Neodímio: Propriedades e usos do elemento
Descrição
O neodímio é um metal de terras raras com propriedades físicas e magnéticas exclusivas; esta postagem aborda sua introdução, usos, preparação e produtos industriais.
Introdução ao elemento
O neodímio é um membro da série dos lantanídeos, um grupo de quinze elementos metálicos na tabela periódica. Descoberto no final do século XIX, o neodímio ganhou reconhecimento por sua aparência brilhante e prateada e por sua notável versatilidade. Como um dos principais elementos de terras raras, ele é amplamente usado em várias aplicações de alta tecnologia.
Descrição das propriedades químicas
O neodímio apresenta um conjunto de propriedades químicas que o diferencia de muitos outros metais. Encontrado predominantemente em um estado de oxidação +3, ele forma compostos como o óxido de neodímio e o cloreto de neodímio. Em sua forma pura, o neodímio é altamente reativo quando finamente dividido, formando prontamente uma camada de óxido quando exposto ao ar. Essa reatividade é explorada na síntese de vários compostos usados em pigmentos, catalisadores e ligas especializadas.
Tabela de dados de propriedades físicas
|
Propriedade |
Valor |
Unidade |
|
Número atômico |
60 |
- |
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Peso atômico |
144.24 |
amu |
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Ponto de fusão |
1,024 |
°C |
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Ponto de ebulição |
3,074 |
°C |
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Densidade |
7.01 |
g/cm³ |
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Resistividade elétrica |
64 |
nΩ-m (a 25°C) |
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Condutividade térmica |
16.5 |
W/m-K |
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Estrutura cristalina |
Hexagonal |
- |
Propriedades magnéticas do neodímio
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Propriedade |
Valor |
Unidade |
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Ordenação magnética |
Paramagnético (em massa) |
- |
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Temperatura Curie |
~310 |
°C |
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Magnetização de saturação |
~1.6-1.7 |
T (Tesla) |
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Coercividade (ímãs de NdFeB) |
Alta |
- |
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Remanência (ímãs de NdFeB) |
~1.0-1.4 |
T (Tesla) |
|
Produto máximo de energia (NdFeB) |
200-400 |
kJ/m³ |
O neodímio é mais conhecido por sua função nos ímãs de neodímio-ferro-boro (NdFeB). Para obter mais informações, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).
Usos comuns
O neodímio talvez seja mais conhecido por sua aplicação na produção de ímãs permanentes de alta resistência. Os ímãs de neodímio estão entre os mais fortes disponíveis e são um componente essencial em motores elétricos, discos rígidos de computador e equipamentos de áudio. Seu poderoso campo magnético e tamanho compacto revolucionaram o design de muitos dispositivos modernos.
Além dos ímãs, o neodímio é usado na fabricação de lasers, especialmente em sistemas de laser de estado sólido. Esses lasers encontram aplicações em dispositivos médicos, ferramentas de corte e vários instrumentos de pesquisa.
Métodos de preparação
A preparação do neodímio envolve técnicas sofisticadas de extração e purificação. Normalmente, o neodímio é obtido de minérios como monazita e bastnaesita. O processo de extração começa com o tratamento químico do minério, seguido de procedimentos de extração por solvente que separam o neodímio de outros elementos de terras raras.
Após a extração, o refino adicional é obtido por meio de métodos de precipitação e troca iônica. Os processos de redução são então aplicados para produzir o neodímio em sua forma metálica.
Perguntas frequentes
O que é neodímio?
O neodímio é um elemento de terras raras conhecido por sua função significativa em ímãs de alto desempenho e aplicações tecnológicas avançadas.
Como os ímãs de neodímio são utilizados?
Os ímãs de neodímio são usados em motores elétricos, discos rígidos de computador e sistemas de áudio devido à sua excepcional resistência e tamanho compacto.
Quais são as principais propriedades químicas do neodímio?
O neodímio normalmente existe em um estado de oxidação +3 e forma vários compostos, como óxidos e cloretos, demonstrando notável reatividade.
Como o neodímio é extraído de seus minérios?
A extração envolve o tratamento químico de minérios como monazita e bastnaesita, seguido de extração por solvente, precipitação e processos de refino.
Quais produtos industriais se beneficiam do neodímio?
Produtos como ímãs de alta resistência, lasers de estado sólido, cerâmicas avançadas e componentes ópticos especializados dependem do neodímio por suas propriedades exclusivas.
