Molt probablement quan de petits havíeu estudiat la taula periòdica dels elements, us devia haver picat la curiositat per saber que era allò de les terres rares. Avui de manera breu intentarem posar-hi una mica de llum.
Clic per engrandir. Crèdit UPC
Les terres rares són un grup de disset metalls amb propietats properes que inclou l'escandi, l'itri i els quinze elements de la sèrie dels lantanoides (del lantani al luteci). Formen part de les matèries primeres estratègiques de l'economia mundial.
Es van descobrir al final del segle xix però el seu ús industrial fora dels laboratoris data de ben entrada la segona meitat del segle xx quan es van mostrar indispensables (tot i que sigui en quantitats minúscules) principalment en tres àmbits: l'electrònica de consum; la indústria armamentística, en especial els sistemes de comunicació adherits a míssils i a drons, i el sector de l'energia neta, ja que formen part dels imants que s'utilitzen en els motors dels cotxes híbrids o en els aerogeneradors.
Alguns d'aquests metalls són, al contrari del que suggereix el seu nom, força abundants a l'escorça terrestre però no es troben en grans acumulacions sinó que estan dispersos i combinats amb d'altres elements: A la mina xinesa més rica, cal extraure 1000 quilos de mineral brut del qual surten 60 quilos de metalls rars.
L'abundància del ceri és, per exemple, d'aproximadament 48 ppm mentre que la de tuli i luteci és de només 0,5 ppm. En la seva forma elemental, les terres rares tenen un aspecte metàl·lic i són bastant tendres, mal·leables i dúctils. Aquests elements són químicament molt reactius, especialment a altes temperatures o quan es divideixen de forma fina. Les propietats electromagnètiques provenen de la seva configuració electrònica amb ompliment progressiu del substrat 4f, a l'origen del fenomen anomenat contracció dels lantanoides.
No va ser fins al Projecte Manhattan als anys quaranta del segle xx que se'ls va poder purificar a nivell industrial, i als anys setanta que un d'ells, l'itri, va trobar una aplicació massiva en la fabricació de fòsfors dels tubs de raigs catòdics utilitzats en la televisió en color.
Prometi, un subproducte de la fissió d’urani
El prometi (Pm) és un lantànid. Deu el seu nom a Prometeu, tità de la mitologia grega que va robar foc als déus. Es recupera com a subproducte de fissió d’urani. El seu ús es preveu a l’aeroespacial com a font de calor i electricitat. A la imatge, la sonda Juno a prop de Júpiter. © DR i NASA/JPL, DP
Itri, una terra rara utilitzada en la fabricació de leds
Itri (Y) és una terra rara descoberta el 1789, en forma d'òxid, per Johan Gadolin. És un metall tou, d’aspecte metàl·lic. L’ús més important del iritri és la fabricació de fòsfors, anteriorment per a televisors CRT i avui dia per a la fabricació dels leds. Les altres aplicacions inclouen la producció d'elèctrodes, electròlits, filtres electrònics, làsers i materials superconductors. També hi ha diverses aplicacions mèdiques. L’exposició a l'itri pot causar malaltia pulmonar en humans. © Hi-Res Images of Chemical Elements, CC by 3.0, et Beo Beyond, CC by 3.0
Holmi i el seu ús en làser YAG
L’Holmi (Ho) és un lantànid. Té característiques que li permeten concentrar fluxos magnètics. Té poques aplicacions; es troben principalment en la fabricació de làsers YAG (Làser fotodisruptiu que permet incidir sobre els teixits intra i extra-oculars. Està indicat en el tractament del glaucoma d’angle agut o profilaxi de l’angle estret (iridotomia). També s’utilitza per realitzar capsulotomies després de la cirurgia de cataracta), també s'utilitza com a tintura pel vidre ja que li dona un color rosat i per polaritzar als imants. © Desconegut, CC per 1.0, i HebieLot, DP
El Praseodimi, usat conjuntament amb el Neodimi
El praseodimi (Pr) és un metall gris platejat que forma part de la família dels lantànids. Dúctil i mal·leable, s’oxida a l’aire ambient. Es conserva en oli mineral per la seva propensió a reaccionar al contacte amb l’aigua. S’utilitza especialment en combinació amb el neodimi per acolorir les ulleres de protecció solar i les ulleres de soldadura. També s’utilitza per a la fabricació de ceràmica. © Jurii, CC per 3.0 i Salvatore La Bua, CC by-nc 2.0
Ceri, la més abundant de les terres rares
El Ceri (Ce) forma part de la família dels lantànids. Va ser identificat el 1803 per Martin Heinrich Klaproth. El seu nom fa referència al planeta nan Ceres, descobert el gener de 1801. Ceri és un metall gris platejat, el més abundant del grup de terres rares. A temperatura ambient, és mal·leable i s’oxida ràpidament a l’aire. En medicina, el ceri s’utilitza en forma de nitrat de ceri en determinades cremes o en apòsits per tractar cremades greus. També s'utilitza per polir vidres, protecció contra la ionització, filtres de partícules de motors dièsel o en el recobriment de forns d'auto-neteja. © Jurii, CC per 3.0 i Alex Proimos, CC per 2.0.
El Lantà i el seu ús
El Lantà (La) és un metall gris platejat que, quan s’exposa a l’aire ambient, es torna mal·leable i dúctil. S’oxida a l’aire i a l’aigua. Va donar nom a la família dels lantànids que formen part de les terres rares. Els seus usos són variats, que van des d’aliatges magnètics fins a pedra per encenedor, vidre òptic, catalitzador per a motors de gasolina o fins i tot TIG (Tungsten Inert Gas) o soldadura per plasma. Alguns compostos de lantà s’utilitzen en la fabricació de vidres òptics. A la imatge: el telescopi Hubble. © DR i NASA, DP
Neodimi en imants de disc dur
El Neodimi (Nd) és un lantànid que té les mateixes propietats de mal·leabilitat i oxidació en contacte amb l’ aire que el lantà. Es troba en la composició d’imants permanents, en els components dels aerogeneradors, motors elèctrics, els generadors de determinats cotxes híbrids, però també en els micròfons dinàmics, auriculars estèreo, discos durs, així com en altaveus.
Europi, l’element més reactiu de les terres rares
L’Europi (Eu) és un lantànid. És el més reactiu dels elements de les terres rares: s’oxida ràpidament a l’aire, és soluble en àcid sulfúric i reacciona com el calci (Ca20) quan està en contacte amb l’aigua. Pobre en neutrons, va ser utilitzat pels russos per a les barres de control dels reactors nuclears dels seus submarins. També s’utilitza en òptica per fer les lents de certs làsers. També s’utilitza en geoquímica per traçar l’origen de les roques i minerals. © Jurii, CC per 3.0 i Sancio83, DP
El samari en guitarres i per alleujar el dolor relacionat amb càncers d’ossos
El samari (Sm) és un lantànid. És un metall rar a la Terra. De color plata, és relativament estable a l’aire lliure i s’encén espontàniament a 150 ºC. Va ser descobert el 1853 pel químic Jean Charles Galissard de Marignac. Es troba en imants permanents, en electrònica (condensadors ceràmics), a aplicacions en radioteràpia per alleujar els dolors lligats a metàstasis òssies o als micròfons de certes guitarres elèctriques. © Desconegut, CC per 1.0 i Celso Freire, Luthier, CC by-nc 2.0
Anar a la part 2
El samari en guitarres i per alleujar el dolor relacionat amb càncers d’ossos
El samari (Sm) és un lantànid. És un metall rar a la Terra. De color plata, és relativament estable a l’aire lliure i s’encén espontàniament a 150 ºC. Va ser descobert el 1853 pel químic Jean Charles Galissard de Marignac. Es troba en imants permanents, en electrònica (condensadors ceràmics), a aplicacions en radioteràpia per alleujar els dolors lligats a metàstasis òssies o als micròfons de certes guitarres elèctriques. © Desconegut, CC per 1.0 i Celso Freire, Luthier, CC by-nc 2.0
Anar a la part 2
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquí pots deixar el teu comentari