| Gadolinium 64Gd | |||
| engl. Gadolinium; nach dem Chemiker Johan Gadolin | |||
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Physikalisch-chemische Eigenschaften |
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Gadolinium
ist ein silbrig glänzendes Metall, das sehr weich und gut
schmiedbar
ist. Kompaktes Gadolinium sieht dem Eisen sehr ähnlich. Im Gegensatz zu diesem kann man es aber mit einem Messer gut ritzen und mit etwas Kraftaufwand auch einschneiden. Das Lanthanid ist das paramagnetischste Element überhaupt. Unterhalb seiner
Curie-Temperatur von 293 Kelvin (+19,85 °C) wird es ferromagnetisch. Gadolinium wird nicht nur unterhalb seiner Curie-Temperatur, sondern auch oberhalb bei Raumtemperatur von einem Neodym-Super-Magneten angezogen.
An trockener Luft ist Gadolinium stabil, an feuchter Luft bildet sich eine grauschwarze Oxidschicht. In fein verteilter Form kann es sich aufgrund seiner pyrophoren Eigenschaften von selbst entzünden. Gadolinium muss unter Luftabschluss aufbewahrt werden. Mit Wasser und mit verdünnten Säuren reagiert es unter Wasserstoffbildung.
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Toxikologie |
Aufgrund
der chemischen Ähnlichkeit ist bei allen Lanthaniden und
deren Verbindungen die Wirkung auf den Menschen ähnlich. Das feinverteilte
Metall, die Oxide und die Hydroxide reizen Augen und Schleimhäute. Gadolinium wirkt in elementarer Form toxisch. [Lit 116] |
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Vorkommen |
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Häufigkeit selten
Gadolinium kommt chemisch gebunden oft in Begleitung mit den anderen Seltenen Erden in den Mineralien der Samarskit-Gruppe, der Monazit-Gruppe und der Cerit-Gruppe vor.
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Geschichte |
1880
entdeckte der
schweizer Chemiker Jean-Charles Gallisard de Marignac (1817–1894) in
einem Produkt aus dem radioaktiven Mineral Samarskit die Spektrallinien eines bis
dahin unbekannten Elements. Sechs Jahre später bestätigte der
französische Chemiker Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran
(1838–1912) Marignacs Entdeckung und benannte das Element nach dem finnischen Chemiker Johan Gadolin, nach dem auch das Mineral Gadolinit benannt ist. Die Herstellung von elementarem Gadolinium gelang erst 1935 durch Félix Trombe (1906–1985) auf elektrolytischem Weg.
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Herstellung |
Nach
einer Anreicherung der Erze werden die Lanthanide mit Hilfe von Lösungsmittelextraktion
und mit Ionenaustauschverfahren getrennt und zu Chloriden und Fluoriden
weiterverarbeitet. Gadolinium erhält man durch eine Reduktion der Salze im Vakuum mit Hilfe von Calcium. |
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Verwendung |
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Gadolinium
wird
als Legierungsmetall in Chrom- und Eisenlegierungen,
in elektronischen Bauteilen, Magneten und Supraleitern verwendet.
Gadoliniumoxid
dient in Radarbildschirmen zur Herstellung des grünen Leuchtstoffs.
Gadolinium-Komplexe wie Gadobensäure eignen sich als Kontrastmittel
für die Magnetresonanztomografie (MRT). Dabei führt
das paramagnetische Gadolinium zu einer Erhöhung des Kontrasts.
Allerdings besteht auch ein Risiko, da sich das toxische Gadolinium
besonders bei mehrfacher Anwendung der MRT im Gehirn konzentrieren kann. [Lit 116] Heute sind nur noch Kontrastmittel im Einsatz, die die Blut-Gehirn-Schranke nicht mehr durchdringen können. Dazu zählt zum Beispiel das Gadobutrol, das aus einem Gadoliniumkomplex aufgebaut ist. Dieses wird in wenigen Stunden wieder über die Niere ausgeschieden.
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Gefahr
