terça-feira, 2 de dezembro de 2014

Hólmio (Ho) - (Terras raras)

Laser

  • O hólmio (de "Holmia", Estocolmo cidade natal do descobridor do elemento) é um elemento químico de símbolo Ho e de número atômico 67 (67 prótons e 67 elétrons) que apresenta massa atômica 164,9 u.
É um elemento da série metal de transição interna do grupo dos lantanídios, relativamente macio e maleável, sólido, de aspecto branco prateado, resistente à corrosão no ar seco, em condições ambientais de temperatura. É uma terra rara encontrada nos minerais monazita e gadolinita. É usado como gerador de campos magnéticos, em reatores nucleares e na produção de lasers.
  • Foi descoberto pelos químicos suíços Marc Delafontaine e Jacques Louis Soret em 1878, quando observaram uma banda de absorção no espectro de um elemento até então desconhecido.
Características principais:
  • 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 e temperatura. Entretanto, no ar úmido e temperaturas mais elevadas, oxida-se rapidamente formando um óxido. Na forma pura, o hólmio apresenta um aspecto metálico, prateado e brilhante.

Aplicações:
  • Por causa de suas propriedades magnéticas incomuns, o hólmio foi usado para criar o mais forte campo magnético artificial gerado. 
O hólmio absorve nêutrons de fissão nuclear, sendo usado para controlar e moderar as reações nucleares nos reatores nucleares

Como aditivo em ligas metálicas. 
  • Seu momento magnético muito elevado é apropriado para a produção de lasers: Ho-YIG (cristal de ítrio e ferro) e Ho-YLF (fluoreto de ítrio e lantânio) usados em medicina e odontologia. O óxido de hólmio, uma substância de cor amarela, foi preparado por O. Homberg e é utilizado para colorir vidros. 
História:
  • O hólmio (de "Holmia", forma latinizada de "Stockholm" , Estocolmo, capital da Suécia) foi descoberto pelos químicos suíços Marc Delafontaine e Jacques Louis Soret em 1878, quando observaram uma banda de absorção no espectro de um elemento até então desconhecido, que denominaram de elemento X. 
Mais tarde, em 1879, o químico sueco Per Teodor Cleve, independentemente, descobriu o elemento quando trabalhava com a terra "érbia" (óxido de érbio).
  • Usando o método desenvolvido por Carl Gustaf Mosander, Cleve removeu primeiramente todos os contaminantes da érbia. O resultado desse esforço foi o surgimento de dois materiais novos, um marrom e um verde. Nomeou de "hólmia" a substância marrom (em homenagem a cidade natal de Cleve, Estocolmo) e o verde de "thúlia". Mais tarde, foi verificado que a hólmia era, na realidade, o óxido de hólmio, e a thúlia o óxido de túlio.
Em 1911, O. Homberg obteve a hólmia (óxido de hólmio) com grau de pureza considerado satisfatório.
  • Em 1934, W. Klemm e H. Bommer obtiveram o hólmio metálico reduzindo o cloreto de hólmio anidro com vapor de potássio. O elemento tem sido isolado, também, através da redução de seus cloretos ou fluoretos anidro com cálcio metálico.
Ocorrência:
  • Como as demais terras raras, o hólmio não é encontrado na natureza como elemento livre. Ocorre combinado com outros elementos nos minerais gadolinita, monazita e em outros minerais terras raras. É extraído comercialmente por troca iônica da areia monazítica (0,05% de hólmio), porém ainda é difícil de separá-lo de outras terras raras.Sua abundância na crosta terrestre é estimada em 1,3 miligramas por quilograma.
Isótopos:
  • Um único isótopo estável é conhecido, Ho-165, com abundância natural de 100%. Todos os demais, de Ho-161 a Ho-167 são radioisótopos sintéticos.
Precauções:
  • O elemento, como as demais terras raras, parece apresentar um grau de toxicidade baixo. O hólmio não apresenta nenhum papel biológico conhecido nos humanos, porém, parece poder estimular o metabolismo.
Energia Nuclear:
  • É a energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processos de transformação de núcleos atômicos. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares, emitindo energia durante esse processo. 
Baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa (observado por Albert Einstein), segundo a qual durante reações nucleares ocorre transformação de massa em energia. Foi descoberta por Hahn, Straßmann e Meitner com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.

Como é produzida: 
  • É a energia produzida pelas reações nucleares: isso é, pela fissão ou pela fusão de átomos, que são transformados, sobretudo em energia mecânica e calor, que sob controle num reator nuclear, que numa explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o seu calor e a sua luz por fusão nuclear de átomos de hidrogênio em hélio.
Uma das principais utilizações da energia nuclear é a geração de energia elétrica. Usinas nucleares são usinas térmicas que usam o calor produzido na fissão para movimentar vapor de água, que, por sua vez, movimenta as turbinas em que se produz a eletricidade. Uma usina de energia nuclear. Vapor não-radioativo sai das torres de resfriamento.

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