Didymium - Didymium
Didymium ( grego : δίδυμο, elemento gêmeo ) é uma mistura dos elementos praseodímio e neodímio . É utilizado em vidros de segurança para sopragem de vidro e ferraria , especialmente com uma forja movida a gás ( propano ) , onde fornece um filtro que bloqueia seletivamente a luz amarelada em 589 nm emitida pelo sódio quente no vidro, sem ter um efeito prejudicial na visão geral, ao contrário dos óculos de soldador escuro. A forte luz infravermelha emitida pelos gases superaquecidos da forja e pelo isolamento que reveste as paredes da forja também é bloqueada, salvando os olhos dos artesãos de sérios danos cumulativos, como a catarata do soprador de vidro . A utilidade do vidro didímium para proteção ocular desse tipo foi descoberta por Sir William Crookes .
Filtros fotográficos Didymium são freqüentemente usados para realçar a paisagem de outono, fazendo as folhas parecerem mais vibrantes. Ele faz isso removendo parte da região laranja do espectro de cores, agindo como um filtro óptico de parada de banda . Não filtrado, esse grupo de cores tende a fazer certos elementos de uma imagem parecerem "turvos". Esses filtros fotográficos também são usados por fotógrafos de paisagens noturnas, pois absorvem parte da poluição luminosa causada pelas luzes de sódio das ruas. Didymium também foi usado no processo de vapor de sódio para trabalho fosco devido à sua capacidade de absorver a cor amarela produzida por sua iluminação de sódio de mesmo nome .
Didymium também é usado em materiais de calibração para espectroscopia.
Descoberta
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Didymium foi descoberto por Carl Mosander em 1841. Recebeu o nome da palavra grega δίδυμο ("gêmeo") porque é muito semelhante ao lantânio e ao cério, com os quais foi encontrado. Mosander erroneamente acreditava que didímio fosse um elemento , sob a impressão de que "céria" (às vezes chamada de cerita) isolada por Jöns Jakob Berzelius em 1803 era na verdade uma mistura de cério , lantânio e didímio. Ele estava certo sobre o lantânio ser um elemento, mas não sobre didímio. Como a espectroscopia ainda não havia sido inventada, Mosander se saiu tão bem quanto se poderia esperar na época. Seus três "elementos" foram responsáveis por pelo menos 95% das terras raras na cerite original de Bastnäs , na Suécia .
Didymium não foi difícil de encontrar, pois na forma trivalente tingia os sais de céria de rosa. Durante o período em que didymium era considerado um elemento, o símbolo Di foi usado para ele. Na ilustração da primeira tentativa de Mendeleev em uma tabela periódica, mostrada à direita, os pesos atômicos atribuídos aos vários lantanídeos, incluindo didímio, refletem a crença original de que eles eram divalentes. Seu número de oxidação real de 3 implica que Mendeleev subestimou os pesos atômicos para eles em 1 ⁄ 3 .
Em 1874, Per Teodor Cleve deduziu que didymium era composto de pelo menos dois elementos. Em 1879, Lecoq de Boisbaudran conseguiu isolar samário , do didímio contido na samarskita da Caroline do Norte . Então, em 1885, Carl Auer von Welsbach conseguiu separar os sais dos dois últimos elementos componentes, praseodímio e neodímio . O método utilizado foi a cristalização fracionada dos nitratos de amônio duplo a partir de uma solução de ácido nítrico .
Welsbach decidiu nomear seus dois novos elementos " praseodidímio " ("didímio verde") e " neodidímio " ("novo didímio"), mas uma sílaba logo foi retirada de cada nome. Apesar de ser abreviado nos nomes dos novos elementos, o nome não truncado "didymium" persistiu, em parte devido ao seu uso como ingrediente em óculos de sopradores de vidro e vidros coloridos. O nome "didymium" também foi mantido em textos mineralógicos.
Fabricação de vidro
Durante a Primeira Guerra Mundial , os espelhos didymium foram supostamente usados para transmitir o Código Morse em campos de batalha. Didymium não absorve luz suficiente para tornar óbvia a variação na saída de luz da lâmpada, mas alguém com binóculos presos a um prisma da maneira correta poderia ver as bandas de absorção acendendo e apagando.
No final dos anos 1920, Leo Moser (Diretor Geral da fábrica de vidros de Moser, 1916 a 1932) recombinou praseodímio e neodímio em uma proporção de 1: 1 para criar seu vidro "Heliolite" ("Heliolit" em tcheco ), que tem propriedades de mudança de cor entre âmbar, avermelhado e verde dependendo da fonte de luz. Este foi um dos vários vidros decorativos usando corantes de terras raras, com "Heliolit" e "Alexandrit" sendo os dois primeiros, introduzidos por Moser em 1929. Os papéis de Leo Moser no Corning Glass Museum deixam claro que o primeiro vidro experimental derrete feito por Moser envolvendo qualquer uma das terras raras ocorreu em novembro de 1927.
Após um ano de desenvolvimento, os vidros de terras raras foram apresentados com grande aclamação na feira comercial da primavera de 1929 em Leipzig. Os nomes Alexandrit e Heliolit foram registrados como marcas comerciais em junho de 1929. A data anterior de 1925, às vezes dada para o vidro de terras raras, refere-se a um prêmio pelo design do vidro, não pela composição do vidro.
Uso industrial
O nome "didymium" continuou a ser usado na indústria de metais de terras raras. Nos Estados Unidos, os sais comerciais de "didímio" foram o que restou após a remoção do cério dos produtos naturais obtidos da monazita e, portanto, continha lantânio , bem como o "didímio" de Mosander. Uma composição típica pode ter sido 46% de lantânio, 34% de neodímio e 11% de praseodímio, com o restante sendo principalmente samário e gadolínio , para o material extraído da "monazita de rocha" da África do Sul da mina Steenkampskraal .
Normalmente, nos minérios, o neodímio é maior em abundância relativa na monazita, em comparação com as composições de bastnasita , e a diferença é perceptível quando as misturas não separadas derivadas de cada uma são examinadas lado a lado: os produtos derivados da monazita são mais rosados e os produtos derivados de bastnäsite têm um tom mais acastanhado, devido ao conteúdo relativo aumentado de praseodímio deste último. (A cerite original de Bastnäs tem uma composição de terras raras muito semelhante à da areia monazita.)
O uso europeu estava mais próximo do conceito de Mosander. Essas misturas de lantanídeos leves empobrecidos de cério têm sido amplamente utilizadas para fazer catalisadores de craqueamento de petróleo. A proporção real de praseodímio para neodímio varia um pouco dependendo da fonte do mineral, mas geralmente fica em torno de 1: 3. O neodímio sempre domina, por isso ganhou o apelido de "neo", sendo responsável pela maior parte da cor do antigo didímio em seus sais.