Aeneral

El gadolinio es un elemento químico con el símbolo del elemento Gd y el número atómico 64. En la tabla periódica pertenece al grupo de los lantánidos y, por lo tanto, también pertenece a los metales de las tierras raras.

El primer elemento de la tierra Ytterer en la tabla periódica fue encontrado 1880 espectroscópicamente por Jean Charles Galissard de Marignac en didym y gadolinita. 1886 lo hizo como un óxido blanco de Samarskit y lo llamó Y de Samarskit. En el mismo año, Paul Emile Lecoq de Boisbaudran también produjo óxido de gadolinio y nombró al nuevo elemento en honor al descubridor del mineral gadolinita, el químico finlandés Johan Gadolin, gadolinio.

Solo 1935 sucedió a Georges Urba en la representación del metal.

Por supuesto, el gadolinio ocurre solo en compuestos. Técnicamente importantes son Monazit y Bastnäsit. Los depósitos de gadolinita en la mina Ytterby, al norte de Estocolmo, ahora están agotados.

recuperación

Después de una separación compleja del otro ambientador de gadolinio, el óxido se hace reaccionar con fluoruro de hidrógeno al fluoruro de gadolinio. Posteriormente, esto se reduce con calcio con la formación de fluoruro de calcio al gadolinio metálico. La separación de los restos de calcio e impurezas restantes tiene lugar en una nueva fusión al vacío.

Características

El metal plateado de blanco a grisáceo brillante de tierras raras es dúctil y maleable. A temperaturas superiores a 1508 K, el empaque de esfera más denso se transforma en una estructura de cristal centrada en el cuerpo cúbico. En el aire seco, el gadolinio es relativamente estable, en el aire húmedo forma una capa de óxido no protectora, poco adherente y desprendible. Reacciona lentamente con agua. En ácidos diluidos se disuelve.

El gadolinio tiene con 49.000 granero la sección transversal de captura de neutrones térmicos más alta de todos los elementos estables conocidos debido a su isótopo contenido Gd-157 (con granero 254.000) (solo el Xe-135 inestable supera a Gd-157 en un factor 10). La alta tasa de quemado restringe severamente el uso como una barra de control en reactores nucleares.

Junto con el disprosio, el holmio, el erbio y el terbio, que también se asignan al grupo de los lantánidos, es uno de los únicos elementos, excepto el hierro, el cobalto y el níquel, que tienen ferromagnetismo. Sin embargo, primero debe colocarse por debajo de su temperatura de Curie ferromagnética de 292,5 K (19,3 ° C). [6]

Contrariamente a muchas referencias, el gadolinio no es superconductor. Esto también se basa en la experiencia de que la contaminación de sustancias ferromagnéticas como el hierro y el gadolinio destruye la superconductividad de otros elementos. Sin embargo, se conocen superconductores cerámicos de alta temperatura del tipo Ba2GdCu3O7-x con una temperatura de transición entre 80-85 K.

Los polvos de gadolinio metálico son peligrosos para el fuego y explosivos.

Gadolinio en la tabla periódica

Utilizar

El gadolinio se usa para hacer granate de itrio y gadolinio para aplicaciones de microondas. Los oxisulfuros se utilizan para producir fósforo verde para pantallas luminiscentes (radar).

Los compuestos de gadolinio (III) inyectados por vía intravenosa, como la gadopentetate dimeglumine, sirven como agentes de contraste en los exámenes de resonancia magnética. Para este propósito, se usan agentes complejantes con altas constantes complejas, como, por ejemplo, los quelatos DTPA (ácido dietilentriaminopentaacético) y DOTA (ácido 1,4,7,10-tetraazaciclododecano-1,4,7,10-tetraacético, con Gd = ácido gadotérico) debido a la alta toxicidad de los iones de gadolinio libres. Debido a los siete electrones no apareados en la capa f, el gadolinio es altamente paramagnético. El agente de contraste permite que los protones circundantes, esencialmente agua, se relajen más rápidamente. Esto aumenta significativamente las diferencias de contraste entre diferentes tejidos en una resonancia magnética.
Estos agentes de contraste también se pueden usar para estudios en el cerebro, ya que los complejos de gadolinio no superan la barrera hematoencefálica en pacientes sanos y, por lo tanto, un trastorno de la barrera hematoencefálica, una indicación de un evento patológico (por ejemplo, circulación sanguínea deficiente, tumor, inflamación) - hacer visible.

El granate de gadolinio galio se utilizó para hacer almacenes de burbujas magnéticas. También se utiliza en la producción de discos compactos regrabables.

Las adiciones de 1% gadolinio aumentan la maquinabilidad y la alta temperatura y resistencia a la oxidación de las aleaciones de hierro y cromo. Las correspondientes aleaciones de hierro y cobalto de gadolinio se pueden utilizar para el almacenamiento de datos optomagnéticos.

El gadolinio, debido a que tiene un punto Curie cerca de la temperatura ambiente, podría usarse en enfriadores que funcionan según el principio de la magnetización adiabática. Dichos refrigeradores funcionarían sin que la capa de ozono dañe los clorofluorocarbonos (CFC) y no estarían sujetos a daños mecánicos.

El gadolinio se usa en forma de óxido de gadolinio en los conjuntos de combustible modernos como material absorbente quemable que, después de un cambio de combustible al comienzo del ciclo operativo, limita el exceso de reactividad del reactor debido a un exceso de combustible nuclear. A medida que se quema el combustible, el gadolinio también se degrada. [7]

El oxisulfuro de gadolinio dopado con terbio (Gd2O2S: Tb) es un centelleador comúnmente utilizado en la tecnología de rayos X. Gd2O2S: Tb ​​emite luz con una longitud de onda de 545nm.

No se conoce la función biológica del gadolinio.

Los iones de gadolinio libres se comportan de manera similar a los iones de calcio, es decir, se incorporan principalmente en el sistema hepático y óseo y pueden permanecer allí durante años. El gadolinio libre también actúa como un antagonista del calcio: los radios iónicos del calcio y el gadolinio son casi iguales, lo que afecta la contractilidad del miocardio e inhibe el sistema de coagulación. [9]

Las soluciones intravenosas de iones de gadolinio libres son extremadamente tóxicas. La toxicidad afecta los músculos lisos y estriados, la función mitocondrial y la coagulación de la sangre. [10]

La toxicidad del gadolinio libre se considera alta. En forma compleja, como el gadolinio en los medios de contraste aprobados, generalmente se tolera bien teniendo en cuenta las contraindicaciones. Desde 2006, hay cada vez más informes de que los pacientes con insuficiencia renal pueden experimentar fibrosis sistémica nefrogénica después de la administración de varios quelatos de gadolinio, particularmente Gd-DTPA.

Gráfico de óxido de gadolinio 2010-2012

Precios de gadolinio

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