Térbio (Tb)

O térbio (Tb) é um elemento químico do grupo dos lantanídeos, por isso apresenta propriedades semelhantes às desses elementos, o que é fruto da influência do subnível 4f. É um metal prateado, macio, mas estável na presença do ar devido ao efeito de passivação de sua superfície.

O térbio, como os demais lantanídeos, é extraído principalmente dos minerais monazita, bastnasita ou xenotímia, sendo obtido em resinas de troca iônica após lixiviação dos minerais. Tem grande aplicação no campo dos dispositivos luminosos, como LEDs e telas, além de ser utilizado na fabricação dos ímãs permanentes, essenciais para motores de veículos híbridos e geradores eólicos.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre térbio
• 2 - Propriedades do térbio
• 3 - Características do térbio
• 4 - Onde o térbio é encontrado?
• 5 - Obtenção do térbio
• 6 - Para que serve o térbio?
• 7 - Precauções com o térbio
• 8 - Térbio é radioativo?
• 9 - Curiosidades sobre o térbio
• 10 - História do térbio

Resumo sobre térbio

• O térbio (Tb) é um lantanídeo com propriedades semelhantes aos demais elementos desse grupo por causa do subnível 4f.
• É um metal prateado, macio e estável quando exposto ao ar devido ao efeito de passivação.
• Possui reatividade muito semelhante à dos demais lantanídeos.
• É encontrado na crosta terrestre principalmente nos minerais monazita, bastnasita e xenotímia.
• Vem sendo empregado em ímãs permanentes, essenciais para motores de veículos híbridos e usinas eólicas.
• Foi descoberto com diversos outros lantanídeos na vila de Ytterby, na Suécia.

Propriedades do térbio

• Símbolo: Tb.
• Número atômico: 65.
• Massa atômica: 158,92534 u.m.a.
• Temperatura de fusão: 1356 °C.
• Temperatura de ebulição: 3230 °C.
• Densidade: 8,230 g/mL.
• Eletronegatividade: 1,2.
• Configuração eletrônica: [Xe] 4f⁹ 6s².
• Série química: lantanídeos; terras-raras; metais de transição interna; elementos do bloco f; grupo 3.

Características do térbio

Sendo parte dos lantanídeos, o térbio (Tb) apresenta propriedades bem semelhantes às dos demais elementos dessa série. Isso se dá por causa da influência do subnível 4f, o qual penetra na estrutura eletrônica desses elementos. O térbio se apresenta, na sua forma pura, como um metal de coloração prateada, macio (a ponto de ser cortado com uma faca) e que tende a ofuscar na presença do ar devido à oxidação que ocorre em sua superfície, formando uma capa de óxido. Esse efeito, conhecido como passivação, permite que o metal seja mais inerte cineticamente. É um metal que apresenta elevados pontos de fusão e de ebulição.

Como os demais lantanídeos, o térbio admite o estado de oxidação +3 em substâncias compostas. Contudo, é um dos poucos lantanídeos que conseguem apresentar estado de oxidação +4 em compostos, junto com o cério (Ce) e o praseodímio (Pr), como no TbF₄. Quimicamente, reage lentamente com água gelada e rapidamente com ácido diluído. Entra em ignição na presença de oxigênio em temperaturas na faixa de 150 a 200 °C. Também é capaz de reagir com halogênios e outros ametais, como hidrogênio, enxofre, carbono e nitrogênio, a depender da temperatura.

Veja também: Quais são as propriedades dos metais?

Onde o térbio é encontrado?

A concentração estimada de térbio na crosta terrestre é de 1,2 ppm, ou seja, para cada quilograma de crosta terrestre, 1,2 miligrama corresponde ao térbio. A semelhança entre os lantanídeos faz com que eles ocorram nos mesmos minerais. No caso, a principal fonte comercial de térbio são os minérios monazita e bastnasita, embora também tenha que se destacar a xenotímia.

Na monazita, a abundância comum do térbio é de 0,05% em massa, enquanto na xenotímia é de 1% em massa. Já na bastnasita, a concentração típica de térbio é de 160 mg/kg. Outras fontes minerais conhecidas de térbio são a cerita, gadolinita e a euxenita.

Obtenção do térbio

A obtenção do térbio vai depender da sua fonte mineral. Porém, os processos passam por uma lixiviação ácida ou básica, permitindo que o térbio — assim como os demais lantanídeos — passe para uma solução na forma Tb³⁺. Para separar o metal dos demais lantanídeos, utiliza-se uma resina de troca iônica. Uma vez separado, o térbio metálico pode ser obtido a partir da reação de cloreto ou fluoreto de térbio(III) anidro, TbCl₃ ou TbF₃, com o cálcio metálico, em um processo conhecido como redução metalotérmica. O processo ocorre em uma temperatura próxima de 1450 °C:

2 TbF₃ + 3 Ca → 2 Tb + 3 CaF₂

Para que serve o térbio?

Os usos do térbio são semelhantes aos de outros lantanídeos, o que já era esperado, dada sua semelhança com os demais elementos em termos de propriedade. Especificamente, o térbio pode ser utilizado no campo da fotônica, na confecção de lâmpadas fluorescentes, telas de monitores e televisões e de diodos emissores de luz (LEDs).

Também é utilizado, junto ao disprósio e ao ferro, na formação da liga metálica conhecida como Terfenol-D. Essa liga metálica apresenta uma propriedade conhecida como magnetostricção, que faz com ela se expanda ou contraia sob efeito de um campo magnético.

Como os demais terras-raras, o térbio vem sendo aplicado na confecção de ímãs permanentes de neodímio, que são utilizados em motores e geradores elétricos de veículos híbridos e em geradores eólicos. A presença de térbio nesses ímãs permanentes permite que eles trabalhem em uma temperatura maior e com maior coercividade.

O térbio também é aplicado para dopar o fluoreto de cálcio, o tungstato de cálcio e o molibdato de estrôncio, os quais são empregados nas unidades de estado sólido (SSD). O borato de sódio e térbio é utilizado como um material laser.

Precauções com o térbio

O térbio não é um metal que desempenha qualquer papel biológico e, apesar de pouco estudada, a sua toxicidade é considerada muito baixa.

Térbio é radioativo?

O térbio não é um elemento radioativo. Dos lantanídeos, apenas o promécio (Pm) é radioativo.

Curiosidades sobre o térbio

• Dos lantanídeos que ocorrem na natureza, é o terceiro menos abundante.
• Seu nome faz alusão a uma pequena vila sueca onde ele foi descoberto, conhecida como “Ytterby”.
• O térbio foi descoberto no mesmo local dos elementos ítrio, érbio e itérbio.

Saiba mais: O que são os chamados terras-raras?

História do térbio

Como muitos lantanídeos, a história da descoberta do térbio começou em Ytterby, uma pequena vila na Suécia, próxima de Vaxholm. Lá, foi encontrado, em 1787, por Carl Axel Arrhenius, um mineral preto que foi chamado inicialmente de ytterbita e que demorou décadas para ter sua composição descrita. Posteriormente, a ytterbita foi rebatizada como gadolinita, em alusão à Johan Gadolin, que percebeu que o mineral continha o óxido de um elemento novo, ao qual foi dado o nome de “yttria”.

Em 1843, o químico sueco Carl Gustaf Mosander separou uma amostra de yttria em três componentes: yttria (que consistia, basicamente, de óxido de ítrio), érbia e térbia. De acordo com o que se acreditava, cada um deles continha um novo elemento.

Mosander estava certo, mas uma confusão com as amostras durante a análise espectroscópica fez com que o térbio fosse isolado a partir da érbia, e o érbio fosse isolado a partir do térbia. Isso ocasionou a inversão do nome desses minerais, de modo que ele coincidisse com seus componentes principais.

Fontes

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