Aenerale

Il gadolinio è un elemento chimico con l'elemento simbolo Gd e il numero atomico 64. Nella tavola periodica appartiene al gruppo dei lantanidi e quindi appartiene anche ai metalli delle terre rare.

Il primo elemento della terra Ytterer nella tavola periodica fu trovato spettroscopicamente 1880 da Jean Charles Galissard de Marignac in didim e gadolinite. 1886 lo ha realizzato come ossido bianco da Samarskit e lo ha chiamato Y da Samarskit. Nello stesso anno Paul Emile Lecoq de Boisbaudran produsse anche ossido di gadolinio e nominò il nuovo elemento dopo lo scopritore del gadolinite minerale, il chimico finlandese Johan Gadolin, gadolinio.

Solo 1935 è riuscito a Georges Urbain la rappresentazione del metallo.

Naturalmente, il gadolinio si verifica solo nei composti. Tecnicamente importanti sono Monazit e Bastnäsit. I depositi di gadolinite nella miniera di Ytterby, a nord di Stoccolma, sono ora esauriti.

recupero

Dopo una complessa separazione dell'altro Gadoliniumbegleiter l'ossido viene fatto reagire con acido fluoridrico a Gadoliniuimfluorid. Successivamente, questo si riduce con il calcio con la formazione di fluoruro di calcio nel gadolinio metallico. La separazione dei residui di calcio rimanenti e delle impurità avviene in un'ulteriore rifusione sotto vuoto.

Particolaritá

Il metallo delle terre rare lucido bianco argenteo a bianco grigiastro è duttile e malleabile. A temperature superiori a 1508 K, la sfera più densa si trasforma in una struttura cristallina centrata sul corpo cubico. Nell'aria secca il gadolinio è relativamente stabile, nell'aria umida forma uno strato di ossido non protettivo, leggermente aderente e desquamante. Reagisce lentamente con l'acqua. In acidi diluiti si dissolve.

Gadolinio ha con il granaio 49.000 la più alta sezione trasversale di cattura di neutroni termici di tutti gli elementi stabili noti grazie al suo isotopo contenuto Gd-157 (con il granaio 254.000) (solo il instabile Xe-135 supera Gd-157 di un fattore 10). L'alto tasso di burn-off limita fortemente l'uso come barra di controllo nei reattori nucleari.

Insieme a disprosio, olmio, erbio e terbio, che sono anche assegnati al gruppo dei lantanidi, è uno dei pochi elementi - tranne ferro, cobalto e nichel - che hanno un ferromagnetismo. Tuttavia, deve prima essere portato al di sotto della sua temperatura di Curie ferromagnetica di 292,5 K (19,3 ° C). [6]

Contrariamente a molti riferimenti, il gadolinio non è superconduttivo. Questo si basa anche sull'esperienza che la contaminazione di sostanze ferromagnetiche come ferro e gadolinio distrugge la superconduttività di altri elementi. Tuttavia, sono noti superconduttori ceramici ad alta temperatura del tipo Ba2GdCu3O7-x con una temperatura di transizione tra 80-85 K.

Le polveri di gadolinio metallico sono pericolose per il fuoco e gli esplosivi.

Gadolinio nella tavola periodica

Utilizzare

Il gadolinio viene utilizzato per produrre granato di ittrio gadolinio per applicazioni a microonde. Gli ossisolfuri sono usati per produrre fosforo verde per schermi luminescenti (radar).

Composti di gadolinio (III) iniettati per via endovenosa, come dimeglumina di gadopentetato, servono come agenti di contrasto negli esami di risonanza magnetica. A tale scopo vengono utilizzati agenti complessanti con elevate costanti complessanti, come, ad esempio, i chelati DTPA (acido dietilenetriamminapentaacetico) e DOTA (1,4,7,10-tetraazaciclododecano-1,4,7,10-acido tetraacetico, con Gd = acido gadoterico). A causa dei sette elettroni spaiati nel guscio, il gadolinio è altamente paramagnetico. L'agente di contrasto consente quindi ai protoni circostanti - essenzialmente all'acqua - di rilassarsi più rapidamente. Ciò aumenta significativamente le differenze di contrasto tra i diversi tessuti in una risonanza magnetica.
Questi agenti di contrasto possono anche essere utilizzati per studi sul cervello, poiché i complessi di gadolinio non superano la barriera emato-encefalica in pazienti sani e quindi un disturbo della barriera emato-encefalica - un'indicazione di un evento patologico (ad es. Carenza di circolazione sanguigna, tumore, infiammazione) - Rendi visibile.

Il granato di gallio gadolinio veniva usato per fare depositi di bolle magnetiche. Viene anche utilizzato nella produzione di compact disc riscrivibili.

Le aggiunte di gadolinio 1% aumentano la lavorabilità e la resistenza alle alte temperature e all'ossidazione delle leghe di ferro e cromo. Le corrispondenti leghe di gadolinio e ferro-cobalto possono essere utilizzate per l'archiviazione dei dati optomagnetici.

Il gadolinio, poiché ha un punto di curie vicino alla temperatura ambiente, potrebbe essere utilizzato in dispositivi di raffreddamento che funzionano secondo il principio della magnetizzazione adiabatica. Tali frigoriferi farebbero a meno che lo strato di ozono danneggi i clorofluorocarburi (CFC) e non subirebbero danni meccanici.

Il gadolinio viene utilizzato sotto forma di ossido di gadolinio nei moderni assemblaggi di combustibile come materiale assorbente bruciabile che, dopo un cambio di combustibile all'inizio del ciclo operativo, limita l'eccessiva reattività del reattore a causa di un eccesso di combustibile nucleare. Man mano che il carburante brucia, anche il gadolinio viene degradato. [7]

L'ossisolfuro di gadolinio drogato con terbio (Gd2O2S: Tb) è uno scintillatore comunemente usato nella tecnologia a raggi X. Gd2O2S: Tb ​​emette luce con una lunghezza d'onda di 545nm.

Non è nota la funzione biologica del gadolinio.

Gli ioni gadolinio liberi si comportano in modo simile agli ioni calcio, cioè sono principalmente incorporati nel sistema epatico e osseo e possono rimanere lì per anni. Il gadolinio libero agisce anche come antagonista del calcio - i raggi ionici di calcio e gadolinio sono quasi uguali - influenzando la contrattilità miocardica e inibendo il sistema di coagulazione. [9]

Le soluzioni applicate per via endovenosa di ioni gadolinio liberi sono acutamente tossiche. La tossicità colpisce i muscoli lisci e striati, la funzione mitocondriale e la coagulazione del sangue. [10]

La tossicità del gadolinio libero è considerata elevata. In forma complessa, come il gadolinio nei mezzi di contrasto approvati, è generalmente ben tollerato considerando le controindicazioni. Da 2006, ci sono sempre più segnalazioni secondo cui i pazienti con insufficienza renale possono manifestare fibrosi sistemica nefrogenica dopo la somministrazione di vari chelati di gadolinio, in particolare Gd-DTPA.

Grafico ossido di gadolinio 2010-2012

Prezzi del gadolinio

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