64. Gadolinio

El gadolinio es otro elemento de la Tabla Periódica que se encuentra dentro del grupo de los lantánidos, de los que hemos ido viendo algunas de sus propiedades. Son un grupo de elementos muy parecidos entre si y por ello, leerte las anteriores entradas (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio) te puede ayudar a entender al elemento número 64 de la tabla periódica: el gadolinio. 

Su descubridor fue un suizo, Jean Charles Galissard de Marignac, quien en 1880 añadió dos elementos a la Tabla Periódica (Ya había descubierto otro en 1878: el iterbio). Esos dos elementos eran el samario y el gadolinio, que fueron encontrados en unos minerales llamados samarskita (que dio nombre al samario) y Gadolinita (cuyo nombre proviene de Johan Gadolin, padre de la química finlandesa y descubridor del itrio). 

 

Pieza de Samarskita.

El gadolinio fue aislado 6 años después por Lecoq de Boisbaudran, otro gran químico, en este caso francés, descubridor del galio, el samario y el disprosio. 

Respecto a sus usos, su aplicación más conocida es la de actuar como veneno consumible en los reactores de las centrales nucleares. Ya hemos visto el xenón y el samario, que son venenos productos de fisión, es decir, absorbedores de neutrones (venenos) creados a partir de las fisiones del uranio (productos de fisión). El gadolinio, sin embargo, no está ahí como producto de fisión sino puesto ahí a propósito al inicio de los ciclos de operación. Así, se va gastando a lo largo de los mismos y ayuda al funcionamiento de los reactores.  

Además de absorber neutrones, que no está mal, el gadolinio tiene unas buenas características como semiconductor y además es magnetocalórico (su temperatura sube al entrar en contacto con un campo magnético y disminuye cuando sale del mismo), con lo que se utilizará en algunas aplicaciones específicas que aprovechen dichas característas, como la refrigeración magnética, gracias a la cual los científicos pudieron llegar a temperaturas cercanas al cero absoluto a principios del siglo XX. 

Se usa también en aleaciones, mejorando las características frente a la oxidación de otros metales como el hierro o el cromo. 

Como buen lantánido, también tiene propiedades fosforescentes, al menos algunas sales formadas con su ion de gadolinio (III) (estado de oxidación 3, o número de electrones perdidos).  

También tiene aplicaciones médicas, a pesar de que puede llegar a ser muy peligroso para nosotros (por lo tóxico). El gadolinio, se está investigando,  es un potencial asesino del cáncer. Y eso se debe a que tiene muchos electrones desapareados, lo que lo convierte en un elemento que se magnetiza muy fácilmente. En las máquinas de resonancia magnética, se puede utilizar el gadolinio unido a agentes trazadores (que van donde existen los tumores) y debido a esa magnetización tan fuerte, el gadolinio, y por lo tanto, los tumores, brillarían como un faro en mitad de la noche. El gadolinio, además, puede absorber neutrones, volverse radiactivo y matar al tumor que lo rodea. Es peligroso, sí, pero se está investigando en ello y quién sabe, podría funcionar en un futuro próximo. ¿El problema? Pues que puede tener graves efectos secundarios, como serios problemas en los riñones. Es causante de una enfermedad llamada fibrosis sistémica nefrogénica, en la que la piel (y puede que algunos órganos, articulaciones y músculos) de los pacientes se torna dura dificultando el movimiento y provocando contracturas y dolores agudos. 

Finalmente, como casi todos los elementos conocidos como tierras raras, que están muy mezclados entre si, el gadolinio se extrae mayoritariamente de la monacita y la bastetina. Normalmente se separan los metales en sales mezclando dichos minerales con ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCl) y/o hidróxido de sodio (NaOH). Luego se purifican aun más con diferentes técnicas. Concretamente el gadolinio, se obtiene mezclando GDF3 con calcio, de lo cual se obtiene gadolinio más 3CaF2. Y de ahí, a cualquier aplicación que se le quiera dar.