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Jul 09, 2023

Hablando de ciencia del profesor Hanington: lo raro

El samario es el siguiente elemento de nuestra lista a investigar, justo después del prometio radiactivo que hicimos hace dos semanas. Descubierto en 1879 por el químico francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, el samario.

El samario es el siguiente elemento de nuestra lista a investigar, justo después del prometio radiactivo que hicimos hace dos semanas. Descubierto en 1879 por el químico francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, el samario recibió su nombre del mineral samarskita, una serie de minerales radiactivos de tierras raras cuya composición química tiene la fórmula química (YFe3+Fe2+U,Th,Ca)2(Nb,Ta). 2O8.

El mineral en sí lleva el nombre de un funcionario minero ruso, el coronel Vassili Samarsky-Bykhovets, quien se convirtió así en la primera persona en tener un elemento químico con su nombre, aunque se puede decir que se hizo de forma indirecta, siendo el siguiente el gadolinio, que lleva el nombre del finlandés. mineralogista Johan Gadolin en 1886.

El samario es un metal plateado moderadamente duro que se oxida lentamente en el aire, al igual que todas las tierras raras que hemos cubierto. Al ser un miembro típico de la serie de los lantánidos, el samario suele tener un estado de oxidación de +3. El samario es el elemento número 40 más abundante en la corteza terrestre y más común que metales como el estaño. Puede encontrarlo en concentraciones de hasta el 2,8% en varios minerales, incluido el principal mineral de cerio, la cerita. Muy pocos minerales tienen el samario como elemento más dominante, siendo posiblemente la florencita mineral brasileña la excepción. Además, el samario se encuentra normalmente en la monacita y la bastnäsita, junto con otros elementos de tierras raras, las fuentes comerciales más comunes del elemento. Ambos minerales se encuentran principalmente en China, aunque Estados Unidos produce algunos. Una gran mina activa en Mountain Pass se puede ver desde la Interestatal 15, un poco más allá de Primm, después de cruzar la frontera de California.

El uso principal del samario es como aleación con cobalto para fabricar imanes que son casi tan fuertes como los de neodimio, pero que pueden soportar temperaturas significativamente más altas, superiores a 700 °C, sin perder sus propiedades magnéticas permanentes. El samario tiene una dureza y densidad similar al zinc y un bajo punto de ebullición, sólo 1.794 °C, lo que facilita la separación de sus minerales. También es paramagnético, lo que significa que se siente débilmente atraído por los polos de un imán, aunque no con tanta fuerza como el hierro, que en realidad es ferromagnético.

En el aire, el samario se oxida lentamente a temperatura ambiente y comenzará a arder espontáneamente a 150°C cuando el proceso de oxidación se salga de control. El metal se volverá amarillo incluso cuando se almacene bajo aceite mineral. La única apariencia metálica de una muestra se puede conservar sellándola en una ampolla de vidrio bajo un gas inerte como el argón.

Hay siete isótopos naturales de samario, siendo el Sm-152 el más abundante con un 26,8%. Dos de los isótopos son ligeramente radiactivos y tienen vidas medias enormes: el Sm-147 tiene una duración de 1,06E11 años y el Sm-148 es incluso más largo, 7E15 años.

La vida media del samario se puede aprovechar en un proceso llamado datación con samario-neodimio, una técnica utilizada para determinar la edad de rocas y meteoritos. Basado en la desintegración alfa del isótopo de larga vida del samario Sm-147 al isótopo estable de neodimio Nd-143, la proporción de los elementos presentes en una muestra evoluciona de una manera que depende de la nueva proporción de samario a neodimio en el material de la corteza terrestre. a diferencia del material del manto. Los científicos dicen que la datación con samario-neodimio permite determinar cuándo se formó el material de la corteza terrestre.

El samario también tiene otros usos. El radioisótopo Sm-153 (fabricado en un reactor) es el componente activo del fármaco samario lexidronam, a veces llamado Quadramet y se utiliza para matar células cancerosas como tratamiento en el cáncer de pulmón, próstata, mama y osteosarcoma porque emite beta. partículas. En lugar de emitir emisiones, el isótopo Sm-149 también puede absorberlas y se utiliza como eficaz absorbente de neutrones en las barras de control utilizadas en los reactores nucleares porque está menos "envenenado" que las barras de boro o cadmio.

Como se mencionó anteriormente, el uso más importante del samario es la fabricación de imanes, que nominalmente son SmCo5 o Sm2Co17. Esta tecnología se desarrolló a principios de la década de 1960 basándose en el trabajo realizado por Karl Strnat en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson. Dado que son casi tan fuertes como los imanes de neodimio, generalmente se encuentran en motores pequeños, auriculares y pastillas magnéticas de alta gama para guitarras y otros instrumentos musicales porque resisten mejor el desmagnetismo cuando se exponen a golpes mecánicos. Cuando veas una pastilla de guitarra eléctrica llamada Samarium Cobalt Noiseless Pickup, podrás contarles a tus amigos lo que sabes ahora sobre el elemento.

El telescopio espacial James Webb ha captado una visión rara y tumultuosa a 15.000 años luz de la Tierra.

Gary Hanington es profesor emérito de ciencias físicas en Great Basin College y científico jefe de AHV. Puede comunicarse con él en [email protected] y [email protected].

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