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Jun 13, 2023

Falando de Ciência do Professor Hanington: O raro

O samário é o próximo elemento da nossa lista a ser investigado, logo depois do promécio radioativo que fizemos há duas semanas. Descoberto em 1879 pelo químico francês Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, o samário

O samário é o próximo elemento da nossa lista a ser investigado, logo depois do promécio radioativo que fizemos há duas semanas. Descoberto em 1879 pelo químico francês Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, o samário recebeu esse nome em homenagem ao mineral samarskita, série de minerais radioativos de terras raras cuja composição química possui a fórmula química (YFe3+Fe2+U,Th,Ca)2(Nb,Ta) 2O8.

O mineral em si recebeu o nome de um funcionário da mina russo, o coronel Vassili Samarsky-Bykhovets, que se tornou assim a primeira pessoa a ter um elemento químico com o seu nome, embora se possa dizer que foi feito indiretamente, sendo o próximo o gadolínio, em homenagem ao finlandês. mineralogista Johan Gadolin em 1886.

O samário é um metal prateado moderadamente duro que oxida lentamente no ar, assim como todas as terras raras que cobrimos. Sendo um membro típico da série dos lantanídeos, o samário geralmente apresenta estado de oxidação +3. O samário é o 40º elemento mais abundante na crosta terrestre e mais comum que metais como o estanho. Você pode encontrá-lo em concentrações de até 2,8% em diversos minerais, incluindo o principal minério de cério, a cerita. Muito poucos minerais têm o samário como o elemento mais dominante, sendo possivelmente o mineral brasileiro florencita a exceção. Além disso, o samário costuma ser encontrado na monazita e na bastnäsita, junto com outros elementos de terras raras, as fontes comerciais mais comuns do elemento. Ambos os minerais são encontrados principalmente na China, embora os Estados Unidos produzam alguns. Uma grande mina ativa em Mountain Pass pode ser vista na Interstate 15, um pouco depois de Primm, depois de cruzar a fronteira com a Califórnia.

O principal uso do samário é como uma liga com cobalto para fazer ímãs quase tão fortes quanto os feitos de neodímio, mas que podem suportar temperaturas significativamente mais altas, acima de 700°C, sem perder suas propriedades magnéticas permanentes. O samário possui dureza e densidade semelhantes às do zinco e baixo ponto de ebulição, apenas 1.794 °C, o que auxilia na separação de seus minérios. Também é paramagnético, o que significa que é fracamente atraído pelos pólos de um ímã, embora não tão fortemente quanto o ferro, que na verdade é ferromagnético.

No ar, o samário oxida lentamente à temperatura ambiente e começará a queimar espontaneamente a 150°C quando o processo de oxidação ficar fora de controle. O metal ficará amarelo mesmo quando armazenado sob óleo mineral. Praticamente a única aparência metálica de uma amostra pode ser preservada selando-a em uma ampola de vidro sob um gás inerte como o argônio.

Existem sete isótopos de samário que ocorrem naturalmente, sendo o Sm-152 o mais abundante com 26,8%. Dois dos isótopos são ligeiramente radioativos com meias-vidas enormes, o Sm-147 tem 1,06E11 anos e o Sm-148 é ainda mais longo, 7E15 anos.

As meias-vidas do samário podem ser bem utilizadas em um processo chamado datação de samário-neodímio, uma técnica usada para determinar a idade de rochas e meteoritos. Com base no decaimento alfa do isótopo de samário de longa vida Sm-147 para o isótopo estável de neodímio Nd-143, a proporção dos elementos presentes em uma amostra evolui de uma forma que depende da nova proporção de samário para neodímio no material crustal em oposição ao material do manto. Os cientistas dizem que a datação por samário-neodímio permite determinar quando o material da crosta terrestre foi formado.

O Samário também tem outros usos. O radioisótopo Sm-153 (produzido em um reator) é o componente ativo da droga lexidronam de samário, às vezes chamado de Quadramet e é usado para matar células cancerígenas como tratamento de câncer de pulmão, câncer de próstata, câncer de mama e osteossarcoma porque emite beta partículas. Em vez de emitir emissões, o isótopo Sm-149 também pode absorvê-las e é usado como um absorvedor de nêutrons eficaz em barras de controle usadas em reatores nucleares porque é menos “envenenado” do que as barras de boro ou cádmio.

Como mencionado anteriormente, o uso mais importante do samário é a fabricação de ímãs, que são nominalmente SmCo5 ou Sm2Co17. Esta tecnologia foi desenvolvida no início da década de 1960 com base no trabalho realizado por Karl Strnat na Base Aérea de Wright-Patterson. Como são quase tão fortes quanto os ímãs de neodímio, geralmente são encontrados em pequenos motores, fones de ouvido e captadores magnéticos de última geração para guitarras e outros instrumentos musicais, porque resistem melhor ao desmagnetismo quando expostos a choques mecânicos. Ao ver um captador de guitarra elétrica chamado Samarium Cobalt Noiseless Pickup, você pode contar aos seus amigos o que você sabe sobre o elemento.