Struktur Gadolinio, Hartanah, Mendapatkan, Menggunakan

Dia Gadolinio Ia adalah logam milik kumpulan lanthanides, nadir bumi, yang simbol kimianya adalah GD. Ia membentangkan ketiadaan oksida warna putih perak. Ia stabil di udara kering, tetapi teroksida dengan udara lembap yang membentuk oksida gelap. Ia juga bertindak balas dengan air panas untuk membentuk gadolinium hidroksida.

Bentuk kompleks pendarfluor Gadolinio dan membentangkan sifat fizikal tertentu yang lain: ia adalah magneto-pengerusi, iaitu, suhunya bergantung pada medan magnet yang ada. Ia adalah tambahan kepada elemen paramagnetik yang menjadi ferromagnetik pada suhu rendah.

Sampel gadolinium logam. Sumber: Hi-Res Imej Elemen Kimia/CC oleh (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)

Gadolinio mempunyai titik Curie 17 ºC. Mempunyai banyak 5.2 ppm di Cortez Bumi. Kehadirannya telah ditunjukkan dalam beberapa sayur -sayuran seperti dill, bit merah dan selada Rom.

Gadolinio ditemui pada tahun 1800 oleh Jean de Marignac, melalui kajian gadolinium oksida yang diperoleh dari Mineral Samarskita. Secara paradoks, mineral gadolinite hanya mempunyai jejak logam ini, yang sumber mineralogi yang sebenarnya terdiri daripada mineral monacite dan Bastnäsite.

[TOC]

Penemuan

Gadolinio ditemui pada tahun 1880 oleh ahli kimia Switzerland Jean Charles Gelissard de Marignac. Saintis ini berjaya mengenal pasti dalam oksida, yang diperolehi dari mineral Samarskita, rekod spektroskopi baru, yang kemudiannya menunjukkan bahawa ia sesuai dengan yang dibentangkan oleh logam gadolinium.

Terdapat tanda bahawa Marignac menyediakan gadolinium oksida dari bijih cerita, bukannya samarskita, memanggil oksida sebagai "gadolinia".  Pada tahun 1886, ahli kimia Perancis Paul émile Lacog di Boisbaudran berjaya mengasingkan logam gadolinium dari oksidanya.

Ini berkhidmat untuk mengesahkan penemuan Marignac dan menyifatkan penemuan Gadolinio. Dari Boisbaudran, selepas berunding dengan Marignac, beliau menugaskan logam baru nama Gadolinio sebagai penghormatan kepada mineralogi abad kelapan belas: John Gadolin.

Boleh melayani anda: garam asid (oxisals)

John Gadolin (1760-1752) adalah seorang ahli kimia Finland yang pada tahun 1792 memeriksa mineral hitam yang dikumpulkan berhampiran Stockholm, dan mendapati bahawa ia mengandungi 38% oksida tanah yang jarang dia panggil itria.

Pada tahun 1800 mineral itu dipanggil gadolin sebagai gadolinita. Walau bagaimanapun, kemudiannya ditubuhkan bahawa ia tidak begitu kaya dengan Gadolinio, tetapi ia hampir tidak mempunyai jejak logam ini.

Struktur kimia gadolinium

Gadolinio boleh mengadopsi dua struktur kristal:

-Hexagonal Compact (HCP) pada suhu bilik, yang dipanggil α-GD

-Padu berpusat di dalam badan (BCC) di atas 1235 ºC, yang diwakili sebagai β-GD

Konfigurasi Elektronik

Konfigurasi Gadolinium Elektronik

Konfigurasi elektronik singkat Gadolinio adalah:

[Xe] 4f⁷ 5 d¹ 6s²

Ia sepatutnya mempunyai lapan elektron dalam orbital 4F, kerana menjadi ahli kelapan Lantanids; Tetapi sebaliknya dia mempunyai tujuh, dengan elektron dalam orbital 5d. Ini adalah salah satu daripada banyak penyelewengan dalam susunan pengisian orbital.

Sifat Gadolinio

Penampilan fizikal

Logam pepejal putih perak. Gadolinio adalah logam mulur dan lembut.

Nombor atom

64

Jisim molar

157 g/mol

Takat lebur

1312 ºC

Takat didih

3000 ºC

Ketumpatan

7.90 g/cm³

Haba Fusion

10.05 kJ/mol

Haba pengewapan

301.3 kJ/mol

Keadaan pengoksidaan

0, +1, +2 dan +3, yang terakhir (GD³⁺) Status pengoksidaan yang paling penting.

Elektronegativiti

1.2 Pada skala Pauling

Tenaga pengionan

Pertama: 593.4 kJ/mol

Kedua: 1170 kJ/mol

Ketiga: 1190 kJ/mol

Magnetisme

Pada suhu di bawah 20 ºC (Curie 17 ºC), ia berkelakuan seperti logam ferromagnetik, iaitu, ia tertarik dengan magnet. Dan pada suhu lebih besar daripada 20 ºC, ia berkelakuan seperti logam paramagnetik.

Gadolinio mempunyai harta menjadi thermo-magnet, kerana ia meningkatkan suhunya ketika memasuki medan magnet; dan berkurangan apabila meninggalkan ini. Di samping itu, Gadolinio mempunyai nilai resistiviti elektrik yang tinggi (131 μΩ-cm).

Boleh melayani anda: kromatogram

Reaktiviti

Kebanyakan sebatian yang dibentuk oleh Gadolinio adalah dengan Valencia +3. Logam stabil di udara kering, tetapi ia dicemari oleh udara basah, membentuk oksida yang berkulit, GD₂Sama ada₃, yang kemudian menjadi gelap dan tidak melindunginya dari pengoksidaan berikutnya.

Gadolinio tidak larut dalam air sejuk, tetapi ia dapat bertindak balas dengan air panas untuk membentuk gadolinium hidroksida, GD (OH)₃. Gadolinio adalah ejen pengurangan yang kuat yang bertindak dengan mengurangkan oksida logam.

Ia juga bertindak balas dengan semua halogen untuk membentuk halida putih; Kecuali Gadolinium Iodide, yang berwarna kuning. Bertindak balas dengan asid dengan pengecualian asid fluorhoric, yang mana ia membentuk lapisan pelindung.

Memperoleh

Seperti banyak bumi nadir, Gadolinio diperolehi secara ekonomi dari Monacita dan Bastnäsita Mineral. Sebaik sahaja mineral ini diperoleh, mereka dihancurkan untuk mengurangkannya kepada serpihan dan dengan itu memulakan proses pengasingan.

Langkah pertama adalah untuk merawat serpihan mineral dengan asid hidroklorik untuk mengubah oksida tidak larut menjadi klorida larut. Kemudian cecair yang ditapis dinetralkan dengan penambahan natrium hidroksida untuk menyesuaikan pH antara 3 dan 4, menghasilkan pemendakan thorium hidroksida.

Gadolinio Chips. Sumber: w. OELEN, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Kemudian, supernatan dengan ammonium oxalate dirawat supaya pembentukan oksalat yang tidak larut di bumi nadir berlaku. Oxalates ini dipanaskan untuk mengubahnya menjadi oksida, yang dirawat dengan gilirannya dengan asid nitrik, yang menghasilkan pemendakan Cerio.

Supernatan dirawat dengan magnesium nitrat untuk menghasilkan garam gadolinium, samarium dan europio, yang boleh dipisahkan dengan menggunakan kromatografi pertukaran ion.

Gadolinium logam akhirnya boleh didapati dari oksida atau garamnya membawa mereka ke 1450 ºC, dan mengurangkannya dengan kalsium dalam suasana argon lengai.

Penggunaan/aplikasi

Penyejukan magnet

Aloi Gadolinio, Siliconio dan Germanio, yang dibuang oleh Arco, menunjukkan kesan magneto. Iaitu, suhunya dipengaruhi oleh intensiti medan magnet yang mereka terdedah. Harta ini telah menjadi asas untuk penubuhan penyejukan magnet.

Ia boleh melayani anda: 1-Okteno: Ciri-ciri, Sintesis, Penggunaan, Lembaran Keselamatan

Industrialis

Gadolinium digunakan dalam aloi besi dan kromium untuk meningkatkan suhu tinggi dan rintangan kakisan.

Sebatiannya digunakan sebagai fosforus hijau dalam tiub televisyen warna. Juga, gadolinium digunakan sebagai sumber fosforus dalam lampu pendarfluor, X -ray menguatkan skrin, dan spindlers untuk tomografi x -ray.

Gadolinio digunakan dengan ititrium dalam pembuatan garnet yang mempunyai aplikasi gelombang mikro. Ia juga digunakan dalam pembuatan magnet, komponen elektronik seperti perakam video, dan cakera padat (CD) dan kenangan komputer.

Reaktor nuklear

Oleh kerana bahagian silangnya, Gadolinio mempunyai keupayaan besar untuk menangkap neutron, dengan itu membolehkan penggunaannya sebagai bar perisai dan kawalan dalam reaktor nuklear.

Doktor

Ciri -ciri magnet Gadolinio telah membolehkannya digunakan untuk membentuk kompleks yang berbeza, berguna dalam imej resonans magnetik (RMI).  Bahan kontras disuntik secara intravena, yang membolehkan beberapa kajian perubatan berikut:

-Status evolusi tumor kanser

-Gambar Cardiac Perfusion, dengan pencirian tisu jantung dan kuantifikasi fibrosis miokardium

-Diagnosis pada pesakit dengan keabnormalan sistem saraf pusat, dll.

Penyelesaian kontras gadolinium disuntik terus ke sendi lutut, siku dan bahu, untuk mencapai imej resonans magnetik integriti dan operasinya.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi Keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Gadolinium. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Lentech b.V. (2020). Gadolinium. Pulih dari: lentech.com
4. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2020). Gadolinium.  Ringkasan Pubchem Comunund untuk CID 23974. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Fakta Elemen Gadolinium. Pulih dari: chemicool.com
6. Editor enyclopaedia Britannica. (2020). Thorium. Pulih dari: Britannica.com
7. Elsevier b.V. (2020). Gadolinium. Scientedirect. Diperoleh dari: Scientedirect.com