Соли металлов GdBr3xH2O — гидратированный бромид гадолиния
Гидратированный бромид гадолиния GdBr3xH2O — неорганическая соль редкоземельного металла, кристаллизующаяся из водных растворов в виде гидратов с переменным числом молекул воды (x = 6–9). Соединение относится к классу галогенидов РЗЭ и применяется там, где требуются парамагнитные, люминесцентные или рентгеноконтрастные свойства гадолиния в растворимой форме.
Физико-химические характеристики
Безводный GdBr3 — гигроскопичный порошок белого цвета с плотностью 4,56 г/см и температурой плавления 770 C. Кристаллогидраты теряют воду ступенчато при нагреве: дегидратация до моногидрата завершается в интервале 120–180 C, полное обезвоживание требует вакуума или атмосферы сухого HBr во избежание гидролиза с образованием оксибромида GdOBr. Растворимость в воде высокая — свыше 100 г на 100 мл при 20 C; растворы имеют слабокислую реакцию (pH 4–5).
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Gd2O3 | 99,9 % | комплексонометрия | 20 C | основная масса |
| Чистота по РЗЭ | 99,99 % (4N) | ICP-MS | раствор HNO3 | сумма примесей |
| Потери при прокаливании | 18–24 % | гравиметрия | 900 C | степень гидратации |
| Магнитная восприимчивость | +3,510 см/моль | магнитометрия | 298 K | парамагнетик |
Области применения
- Контрастные агенты для МРТ-диагностики на основе хелатов гадолиния — прекурсор для синтеза Gd-DTPA и аналогов.
- Люминофоры и сцинтилляторы: активация матриц Gd2O2S, Gd3Ga5O12 для детекторов рентгеновского и гамма-излучения.
- Синтез металлоорганических прекурсоров (Gd(thd)3) для MOCVD-осаждения плёнок в микроэлектронике.
- Катализаторы полимеризации и компоненты магнитооптических материалов.
Условия хранения и обращения
Гидрат фасуют в герметичные полиэтиленовые или стеклянные ёмкости с инертной подушкой (Ar, N2). Хранение — в сухом помещении при 5–25 C и относительной влажности не выше 60 %. При контакте с воздухом кристаллы поглощают влагу и CO2, что приводит к карбонатизации поверхности. Работы ведут в вытяжном шкафу, используя СИЗ: нитриловые перчатки, защитные очки, респиратор класса FFP2 при пылеобразовании.
Вопросы и ответы
Чем отличается GdBr3xH2O от безводного бромида гадолиния?
Гидрат содержит координационно связанную воду (x = 6–9), что снижает содержание гадолиния на единицу массы и требует учёта потерь при прокаливании. Безводная соль гигроскопична и применяется в реакциях, где вода недопустима.
При какой температуре проводят дегидратацию без гидролиза?
Ступенчатый нагрев до 120–180 C в вакууме или токе сухого HBr. Прямой нагрев на воздухе выше 200 C вызывает образование оксибромида GdOBr.
Какая квалификация чистоты доступна для поставки?
Стандартно 99,9 % (3N) и 99,99 % (4N) по сумме РЗЭ. Для люминофоров и МРТ-прекурсоров поставляется 5N с лимитом по Fe, Cu, Pb на уровне ppm.
Растворим ли GdBr3xH2O в органических средах?
В воде и полярных растворителях (этанол, ДМСО) растворимость высокая. В неполярных углеводородах соль нерастворима, что требует перевода в комплекс с -дикетонами.
