Actinídeos e lantanídeos

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TRABALHO SOBRE A TABELA PERIÓDICA COM FOCO NA SÉRIE DOS LANTANÍDEOS E ACTINÍDEOS-UMC-2ºSEMESTRE DE 2011- QUÍMICA ANALÍTICA 1

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Actinídeos e lantanídeos

  1. 1. LANTANIDEOS E ACTINÍDEOS 1
  2. 2. "Classificação é o arranjo junto dequalquer série de objetos (ou deocorrências), que são semelhantes e aseparação daqueles que são ao contrário,a fim de facilitar as operações da mente,deixando claro na concepção e naretenção da memória, o caráter dosobjetos em questão" Huxley 2
  3. 3. MENDELEIEV, DIMITRI (1834-1907) 3
  4. 4. TABELA PERIÓDICA ATUAL 4
  5. 5. LANTANÍDEOSPossuem o orbital f da antepenúltima camadaincompleta(exceto o La);Elementos de número atômico 57 ao 71;Até 1920, o termo terra- rara era usado paraqualquer óxido de ocorrência poucoconhecida (ThO2 e ZrO2 era incluídos);Depois, passou- se a usar este termo deforma mais restrita, apenas para elementosque dificilmente se separam; 5
  6. 6. LANTÂNIO Foi descoberto por C.G. Mosander em 1839 na Suécia no mineral Cerita de Bastnas. Inicialmente foi obtido na forma impura pela redução do seu cloreto com potássio; Encontra-se junto com os elementos lantanídeos ou “terras raras” em seus minerais e é separado dos demais pelas técnicas de troca iônica ou extração com solventes. Atualmente é obtido pelaLantânio com 99% redução do LaF3 com cálcio metálico; de pureza O lantânio é maleável, dúctil, e mole bastante para ser cortado com uma faca; 6
  7. 7. APLICAÇÕES DO LANTÂNIO Usado na fabricação de vidros para produção de lentes e equipamentos óticos de precisão.Seus compostos são utilizadoscomo catalizadores em sínteseorgânica e craqueamento depetróleo Utilizado em produtos para remoção de fosfatos de água. 7
  8. 8. CÉRIO Reage com a água e ácidos desprendendo H2; Somente o európio é mais reativo entre os elementos terras raras. As soluções alcalinas e os ácidos diluídos e concentrados atacam o metal rapidamente. O metal puro pode inflamar-se quando riscado com uma faca. O cério reage lentamente em água fria e rapidamente em água quente.Cério metálico 99,9%. 8
  9. 9. APLICAÇÕES DO CÉRIO Na forma de mischmetal (liga Ce-La) é usada como pedras de isqueiro e pederneiras.Na forma do sal Sulfato Cérico Amoniacal émuito empregado em sínteses orgânicas comoagente oxidante. Usado em ligas com lantânio na produção de mischmetal empregado na produção de ferro e aço. 9
  10. 10. PRASEODÍMIO Derivado do Grego Prasios, verde e Didymos, gêmeo. Significa gêmeo do Lantânio por ter sido separado deste e por suas soluções serem verdes; É um metal prateado maleável e dúctil e desenvolve uma camada verde de óxido quando exposto a ar; Reage com a água e ácidos produzindo solução esverdeada.Praseodímio metal 99,9% de pureza. Separado dos outros elementos “terras raras” por troca iônica e obtido atualmente pela redução do PrCl3 ou PrF3 com cálcio ou por eletrólise do PrCl3 fundido; 10
  11. 11. APLICAÇÕES DO PRASEODÍMIO Usado na fabricação de vidros de máscaras de solda, pois absorve radiações luminosas nocivas aos olhos.A mistura de óxidos de praseodímio eneodímio, conhecida como óxido de dídimio,é adicionada em vidros para produzir filtrosde calibração de comprimento de onda. 11
  12. 12. NEODÍMIO Derivado do Grego Neo, novo e Didymos, gêmeo. Significa novo gêmeo do Lantânio por ter sido separado do óxido de didímio pelo Barão von Welsbach em 1885. Foi separado do praseodímio por cristalização fracionada do nitrato duplo de amônio e didímio. Como metal puro somente foi obtido em 1925; Representa cerca de 18% dos metais do grupo terra rara. Tem um brilho metálico, prateado, brilhante; entretanto,Neodímio metálico 99,9% sendo um dos metais terra raras maisem forma de moeda. reativo, o neodímio escurece rapidamente no ar formando um óxido; 12
  13. 13. APLICAÇÕES DO NEODÍMIO Empregado na produção de super imãs permanentes de Neodímio Ferro e B (NdFeB) .Usado na fabricação de lentesde óculos para filtrar a luz. Os imãs de neodímio são usados na fabricação de autofalantes e fones de ouvido. 13
  14. 14. PROMÉCIO É um elemento radioativo que não existe na natureza. Foi descoberto nos produtos de fissão do urânio e formado pela desintegração do Nd- 147. É também obtido pelo bombardeamento do Nd com nêutrons; Seu isótopo mais estável possui meia vida de 17,7 anos;Óxido de Promécio (Pm2O3), umdos seus compostos mais conhecido. 14
  15. 15. APLICAÇÕES DO PROMÉCIO Adicionado em pigmentos de sulfeto de zinco para fabricação de relógios e mostradores luminosos.Uso promissor como fonte de Raios-X emequipamentos portáteis. O Promécio 147 foi usado em tubos eletrônicos e starters de lâmpadas fluorescentes. 15
  16. 16. SAMÁRIO É prateado, brilhante e relativamente estável ao ar. Em pó queima ao ar formando óxido branco quando aquecido acima 150°C. Reage facilmente com ácidos dando soluções incolores.Samário metálico 99,9% 16
  17. 17. APLICAÇÕES DO SAMÁRIO Seu isótopo, o Sm-153, é usado em medicina nuclear para tratamento de câncer dos ossos.Empregado na fabricação de vidros óticos e lentes coma finalidade de absorver raios infravermelhos O Iodeto de Samário (SmI2) é um reagente usado em sínteses orgânicas. 17
  18. 18. EURÓPIO É o mais reativos dos lantanídeos e rapidamente se oxida no ar. Reage com a água liberando H2 e formando Eu (OH)3. Pode formar sais Europosos (Eu II) como o EuSO4; Apresenta uma ductilidade muito alta e é aproximadamente tão duro quanto o chumbo. Tem um magnetismo elevado, em condições normais deEurópio metálico 99,9% de pureza que se temperatura e pressãocaracteriza por grande reatividade,decompondo a água liberando hidrogênio 18
  19. 19. APLICAÇÕES DO EURÓPIO Empregado na fabricação de tintas fluorescentesUsado na fabricação de tubos de imagempara televisão (fósforo vermelho). Empregado na fabricação do pigmento de Térbio e Európio conhecido como Triphosphor que é 19 utilizado em lâmpadas fluorescentes
  20. 20. GADOLÍNIO O gadolínio é uma terra rara, branco prateado, maleável, dúctil com um brilho metálico; Ao contrário dos demais elementos terras raras, o gadolínio é relativamente estável no ar seco, porém perde o brilho rapidamente no ar úmido formando um óxido que adere frouxamente a superfície que, se for retirado, expõem a superfície aGadolínio Metálico uma oxidação adicional;99,9% de pureza O gadolínio reage lentamente com a água e é solúvel em ácido diluído 20
  21. 21. APLICAÇÕES DO GADOLÍNIO Usado em exames de ressonância magnéticaImagem do cérebro obtida por ressonânciamagnética usando gadolínio como contraste Usado em cintiladores de aparelhos de Raios X e câmeras de Raios-X . Absorve Raios-X e os transforma em luz visível 21 (Gd2O2S-Tb).
  22. 22. TÉRBIO O térbio é um metal terra rara ,cinza prateado , que é maleável e dúctil . É macio o bastante para sera cortado com uma faca. É razoavelmente estável no ar, apresentando duas formas cristalinas com uma temperatura de transformação de 1289°C; Ao queimar produz uma mistura de óxidos (Tb4O7) de cor chocolate.Térbio Metálico com pureza 99,9%. 22
  23. 23. APLICAÇÕES DO TÉRBIO Usado na produção de pigmentos fluorescentes (fósforos) de coloração verdeUsado como liga Terfenol-D noequipamento Soundbug quetransforma qualquer superfície emalto-falante Usado na liga Terfenol-D que se deforma em presença de campos magnéticos (magnetostricção) Liga de Tb-Dy-Fe. 23
  24. 24. DISPRÓSIO É branco prateado, estável ao ar seco e facilmente atacado por ácidos dando soluções incolores. Queima ao ar produzindo óxido branco (Dy2O3); O metal é obtido por redução do DyF3 com cálcio (método de Spedding).Disprósio Metálico 99,9% de pureza 24
  25. 25. APLICAÇÕES DO DISPRÓSIO Usado em reatores nucleares como absorvedor de neutronsUsado na fabricação de lâmpadas Usado na Liga de Terbio, Ferro e Disprósio conhecida como Terfenol-D que possui a mais alta magnetostricção conhecida e por 25 isso usada em alto-falantes
  26. 26. HOLMIO O hólmio é um elemento metálico, trivalente, terra rara, que possui o mais elevado momento magnético (10.6µB) de todos os elementos naturais, e possui outras propriedades magnéticas incomuns. Quando combinado com ítrio forma compostos altamente magnéticos; O hólmio é um metal macio, maleável, razoavelmente resistente à corrosão e estável no ar seco nas condições normais de pressão eHolmio Metálico 99,9% de pureza temperatura. Entretanto, no ar úmido e temperaturas mais elevadas, oxida-se rapidamente formando um óxido. 26
  27. 27. APLICAÇÕES DO HOLMIO Usado como padrão de calibração de comprimento de onda em espectrofotometriaEmpregado na fabricação vidros óticos Empregado na construção de Lasers Ho-YAG (Yttrium Aluminium Garnet, Y3Al5O12) que se usa na remoção 27 de cálculos renais - Litotripsia
  28. 28. ÉRBIO É um elemento metálico trivalente que na forma pura é maleável, macio, relativamente estável no ar, não oxidando tão rapidamente quanto alguns outros metais terras raras; Queima ao ar produzindo Er2O3 de cor rosada.Érbio Metálico 99,9% de pureza 28
  29. 29. APLICAÇÕES DO ÉRBIO Usado em Laser Er-YAG para tratamento de lesões e cirurgias de peleUsado na fabricação de lasers (Er-YAG) dealta potência para corte de tecido ósseo Foto de fibra ótica EDF 29 ( Erbium Doped Fiber).
  30. 30. TÚLIO É um elemento do grupo dos lantanídios , sendo o menos abundante das terras raras. Seu metal é fácil de ser trabalhado, apresenta boa ductilidade , tem um brilho cinza prateado e pode ser cortado com uma faca; Apresenta uma certa resistência a corrosão quando no ar seco. O túlio natural é compostoTúlio metálico 99,9% de pureza inteiramente de um único isótopo estável , o Tm-169. 30
  31. 31. APLICAÇÕES DO TÚLIO Usado para dopar vidros dando coloração verdeUsado na forma de isótopo em irradiadorportátil de sangue extracorpóreo Usado em equipamentos de laser para uso médicos 31
  32. 32. ITÉRBIO É um metal prateado, macio e dúctil que reage facilmente com ácidos dando soluções incolores. Reage lentamente com a água. Encontrado na areia monazítica de onde é separado dos demais lantanídeos por troca iônica ou extração com solventes.Itérbio metálico com pureza de 99,9% 32
  33. 33. APLICAÇÕES DO ITÉRBIO Feixe de laser de alta potência YB-YAG Empregado em lasers para corte de materiais Sulfato de Itérbio ((Yb2(SO4)3) em cristais 33
  34. 34. LUTÉCIO É um dos elementos do bloco d, aparece com freqüência incluído entre os lantanídios , já que compartilha com estas terras raras muitas propriedades, sendo o elemento mais difícil de isolar entre todos eles, o que justifica o seu preço e as poucas utilidades que apresenta; O lutécio é um metal trivalente de coloração branco prateado, resistente a corrosão e relativamente estável em presença do ar. É o elemento mais pesado e duro de todas as terras raras. Lutécio metálicocom pureza 99,9% 34
  35. 35. APLICAÇÕES DO LUTÉCIO Usado em detectores de cintilação empregados em tomógrafosRadiofármaco com potencial uso emdetecção e tratamento de tumores (Lu-177). Cristal Lutetium Fine Silicate 35 (LFS) usado como cintilador
  36. 36. ACTINÍDEOSTambém chamados de actinóides;Nome actinídeo em referência ao actínio, oprimeiro da série;1945 é o ano da publicação da primeira tabelaperiódica contendo a série dos actinídeos porGlenn T. Seaborg, com o Tório como oprimeiro da série;São todos radioativos;Possuem o orbital f da antepenúltima camada 36incompleto (exceto o No);
  37. 37. ACTINÍDEOSOs 4 primeiros membros da série são naturais(Ac ao U), sendo os demais produzidosartificialmente;Os membros mais leves da série tem elétronsf que participam de ligações e formamcompostos de coordenação com valênciasvariáveis; 37
  38. 38. ACTÍNIO É um elemento metálico, radioativo de aspecto prateado. Devido a sua intensa radioatividade brilha na escuridão com uma luz azulada; O isótopo Ac--227, que é encontrado em quantidades traço, em minerais de urânio, é um emissor de partículas alfa e partículas beta com um período de semidesintegração de 21,773 anos;Foi descoberto no mineral de Uma tonelada de mineral de urânio contémUrânio pechblenda que cerca de 0,1 gramas de actínio. Seucontem aproximadamente comportamento químico é muito similar aos0,1g de Ac por Tonelada de demais terras raras, particularmente aoUrânio contido lantânio. 38
  39. 39. APLICAÇÕES DO ACTÍNIO Usado como fonte de nêutronsSeu isótopo Ac-225 é usado na terapia(TAP Targeted Alpha Therapy) do câncerpor ser emissor de Raios Alfa. 39
  40. 40. TÓRIO É um metal branco prateado, mole e dúctil, que lentamente reage com a água e ácidos, com exceção do Hcl; É fracamente radioativo; Queima ao ar quando aquecido formando ThO2.. As soluções de sais de tório são incolores e reagem com fluoreto formando ThF4, insolúvel.Tório metálico 99,9% de pureza.Apesar de ser um elemento radioativo,sua radioatividade é muito pequena epor isso tem aplicações como um 40metal qualquer.
  41. 41. APLICAÇÕES DO TÓRIO Usado na forma de ThF4 em reatores tipo MSR (Molten Salt Reactor) para produção de energia elétrica.Usado em mantas incandescentes de lampiões uma vez que oDióxido de Tório ao ser aquecido emite luz branca. Adicionado como Dióxido de Tório em 41 eletrodos de tungstênio para soldagem
  42. 42. PROTACTÍNIO É um metal de brilho metálico que escurece ao ar. Seu isótopo de meia vida mais longa é o Pa-231 de 3.25E4 anos. Devido a sua escassez, alta radioatividade e toxicidade, não existe atualmente nenhum uso para o protactínio fora do âmbito da pesquisa científica básica.Pechblenda - mineral de Urânio que contém protactíniona proporção de 0,1 partes por milhão (ppm). 42
  43. 43. URÂNIO O urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra: contem 92 prótons e 135 a 148 nêutrons; É um metal pesado, branco prateado, pirofórico quando em pó. Atacado por ácidos e resistente a bases. Seu isótopo de meia vida mais estável é o U-238 com meia vida de 4.51 E9 anos. O urânio natural é fracamente radioativo.Urânio metal 99,9% de pureza 43
  44. 44. APLICAÇÕES DO URÂNIO Usado em reatores nucleares e bombas atômicas já que durante a fissão do átomo muita energia é produzidaSeu principal uso atual é na produçãode energia elétrica em reatoresnucleares. Bomba Atômica de U-235 conhecida como Littlle Boy lançada em Hiroshima no Japão 44 em 06 de agosto de 1945
  45. 45. NETÚNIO O neptúnio é um metal de aspecto prateado, razoavelmente reativo; Este elemento apresenta 4 estados de oxidação iônicos quando em solução: * Np+3 (púrpura pálido), semelhante ao íon do terra rara Pm+3, * Np+4 (amarelo esverdeado); * NpO2+ (verde azulado): * NpO2++ (rosa pálido);Netúnio metálico 45
  46. 46. APLICAÇÕES DO NETÚNIO Obtido em reatores nucleares de urânio, sendo empregado como matéria prima na produção de plutônio.Empregado como precursor na produçãode plutônio. Foto do Plutônio metálico 46
  47. 47. PLUTÔNIO O isótopo Pu-244 é o mais estável com meia vida de 8.2 E7 anos; Estima-se o estoque mundial de Pu da ordem de 300 T. Existe em pequenas quantidades nos minerais de U. O metal é isolado por reação do PuF3 com Ca ou Ba; É um metal prateado que se amarela quando exposto ao ar. Dissolve-se em HCl formando PuCl3. Os óxidos PuO e PuO2 são conhecidos.Plutônio metálico. 47
  48. 48. APLICAÇÕES DO PLUTÔNIO Seu isótopo o Pu-238 é usado como fonte de energia em marca passos cardíacosUsado em geradores termoelétricos de navesespaciais como na nave New Horizons enviadaao planeta Plutão Bomba de Plutônio conhecida como Fat Man lançada em Nagasaki no Japão em 9 de agosto de 1945 48
  49. 49. AMÉRICIO, CÚRIO, BERQUÉLIO, CALIFÓRNIO, EINSTÊNIO,FÉRMIO,MNDELÉVIO, NOBÉLIO E LAURÊNCIOESTES ELEMENTOS NÃO SÃO NATURAIS,SENDO PORTANTO SINTETIZADOS EMLABORATÓIO OU PRODUZIDOS EMREAÇÕES NUCLEARES; ALÉM DEAPRESENTAREM MEIA- VIDA CURTA OQUE RESTRINGE A SUA UTILIZAÇÃO. 49

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