Gadolínio

O gadolínio é um metal de transição interna pertencente a família dos lantanídeos. É branco prateado com brilho metálico, é mole e flexível, em contato com ar úmido observa-se o aparecimento de manchas, provavelmente a mancha tem origem dos compostos formados em sua superfície em função da reação com elementos presentes no ar.

O gadolínio deve ser armazenado ao abrigo da umidade e do ar. Foi descoberto de maneira independente pelos cientistas Boisbaldran e Marignac em 1880 e por Monsander que o isolou do minério de ítrio em 1886. O gadolínio recebeu este nome em homenagem ao químico finlandês Johan Gadolin (1760-1852), que descobriu o ítrio em 1792.

Propriedades Físico-Químicas

  • Símbolo Químico: Gd
  • Número atômico: 64
  • Massa Atômica: 157,3 g mol-1
  • Ponto de Fusão: 1310° C
  • Ponto de ebulição: 3000 ° C
  • Densidade: 7,52 g cm-3
  • Estado Físico 25°C: sólido
  • Nox:  Gd+2, Gd+3
  • Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f8

Quimicamente

O gadolínio é um metal reativo que quando exposto ao ar úmido, reage com o oxigênio formando óxidos (GdO e Gd2O3), que se desprende facilmente da superfície do metal. Quando submetido a temperaturas acima de 1200ºC ocorre a mudança de sua estrutura cristalina, forma diversos compostos como acetatos, haletos, sulfatos, nitretos, óxidos, hidróxidos e organometálicos. Reage lentamente com água formando hidróxido de gadolínio, dissolve-se facilmente em ácidos concentrados ou diluídos com liberação de hidrogênio. Segundo as reações abaixo:

Reação do gadolínio com ácidos:

Gd(s) + 2H+ (aq) Gd+2 + H2(g)

Reação do gadolínio com água:

 

2Gd(s) + 3H2O(l) 2Gd(OH)3 + 3/2H2(g)

Ocorrência, Obtenção e utilização

 

O gadolínio assim como os outros terras–raras ocorrem frequentemente na monazita, bastnazita e gadolinita, sendo o mais abundante dos lantanídeos. Na natureza o metal não ocorre em seu estado elementar sendo encontrado na forma de minérios, são conhecidos 17 isótopos de gadolínio, onde 7 desses dão origem a mistura isotópica que origina o metal. Os isótopos  155Gd e 157Gd, são os menos abundantes na natureza, porém são utilizados como absorvedores de nêutrons e reatores nucleares, em virtude de sua característica de absorver mais nêutrons do que qualquer outro metal.

O gadolínio é obtido através da redução de seus fluoretos anidros com cálcio metálico a vácuo e alta temperatura, não obstante existem outras maneiras de obter o metal tais como a troca iônica e a extração por solvente. O gadolínio possui várias características importantes que o tornam um metal com vários usos como por exemplo:

  • Forma ligas com ítrio que são utilizadas na fabricação de forno de microondas, forma compostos com o fósforo para ser usado na fabricação de televisores e telas parar computador;
  • É adicionado a 1% em ligas de Fe+Cr, entre outras ligas com objetivo de conferir resistência química, mecânica e térmica;
  • É usado como metal ferromagnético em virtude de possuir 2 elétrons desemparelhados. A baixas temperaturas é um metal supercondutor;
  • O sulfato de gadolínio é utilizado na fabricação de amplificadores de som, CDs e memórias de computador;
  • Os quelatos de gadolínio com EDTA são utilizados como contraste em exames de ressonância magnética e tomografia computadorizada em virtude de suas propriedades magnéticas amplificarem os sinais emitidos pelo equipamento.

Bibliografia:
Jones, Loretta; Atkins, Peter Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 3 ª Ed-Porto Alegre:Bookman, 2006
http://www.metall.com.cn/euoh.htm
http://www.lanl.gov
http://www.images-of-elements.com
http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/15558

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