گادولینیوم

 

گادولینیوم فلزی به رنگ سفید نقره ای، شکل پذیر و دارای خواص پارامغناطیسی است و بنابراین، محلول های کمپلکس های آلی و ترکیبات این ماده، معمولاً به صورت داخل وریدی برای تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) به عنوان عوامل حاجب استفاده می شوند، در واقع گادولینوم یک عنصر فلز سنگین است که فوتون های اشعه ایکس را ضعیف می کند.

 

گادولینیوم در سال ۱۸۸۰ توسط چارلز گالیسارد دو ماریناک در ژنو کشف شد. او مدت ها بود که شک کرده بود که ددیمیوم گزارش شده توسط کارل موسندر عنصر جدیدی نیست بلکه مخلوطی از دو عنصر جدید است.  

 

فراوانی طبیعی گادولینیوم به طور مشترک با سایر لانتانیدها، عمدتا در مواد معدنی مونازیت و باستنازیت یافت می شود. می توان آن را از طریق این مواد معدنی با تبادل یونی و استخراج حلال تهیه کرد. همچنین با کاهش فلوراید گادولینیوم بی آب با فلز کلسیم تهیه می شود.  

 

خواص و مشخصات شناسایی گادولینیوم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                       جامد سفید نقره ای فرمول شیمیایی                                                                          Gd
دانسیته                                                                     (g/cm۳) ۷.۹۰ وزن اتمی استاندارد                                                             ۱۵۷.۲۵
نقطه ذوب                                                                       (۰C) 1312 شماره                                                            (CAS No) 7440-54-2
نقطه جوش                                                                     (۰C) 3000 ساختار کریستالی                                                     هگزاگونال (hcp)

 

تولید گادولینیوم،

 

گادولینیوم هم از مونازیت و هم از باستن سایت تولید می شود که فرایند تولید شامل مراحل زیر می شود: 

 

۱) مواد معدنی خرد شده با اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک استخراج می شوند که اکسیدهای محلول را به کلریدهای محلول یا سولفات ها تبدیل می کند.

 

۲) فیلترهای اسیدی تا حدی با سود سوز آور به pH 3-4 خنثی می شوند. توریم به شکل هیدروکسید خود رسوب می کند و سپس خارج می شود.

 

۳) محلول باقیمانده با اگزالات آمونیوم تیمار می شود تا دانه های مواد نادر را به اگزالات های محلول آنها تبدیل کند. اگزالات ها با حرارت دادن به اکسید تبدیل می شوند.

 

۴) اکسیدها در اسید نیتریک حل می شوند که یکی از اجزای اصلی، سریم را که اکسید آن در HNO۳ نامحلول است، حذف می کند.


۵) این محلول با نیترات منیزیم تصفیه می شود و مخلوط متبلوری از نمک های گادولینیوم، ساماریوم و یوروپیوم تولید می شود.


۶) نمک ها توسط کروماتوگرافی تبادل یونی جدا می شوند.


۷) سپس یون های کمیاب به طور انتخابی توسط یک ماده کمپلکس کننده مناسب شسته می شوند.


فلز گادولینیم از طریق اکسید یا نمک های آن، با گرم کردن با کلسیم در ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد (۲،۶۴۰ درجه فارنهایت) در جو آرگون بدست می آید. گادولینیوم اسفنجی را می توان با کاهش GdCl۳ مذاب با یک فلز مناسب در دمای زیر ۱۳۱۲ درجه سانتیگراد (۲۳۳۹۴ درجه فارنهایت) (نقطه ذوب Gd) در فشار کاهش یافته تولید کرد.

 

گادولینیوم که به طور طبیعی وجود دارد از شش ایزوتوپ پایدار۱۵۷Gd ،۱۵۶Gd ،۱۵۵Gd ،۱۵۴Gd ،۱۶۰Gd ،۱۵۸Gd و یک رادیوایزوتوپ، ۱۵۲Gd تشکیل شده است که ایزوتوپ ۱۵۸Gd فراوانترین است.

 

کاربردهای گادولینیوم

 

کاربردهای گادولینیوم

 

  گادولینیوم در آلیاژها خواص مفیدی دارد. با حداقل ۱ درصد از این ماده، می توان عملکرد آلیاژهای آهن، کروم و مقاومت آنها در برابر درجه حرارت بالا و اکسیداسیون را بهبود بخشید. همچنین در آلیاژها برای ساخت آهن ربا، اجزای الکترونیکی و دیسک های ذخیره اطلاعات استفاده می شود.  

 

ترکیبات گادولینیم در تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، به ویژه در تشخیص تومورهای سرطانی مفید است.این ترکیب در جذب نوترون بسیار عالی است، و بنابراین در هسته راکتورهای هسته ای استفاده می شود. گادولینیوم هیچ نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد و سمیت کمی دارد.

 

سمیت گادولینیوم

 

گادولینیم بعنوان یون آزاد، غالباً بسیار سمی گزارش می شود، اما عوامل حاجب MRI ترکیبات کلاته هستند و به اندازه کافی ایمن در نظر گرفته می شوند. سمیت یون های گادولینیوم آزاد در حیوانات به دلیل تداخل در تعدادی از فرآیندهای وابسته به کانال یون کلسیم است.

 

دوز کشنده ۵۰٪ حدود ۱۰۰-۲۰۰ میلی گرم در کیلوگرم است. سمیتی بدنبال قرار گرفتن در معرض دوز کم یون گادولینیوم گزارش نشده است. مطالعات سمیت در جوندگان نشان می دهد که کلات گادولینیوم (که همچنین حلالیت آن را نیز بهبود می بخشد) سمیت آن را با توجه به یون آزاد حداقل تا ۱۰۰ برابر کاهش می دهد.

 

بنابراین اعتقاد بر این است که سمیت بالینی عوامل کنتراست مبتنی بر گادولینیوم (GBCAs ) در انسان، به قدرت ماده شیمیایی بستگی دارد. با این حال این تحقیق هنوز کامل نشده است. بر اساس حدود دوازده عامل مختلف، کلاتور Gd به عنوان ماده حاجب MRI در سراسر جهان تایید شده است.

 

منابع:

۱) www.sciencedirect.com

۲) www.rsc.org

۳) www.en.wikipedia.org

 

جهت خرید این محصول اینجا جستجو کنید.

خرید محصولات از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.