AOBECNÁ

Gadolinium je chemický prvek se symbolem prvku Gd a atomovým číslem 64. V periodické tabulce je ve skupině lanthanidů a patří tedy také mezi kovy vzácných zemin.

Prvním prvkem Yttererovy Země v periodické tabulce byl 1880 spektroskopicky nalezen Jean Charles Galissard de Marignac v didym a gadolinitu. 1886 to udělal jako bílý oxid ze Samarskitu a nazval ho Y ze Samarskitu. Ve stejném roce Paul Emile Lecoq de Boisbaudran také produkoval oxid gadolinia a nový prvek pojmenoval po objeviteli minerálního gadolinitu, finského chemika Johana Gadolina, gadolinia.

Pouze 1935 nahradil Georges Urbain reprezentaci kovu.

Gadolinium se samozřejmě vyskytuje pouze ve sloučeninách. Technicky důležité jsou Monazit a Bastnäsit. Vklady v gadolinitu v dole Ytterby, severně od Stockholmu, jsou nyní vyčerpány.

zotavení

Po komplexní separaci dalšího gadoliniumbegleiteru oxid reaguje s fluorovodíkem na Gadoliniuimfluorid. Následně se to redukuje vápníkem za vzniku fluoridu vápenatého na kovový gadolinium. Oddělení zbývajících zbytků vápníku a nečistot se provádí dalším přetavením ve vakuu.

Funkce

Stříbřitě bílý až šedobílý lesklý kov vzácné zeminy je tažný a poddajný. Při teplotách nad 1508 K se nejhustší kulový obal mění na krystalickou strukturu zaměřenou na kubické tělo. V suchém vzduchu je gadolinium relativně stabilní, ve vlhkém vzduchu vytváří nechráněnou, volně ulpívající a vrstvu peelingového oxidu. Reaguje pomalu s vodou. Ve zředěných kyselinách se rozpustí.

Gadolinium má u stáje 49.000 nejvyšší průřez zachycení tepelných neutronů ze všech známých stabilních prvků díky svému uzavřenému izotopu Gd-157 (se stodolou 254.000) (pouze nestabilní Xe-135 překonává Gd-157 faktorem 10). Vysoká rychlost vyhoření výrazně omezuje použití jako řídicí tyč v jaderných reaktorech.

Spolu s dysprosiem, holmiem, erbiem a terbiem, které jsou také zařazeny do skupiny lanthanidů, je jedním z jediných prvků - kromě železa, kobaltu a niklu -, které mají feromagnetismus. Nejprve však musí být snížena pod teplotu feromagnetické Curie 292,5 K (19,3 ° C). [6]

Na rozdíl od mnoha odkazů není gadolinium supravodivý. Toto je také založeno na zkušenosti, že kontaminace feromagnetických látek, jako je železo a gadolinium, ničí supravodivost jiných prvků. Jsou však známy vysokoteplotní keramické supravodiče typu Ba2GdCu3O7-x s teplotou přechodu mezi 80-85 K.

Prach z kovového gadolinia je nebezpečný pro oheň a výbušný.

Gadolinium v ​​periodické tabulce

Verwendung

Gadolinium se používá k výrobě granátu gadolinium yttria pro mikrovlnné aplikace. Oxysulfidy se používají k výrobě zeleného fosforu pro luminiscenční obrazovky (radar).

Intravenózně injikované sloučeniny gadolinia (III), jako je gadopentetát dimeglumin, slouží jako kontrastní látky při vyšetření MRI. K tomuto účelu se kvůli vysoké toxicitě volných gadoliniových iontů používají komplexotvorná činidla s vysokými komplexními konstantami, jako jsou například cheláty DTPA (kyselina diethylentriaminpentaoctová) a DOTA (kyselina 1,4,7,10-tetraazacyklododekan-1,4,7,10-tetraoctová, s Gd = kyselina gadoteriová). Díky sedmi nepárovým elektronům ve skořápce je gadolinium vysoce paramagnetické. Kontrastní látka tak umožňuje okolním protonům - v podstatě vodě - relaxovat rychleji. To výrazně zvyšuje kontrastní rozdíly mezi různými tkáněmi při skenování MRI.
Tato kontrastní činidla mohou být také použita pro studie na mozku, protože komplexy gadolinia nepřekonávají hematoencefalickou bariéru u zdravých pacientů, a tedy poruchu hematoencefalické bariéry - indikace patologické události (např. Nedostatečný krevní oběh, nádor, zánět) - zviditelnit se.

Granát Gadolinium gallium byl použit k výrobě magnetických bublin. Používá se také při výrobě přepisovatelných kompaktních disků.

Přidání 1% gadolinia zvyšuje obrobitelnost a odolnost slitin železa a chrómu vůči vysoké teplotě a oxidaci. K ukládání optomagnetických dat lze použít odpovídající slitiny kobaltu železa gadolinia.

Gadolinium, protože má Curieho bod blízko teploty místnosti, by mohlo být použito v chladičích, které pracují na principu adiabatické magnetizace. Takové chladničky by se obešly bez toho, že by ozonová vrstva poškozovala chlorfluoruhlovodíky (CFC) a nebyla by vystavena mechanickým poškozením částí.

Gadolinium se používá ve formě oxidu gadolinia v moderních palivových sestavách jako spalovací absorpční materiál, který po výměně paliva na začátku provozního cyklu omezuje nadměrnou reaktivitu reaktoru v důsledku přebytku jaderného paliva. Jak palivo hoří, gadolinium je také degradováno. [7]

Terbium-dopovaný gadolinium oxysulfid (Gd2O2S: Tb) je scintilátor běžně používaný v rentgenové technologii. Gd2O2S: Tb ​​emituje světlo s vlnovou délkou 545nm.

Není známa žádná biologická funkce gadolinia.

Volné gadoliniové ionty se chovají podobným způsobem jako ionty vápníku, tj. Jsou převážně začleněny do jater a kostního systému a mohou tam zůstat roky. Volný gadolinium také působí jako antagonista vápníku - iontové poloměry vápníku a gadolinia jsou téměř stejné - ovlivňují kontraktilitu myokardu a inhibují systém srážení. [9]

Intravenózně aplikované roztoky volných gadoliniových iontů jsou akutně toxické. Toxicita ovlivňuje hladké a pruhované svaly, mitochondriální funkce a koagulaci krve. [10]

Toxicita volného gadolinia se považuje za vysokou. Ve složité formě, jako je gadolinium ve schváleném kontrastním médiu, je obecně dobře tolerován s ohledem na kontraindikace. Od 2006 se objevují rostoucí zprávy, že u pacientů s nedostatkem ledvin se může po podání různých chelátů gadolinia, zejména Gd-DTPA, vyskytnout nefrogenní systémová fibróza.

Graf oxidu gadolinia 2010-2012

Ceny gadolinia

Ceny gadolinia -> ceny vzácných zemin