Neodimio: ottenimento, reazioni, usi, laser YAG

Il neodimio è un metallo appartenente alla serie dei lantanidi che si trova nei minerali appartenenti al gruppo della monazite, della bastnäsite e samarskite.
Il chimico austriaco Carl Auer Freiherr von Welsbach nel 1885 scoprì questo elemento nell’ambito delle sue ricerche sul didimio, miscela di neodimio e praseodimio, ritenuta fino ad allora un elemento chimico.

All’epoca della scoperta Auer era un giovane ricercatore del grande chimico tedesco Robert Wilhelm Eberhard Bunsen che, all’epoca, era il più grande esperto di didimio. Quest’ultimo accolse immediatamente la scoperta, nonostante lo scetticismo di molti chimici.

Ottenimento del neodimio

Può essere ottenuto separando i suoi sali da altri delle terre rare mediante scambio ionico o tramite estrazione con solvente. Può essere inoltre ricavato riducendo gli alogenuri anidri come NdF₃ usando calcio metallico.

Il metallo è di colore argenteo, tenero e duttile che ha configurazione elettronica [Xe] 4f ⁴,6s² e numeri di ossidazione +2, +3 e +4 sebbene lo stato di ossidazione più comune sia +3.

Reazioni

Si annerisce lentamente in presenza di aria formando l’ossido di neodimio (III):
4 Nd_(s) + 3 O_2(g) → 2 Nd₂O_3(s)

Reagisce con gli alogeni per dare i rispettivi alogenuri secondo la reazione generale:
2 Nd + 3 X₂ → NdX₃

Il fluoruro e il bromuro di neodimio sono di colore violetto, il cloruro di colore malva e lo ioduro di colore verde.

Viene solubilizzato da acido solforico per dare lo ione Nd³⁺ di colore violetto e idrogeno gassoso:
2 Nd_(s) + 3 H₂SO_4(aq) → 2 Nd³⁺_(aq) + 3 SO₄^2-_(aq) + 3 H_2(g)

Il neodimio reagisce con l’acqua per dare idrossido di neodimio e idrogeno gassoso:
2 Nd_(s) + 6 H₂O_(l) → 2 Nd(OH)_3(aq) + 3 H_2(g)

Usi

Unitamente o boro e ferro  forma una lega Nd₂Fe₁₄B utilizzata nei magneti al neodimio usati negli hard disk e in tutti i casi in cui si necessita di una fonte magnetica permanente ad alta intensità.

Miscelato con il praseodimio, è utilizzato nei vetri utilizzati per le maschere dei saldatori e dei fabbri in quanto blocca la luce gialla emessa dalla fiamma proteggendo i loro occhi e rendendo più facile la visione rispetto agli altri tipi di vetri.

Cristalli di ittrio e alluminio drogati al neodimio che sostituisce parzialmente l’ittrio come catione trivalente vengono utilizzati nel laser YAG utilizzati sia in campo medico che industriale.
Può essere aggiunto al  vetro per ottenere tonalità che variano dal violetto al grigio mentre i suoi sali sono utilizzati per colorare gli smalti.