el proceso de fundido eléctrico de los minerales del zinc, el indio se acumula en los residuos ricos en hierro. Ahora, a partir de estos residuos, el indio puede ser extraído generalmente por procesos de solución.

Posteriormente, el indio extraído es purificado por medio de electrólisis.

Quién lo descubrió

El descubrimiento del indio se llevó a cabo en 1863, cuando los químicos Reich y Richter examinaron los minerales de las minas Freiberg por espectroscopía. Estos químicos disolvieron pirita, arsenopirita, galena y esfalerita en ácido clorhídrico y en cloruro de zinc puro destilado.

Ferdinand Reich
Ferdinand Reich

Como Reich era ciego tuvo que emplear a Richter como asistente, para así poder analizar el espectro de emisión de la muestra. Estos científicos andaban tras las líneas espectrales del talio, un metal abundante en aquella región.

Sin embargo, se toparon con unas líneas espectrales particularmente azules. Observación a partir de la cual hipotetizaron la existencia de un nuevo elemento, que llamaron Indium, por el color índigo del espectro, que se a su vez se deriva del latín indicum, que significa de “la India”.

En el año 1864 Reich logró aislar indio, llevando una muestra de 0,5 kg a la Exposición Universal de 1867 en París. Posteriormente, hubo una disputa entre Reich y Richter, porque este último se había adjudicado únicamente el crédito por el descubrimiento.