Gadolinio
Propiedades, características y usos
El gadolinio es un elemento químico con el símbolo Gd y el número atómico 64.
Es un metal blanco plateado cuando se elimina la oxidación, un poco maleable y es un elemento dúctil de tierras raras.
El gadolinio reacciona lentamente con el oxígeno o la humedad atmosférica para formar un recubrimiento negro.
El gadolinio por debajo de su punto Curie de 20°C (68°F) es ferromagnético, con una atracción hacia un campo magnético superior al del níquel. Por encima de esta temperatura es un elemento paramagnético.
Se encuentra en la naturaleza solo en forma oxidada. Cuando se separa, generalmente tiene impurezas de las otras tierras raras debido a sus propiedades químicas similares.
Información del gadolinio
| Fecha de Descubrimiento | 1880 |
|---|---|
| Descubierto por | Jean Charles Galissard de Marignac |
| Origen del nombre | El gadolinio fue nombrado en honor a Johan Gadolin. |
Características del gadolinio
El gadolinio posee propiedades metalúrgicas inusuales, en la medida en que tan solo el 1% del gadolinio puede mejorar significativamente la trabajabilidad y la resistencia a la oxidación a altas temperaturas del hierro, cromo y metales relacionados.
El gadolinio como metal o sal absorbe neutrones y, por lo tanto, a veces se usa para proteger en la radiografía de neutrones y en los reactores nucleares.
Como la mayoría de las tierras raras, el gadolinio forma iones trivalentes con propiedades fluorescentes, y las sales de gadolinio (III) se utilizan como fósforos en diversas aplicaciones.
Los tipos de iones de gadolinio (III) que se producen en sales solubles en agua son tóxicos para los mamíferos. Sin embargo, los compuestos quelatados de gadolinio (III) son mucho menos tóxicos porque transportan gadolinio (III) a través de los riñones y fuera del cuerpo antes de que el ion libre pueda liberarse a los tejidos.
Debido a sus propiedades paramagnéticas, las soluciones de complejos de gadolinio orgánico quelado se usan como agentes de contraste de IRM basados en gadolinio administrados por vía intravenosa en la resonancia magnética médica.
Gadolinio en la tabla periódica
| Símbolo | Gd |
|---|---|
| Grupo | Lantánidos |
| Período | 6 |
| Bloquear | F |
| Número Atómico | 64 |
| Valencia | 3 |
| Estado de oxidación | +3 |
| Electronegatividad | 1,1 |
| Radio covalente (Å) | 1,61 |
| Radio iónico (Å) | 1,02 |
| Radio atómico (Å) | 1,79 |
| Configuración electrónica | [Xe] 4f75d16s2 |
| Estado a 20°C | sólido |
| Punto de fusión | 1313°C, 2395°F, 1586K |
| Punto de ebullición | 3273°C, 5923°F, 3546K |
| Primer potencial de ionización (eV) | 6,20 |
| Densidad (g/ml) | 7,89 |
| Masa atómica relativa (g/mol) | 157,25 |
Usos y aplicaciones del gadolinio
El gadolinio se usa en aleaciones de hierro y cromo para mejorar la resistencia a las altas temperaturas y la oxidación.
También es utilizado para hacer granates de gadolinio e itrio que tienen aplicaciones de microondas.
Los compuestos de gadolinio se usan como fósforos verdes en los tubos de imagen de televisores a color.
Debido a sus propiedades magnéticas, el gadolinio también se usa en agentes de contraste radiológico intravenoso en la resonancia magnética (MRI).
Las aleaciones fundidas en arco de gadolinio, silicio y germanio demuestran un fuerte efecto magnetocalórico a temperatura ambiente (donde su temperatura aumenta cuando entra en un campo magnético y disminuye cuando sale del campo magnético), lo que lo hace útil en el campo de la refrigeración magnética a temperatura ambiente.
Donde se encuentra el gadolinio
El gadolinio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en una serie de minerales, principalmente monazita y bastnasita.
Comercialmente, el gadolinio se aísla por intercambio iónico y extracción con solvente. El metal puede ser producido por la reducción de fluoruro de gadolinio anhidro con calcio metal.
Países productores de gadolinio
La Monazita contiene todos los elementos de tierras raras y se encuentra principalmente en la arena de los ríos en países como India, Brasil y Sudáfrica. La bastnasita se encuentra principalmente en el desierto de Mojave en California. Se dice que la producción mundial de gadolinio es de aproximadamente 7,500tm por año y se separa por técnicas de intercambio iónico.
Aunque China es la principal nación productora, el gadolinio también se encuentra en países como Estados Unidos, Brasil, India, Australia, Groenlandia y Tanzania. Se dice que las reservas mundiales de gadolinio superan el millón de toneladas.
Nivel de toxicidad del gadolinio
El gadolinio es más peligroso en el ambiente de trabajo (cuando se lo obtiene), debido a que las humedades y los gases pueden ser inhalados con el aire.
Esto puede causar embolias pulmonares, especialmente durante exposiciones a largo plazo. El gadolinio puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.