Das Element Gadolinium
Auf dieser Seite erfahren Sie mehr über das Seltenerdelement
Name: Gadolinium
Symbol: Gd
Ordnungszahl: 64
Dichte: 7,90 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.313 °C
Siedetemperatur: 3.266 °C
Gadolinium zählt zu den LanthanoidenEine Gruppe von 15 Elementen mit chemisch sehr ähnlichen Eigenschaften. im Periodensystem.
Einleitung
Gadolinium, vielfältiger Allrounder unter den Seltenen Erden
Das seltene Element Gadolinium hat vielfältige Anwendungsgebiete von der Kernkraft bis zur Medizin. Das macht das Seltenerdelement zum gefragten Alleskönner.
Die Medizintechnik nutzt Seltene Erden für Diagnose und Behandlung.
55 Jahre von der Entdeckung bis zur Gewinnung
Bei der Untersuchung des Minerals Samarskit stieß der Schweizer Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac 1880 auf ein bisher unbekanntes Oxid. Einige Jahre später konnte die Existenz des neuen Elements durch weitere Wissenschaftler bestätigt werden. Benannt wurde es nach dem finnischen Chemiker Johan Gadolin, der Ende des 18. Jahrhunderts das erste bekannte Mineral untersucht hatte, das Seltene Erden enthielt. Reines metallisches Gadolinium konnte erst 1935 gewonnen werden.
Hauptanwendungsgebiete von Gadolinium
Der Entdecker von Gadolinium
Der 1817 in der Schweiz geborene Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac studierte in Paris und war später Schüler von Justus Liebig in Gießen. Den Großteil seiner Berufslaufbahn war Galissard de Marignac als Professor für Chemie und Mineralogie in seiner Geburtsstadt Genf tätig. Der Schweizer forschte nicht nur an Seltenen Erden, sondern stellte auch eine der ersten komplexen anorganischen Säuren her.
Eigenschaften
Gadolinium ist plastisch verformbar
Das silbrig- bis grauweiß glänzende Metall ist duktil, also plastisch verformbar, und schmiedbar. Gadolinium bildet in feuchter Luft eine Oxidschicht.
Anwendungsgebiete
Tausendsassa Gadolinium: Vom Permanentmagnet bis zur Kernkraft
Medizintechnik
Die Medizintechnik nutzt Seltene Erden für Diagnose und Behandlung: Röntgen, Dauermagneten in MRT-Geräten, Nuklearmedizin, Prothesen, Implantate und medizinische Laser.
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Pigmente
Das Färben von Glas und Emaille gehört zu den ersten Anwendungsgebieten Seltener Erden. Die Farbpalette, die durch Seltenerd-Pigmente gefärbt wird, umfasst Gelb, Blau, Grün, Rosa, Violett und Orange.
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Leuchtmittel
Für die Herstellung klassischer Leuchtstoffröhren wie auch moderner Energiesparlampen und LED-Leuchten werden Seltene Erden verwendet. Die Rohstoffe kommen zudem in Geräten mit Bildröhren zum Einsatz, aber auch in Tablets und Smartphones, wo sie die roten Farbpixel erzeugen.
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Kernkraft
Kernreaktoren erzeugen Energie durch die Spaltung von Atomkernen. In vielen Ländern erlebt Atomkraft derzeit ein Comeback. Das könnte auch die Nachfrage nach Seltenen Erden weiter steigern, denn die Materialien werden in den Kontrollstäben von Reaktoren eingesetzt.
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Vorkommen
Ionenadsorptionstone: Aufwendige Trennung notwendig
Seltene Erden kommen aufgrund ihrer starken chemischen und physikalischen Ähnlichkeit stets im Verbund in Mineralien wie Bastnäsit und Monazit vor. Eine bedeutende Quelle speziell für schwere Seltene Erden wie Gadolinium sind Ionenadsorptionstone. Diese Art von Lagerstätten wird derzeit fast ausschließlich in China und Myanmar abgebaut. Nach der Förderung müssen die einzelnen Seltenerdelemente aufwendig in mehreren Schritten chemisch voneinander getrennt werden.
Die Karte weist die Regionen der Welt aus, in denen schwere Seltene Erden derzeit hauptsächlich abgebaut werden.
Recycling könnte an Bedeutung gewinnen
Sowohl die EU als auch die USA stufen Seltene Erden als kritische Rohstoffe ein. Eine steigende Nachfrage für verschiedene Technologien trifft auf eine starke Länderkonzentration, da die Mineralien vor allem in China abgebaut und weiterverarbeitet werden. Obwohl Gadolinium zu den selteneren und weniger bekannten Vertretern dieser Rohstoffgruppe gehört, wird es für viele industrielle Zwecke benötigt. Das Recycling könnte künftig an Bedeutung gewinnen; aktuell beträgt die Recyclingrate nur etwa zwei Prozent. Zum Vergleich: Bei Eisen und Stahl sind es bis zu 90 Prozent.
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