O gadolínio é um dos raros metalóides encontrados na natureza misturado com outros minerais, como a gadolinita e o didímio. Sua extração está em franca expansão hoje, pois contém propriedades utilizadas na área nuclear, médica e eletrônica. Descubra tudo sobre este elemento natural.
O que é gadolínio?
Este elemento químico pertence ao grupo dos lantanídeos ou elementos de terras raras da tabela periódica. No seu estado natural é sólido, macio, maleável, dúctil e de cor branco prateado. Presente na crosta terrestre numa produção de 7,7 ppm, tem maior capacidade de atrair prótons. Além disso, exerce intenso efeito paramagnético em altas temperaturas e em baixas temperaturas se comporta como um ferromagneto.
Símbolo de gadolínio
Gd tem o nome de gadolinita, um mineral descoberto muito antes pelo químico e geólogo finlandês Johan Gadolin. Embora a separação entre metal e mineral tenha sido alcançada pela primeira vez pelo químico francês Paul Émile Lecoq de Boisbaudran.
Características do Gadolínio
É um óxido de transição interna geralmente encontrado no estado trivalente (Gd3). As características ferromagnéticas do Gadolínio o colocam no grupo dos elementos que formam ímãs. Além disso, este metalóide possui outras características notáveis:
- Condição : Sólido e policristalino.
- Cor : Branco prateado e incolor em sais.
- Solubilidade : Em ácidos, é solúvel.
- Toxicidade : É muito tóxico em seu estado natural.
- Reatividade : Reage com água e oxigênio, não apresenta alterações com ar seco. Enquanto com umidade, forma uma camada de óxido.
- Estrutura : Cristalina e hexagonal compacta.
- Composição : Possui 64 elétrons distribuídos em 6 camadas.
Propriedades químicas e físicas do gadolínio
- Número atômico : 64
- Período : 6
- Bloco :f
- Grupo : 3
- Densidade: 7,89
- Ponto de fusão: 1312°C
- Raio atômico: 1,79
- Raio médio: 188h
- Eletronegatividade: 1,20
- Estado de oxidação: 3
- Ferrugem: Ligeiramente básico.
- Raio covalente (Å): 1,61
- Elétrons por camada: 2, 8, 18, 25, 9, 2
- Configuração eletrônica: [Xe]4f 7 5d 1 6s 2
- Primeiro potencial de ionização eV: 6,20
- Condutividade térmica: 10,6 W/(Km)
- Massa atômica (g/mol): 157,25
- Calor específico: 230 J/(K-Kg)
- Ponto de ebulição: 3000ºC
- Condutividade elétrica: 0,736 106 S/m
Origem do Gadolínio
Foi o químico Jean Charles Galissard de Marignac quem primeiro descobriu o gadolínio em 1880, nos minérios de didima e gadolinita em Genebra. Por meios espectroscópicos, ele o observou como um óxido esbranquiçado do mineral Samarskit, época em que o chamou de Y de Samarskit.
Porém, o químico francês Paul Émile Lecoq de Bisbaudran fez a separação entre o metal e o mineral Gadolínio em 1886. E foi isso que lhe deu o nome de Gadolínio. A partir daí, este metal de peso médio começou a ser extraído, principalmente na mina Ytterby, em Estocolmo, embora este recurso natural esteja atualmente esgotado nesta área.
Hoje, esse metalóide é obtido pela redução do fluoreto de cálcio com gadolínio anidro. É extraído dos minerais Gadolinita, Didyme, Bastnasita e principalmente Monacita em países como China, Estados Unidos e Suécia.
Para que é utilizado o gadolínio?
Existem muitos usos para o gadolínio, sendo os principais compostos usados na fabricação de tubos para televisores em cores e o gadolínio-ítrio como aplicações de microondas. Além disso, esse metalóide é usado para fazer CDs. A combinação de Gadolínio com Etil Sulfato é utilizada para dar maior amplitude a amplificadores e sistemas de áudio profissionais.
Além disso, devido às suas características ferromagnéticas, são construídas peças para reatores nucleares, refrigeração magnética, indústria ferroviária, tecnologia híbrida e eletrônica avançada.
Agente de contraste gadolínio em ressonância magnética
O gadolínio possui elétrons ímpares, que desenvolvem a intensidade do campo magnético próximo à sua molécula. De forma que reduz o tempo de relaxamento dos prótons mais próximos para criar um aumento na intensidade do sinal entre os tecidos vasculares e não vasculares. Além disso, soluções de gadolínio são utilizadas como contraste intravenoso para realçar a imagem na ressonância magnética.
Efeitos adversos do gadolínio
O uso de material de contraste de gadolínio para ressonância magnética em algumas pessoas causou fibrose sistêmica ou nefrogênica. Os sintomas que apresenta são espessamento de órgãos, pele e tecidos, em pacientes com insuficiência renal ou problemas hepáticos.
Além disso, o metalóide é muito prejudicial à saúde nos locais de trabalho onde é extraído e nas indústrias que o utilizam como matéria-prima. Já que gases e umidade podem ser facilmente inalados. Um alto grau de poluição em uma pessoa pode causar embolia pulmonar ou causar sérios danos ao fígado.
Por outro lado, esse metal é descartado nas águas dos rios, mares e no meio ambiente durante sua extração ou quando equipamentos eletrônicos são descartados quando perdem sua vida útil. Isto leva ao consumo de gadolínio em humanos e animais, o que causa distúrbios nas funções nervosas cerebrais e na reprodução.
Concluindo, o Gadolínio é um metal de peso médio, do grupo dos lantanídeos da tabela periódica, com alto teor de propriedades ferromagnéticas utilizado nas áreas tecnológica, eletrônica, nuclear e médica.