Struktur Gadolinio, Properti, Memperoleh, Penggunaan

Dia Gadolinio Ini adalah logam yang termasuk dalam kelompok lantanida, tanah jarang, yang simbol kimianya adalah GD. Itu muncul tanpa adanya oksida warna putih perak. Itu stabil di udara kering, tetapi dioksidasi dengan udara lembab membentuk oksida gelap. Ini juga bereaksi dengan air panas untuk membentuk gadolinium hidroksida.

Bentuk kompleks fluorescent gadolinio dan menyajikan sifat fisik khusus lainnya: Ini adalah magneto-chairoric, yaitu, suhunya tergantung pada medan magnet yang ada. Itu merupakan tambahan untuk elemen paramagnetik yang menjadi feromagnetik pada suhu rendah.

Sampel gadolinium logam. Sumber: Gambar Hi-Res Elements Ofkimia/CC oleh (https: // CreateVecommons.Org/lisensi/oleh/3.0)

Gadolinio memiliki titik Curie 17 ºC. Memiliki kelimpahan 5.2 ppm di Cortez Bumi. Kehadirannya telah ditunjukkan pada beberapa sayuran seperti dill, bit merah dan selada Romawi.

Gadolinio ditemukan pada tahun 1800 oleh Jean de Marignac, melalui studi gadolinium oksida yang diperoleh dari mineral Samararskita. Secara paradoks, mineral gadolinit hanya memiliki jejak logam ini, yang sumber mineralogi yang sebenarnya terdiri dari mineral monakit dan bastnäsite.

[TOC]

Penemuan

Gadolinio ditemukan pada tahun 1880 oleh ahli kimia Swiss Jean Charles Gelissard de Marignac. Ilmuwan ini berhasil mengidentifikasi dalam oksida, yang diperoleh dari mineral Samarskita, catatan spektroskopi baru, yang kemudian ditunjukkan bahwa itu sesuai dengan yang disajikan oleh logam gadolinium.

Ada tanda bahwa Marignac menyiapkan gadolinium oksida dari bijih cerita, bukan samarskita, menyebut oksida sebagai "gadolinia".  Pada tahun 1886, ahli kimia Prancis Paul émile Lacog di Boisbaudran berhasil mengisolasi logam gadolinium dari oksidanya.

Ini berfungsi untuk mengkonfirmasi temuan Marignac dan mengaitkan penemuan Gadolinio. Dari Boisbaudran, setelah berkonsultasi dengan Marignac, ia menugaskan logam baru nama Gadolinio untuk menghormati ahli mineral abad kedelapan belas: John Gadolin.

Dapat melayani Anda: garam asam (oksisal)

John Gadolin (1760-1752) adalah seorang ahli kimia Finlandia yang pada tahun 1792 memeriksa mineral hitam yang dikumpulkan di dekat Stockholm, dan menemukan bahwa itu mengandung 38% oksida dari tanah langka yang disebutnya Itria.

Pada tahun 1800 mineral itu disebut gadolin sebagai gadolinita. Namun, kemudian ditetapkan bahwa itu tidak terlalu kaya di Gadolinio, tetapi hampir tidak memiliki jejak logam ini.

Struktur kimia gadolinium

Gadolinio dapat mengadopsi dua struktur kristal:

-Compact hexagonal (hcp) pada suhu kamar, disebut α-gd

-Kubik berpusat di tubuh (BCC) di atas 1235 ºC, yang direpresentasikan sebagai β-GD

Konfigurasi elektronik

Konfigurasi Gadolinium Elektronik

Konfigurasi elektronik yang disingkat Gadolinio adalah:

[Xe] 4f⁷ 5 d¹ 6s²

Seharusnya memiliki delapan elektron di orbital 4F, karena menjadi anggota kedelapan Lantanid; Tetapi sebaliknya dia memiliki tujuh, dengan elektron di orbital 5D. Ini adalah salah satu dari banyak penyimpangan dalam urutan pengisian orbital.

Properti Gadolinio

Penampilan fisik

Logam padat putih perak. Gadolinio adalah logam ulet dan lunak.

Nomor atom

64

Masa molar

157 g/mol

Titik lebur

1312 ºC

Titik didih

3000 ºC

Kepadatan

7.90 g/cm³

Panas fusi

10.05 kJ/mol

Panas penguapan

301.3 kJ/mol

Keadaan oksidasi

0, +1, +2 dan +3, menjadi yang terakhir (GD³⁺) Status oksidasi terpenting.

Elektronegativitas

1.2 pada skala Pauling

Energi ionisasi

Pertama: 593.4 kJ/mol

Kedua: 1170 kJ/mol

Ketiga: 1190 kJ/mol

Daya tarik

Pada suhu di bawah 20 ºC (Curie 17 ºC), itu berperilaku seperti logam feromagnetik, yaitu tertarik pada magnet. Dan pada suhu lebih dari 20 ºC, itu berperilaku seperti logam paramagnetik.

Gadolinio memiliki sifat menjadi termo-magnetik, karena meningkatkan suhunya saat memasuki medan magnet; dan berkurang saat meninggalkan ini. Selain itu, Gadolinio memiliki nilai resistivitas listrik yang tinggi (131 μω-CM).

Dapat melayani Anda: kromatogram

Reaktivitas

Sebagian besar senyawa yang dibentuk oleh Gadolinio dengan Valencia +3. Logam stabil di udara kering, tetapi ternoda oleh udara basah, membentuk scumous oxide, GD₂SALAH SATU₃, yang kemudian menjadi lebih gelap dan tidak melindunginya dari oksidasi berikutnya.

Gadolinio tidak larut dalam air dingin, tetapi dapat bereaksi dengan air panas untuk membentuk gadolinium hidroksida, GD (OH)₃. Gadolinio adalah agen pereduksi yang kuat yang bertindak dengan mengurangi oksida logam.

Ini juga bereaksi dengan semua halogen untuk membentuk halida putih; Dengan pengecualian gadolinium iodide, yang berwarna kuning. Bereaksi dengan asam dengan pengecualian asam fluorhorat, yang dengannya ia membentuk lapisan pelindung.

Memperoleh

Seperti banyak tanah jarang, Gadolinio diperoleh secara ekonomi dari mineral Monakita dan Bastnäsita. Setelah mineral ini diperoleh, mereka dihancurkan untuk menguranginya menjadi fragmen dan dengan demikian memulai proses isolasi.

Langkah pertama adalah mengobati fragmen mineral dengan asam klorida untuk mengubah oksida yang tidak larut menjadi klorida yang larut. Kemudian cairan yang disaring dinetralkan dengan penambahan natrium hidroksida untuk menyesuaikan pH antara 3 dan 4, menghasilkan presipitasi thorium hidroksida.

Chip Gadolinio. Sumber: w. Oelen, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Kemudian, supernatan dengan amonium oksalat diobati sehingga pembentukan oksalat yang tidak larut dari tanah jarang terjadi. Oksalat ini dipanaskan untuk mengubahnya menjadi oksida, yang diperlakukan pada gilirannya dengan asam nitrat, yang menghasilkan presipitasi Cerio.

Supernatan diperlakukan dengan magnesium nitrat untuk menghasilkan garam gadak gadolinium, samarium, dan Eropa, yang dapat dipisahkan dengan menggunakan kromatografi pertukaran ion.

Gadolinium logam akhirnya dapat diperoleh dari oksida atau garamnya yang membawanya ke 1450 ºC, dan mengurangi mereka dengan kalsium di atmosfer argon lembam.

Penggunaan/Aplikasi

Pendinginan magnetik

Paduan Gadolinio, Siliconio dan Germanio, dilemparkan oleh ARCO, menunjukkan efek magneto-koris. Yaitu, suhunya dipengaruhi oleh intensitas medan magnet yang terpapar. Properti ini telah berfungsi sebagai dasar untuk pembentukan pendinginan magnetik.

Itu dapat melayani Anda: 1-okteno: karakteristik, sintesis, penggunaan, lembar keselamatan

Industrialis

Gadolinium digunakan dalam paduan besi dan kromium untuk meningkatkan suhu tinggi dan ketahanan korosi.

Senyawanya digunakan sebagai fosfor hijau dalam tabung televisi berwarna. Juga, gadolinium digunakan sebagai sumber fosfor dalam lampu neon, layar intensifing x -ray, dan spindler untuk x -ray tomography.

Gadolinio digunakan dengan ititrium dalam pembuatan garnet yang memiliki aplikasi microwave. Ini juga digunakan dalam pembuatan magnet, komponen elektronik seperti perekam video, dan cakram kompak (CD) dan memori komputer.

Reaktor nuklir

Karena penampangnya, Gadolinio memiliki kapasitas besar untuk menangkap neutron, sehingga memungkinkan penggunaannya sebagai perisai dan batang kontrol dalam reaktor nuklir.

Dokter

Karakteristik magnetik gadolinio telah memungkinkannya untuk membentuk kontras kompleks, berguna dalam gambar resonansi magnetik (RMI).  Bahan kontras disuntikkan secara intravena, memungkinkan beberapa studi medis berikut:

-Status evolusi tumor kanker

-Gambar jantung perfusi, dengan karakterisasi jaringan jantung dan kuantifikasi fibrosis miokard

-Diagnosis pada pasien dengan kelainan sistem saraf pusat, dll.

Larutan kontras gadolinium disuntikkan langsung ke sendi lutut, siku dan bahu, untuk mencapai gambar resonansi magnetik dari integritas dan operasinya.

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Gadolinium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Lentech b.V. (2020). Gadolinium. Pulih dari: lentech.com
4. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2020). Gadolinium.  Ringkasan Pubchem Comunund untuk CID 23974. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
5. Kata. Doug Stewart. (2020). Fakta Elemen Gadolinium. Pulih dari: chemicool.com
6. Para editor Eeritlopaedia Britannica. (2020). Thorium. Dipulihkan dari: Britannica.com
7. Elsevier b.V. (2020). Gadolinium. Ilmiah. Diperoleh dari: Scientedirect.com