Gadolinyum Nitrat, Gadolinyum Trinitrat, Gadolinyum Nitrat Hidrat, Gadolinium Nitrate, Gadolinium Trinitrate, Gadolinium Nitrate Hydrate, 94219‑55‑3

Gadolinyum Nitrat, Gadolinyum Trinitrat, Gadolinyum Nitrat Hidrat, Gadolinium Nitrate, Gadolinium Trinitrate, Gadolinium Nitrate Hydrate, 94219‑55‑3

GADOLİNYUM(III) NİTRAT (HİDRAT) 

Kimyasal Adı: Gadolinyum(III) Nitrat / Gadolinyum Trinitrat
İngilizce Adı: Gadolinium(III) nitrate / Gadolinium trinitrate
CAS Numarası: 94219-55-3
EC Numarası: 305-872-3
HS Kodu: 283429

1. ÜRÜN TANIMI VE KİMYASAL KİMLİK

2. KİMYASAL YAPI VE AÇIKLAMASI

Kimyasal Yapı ve Bağlanma:

Gadolinyum(III) Nitrat, bir adet Gadolinyum (Gd³⁺) katyonu ve üç adet Nitrat (NO₃⁻) anyonundan oluşan iyonik bir bileşiktir. Gadolinyum, bu bileşikte +3 oksidasyon seviyesinde (trivalent) bulunur. Molekül, değişken sayıda kristal suyu içerir (genellikle 6 molekül - hekzahidrat).

Moleküler Formülün Gösterimi:

Gd(NO₃)₃·6H₂O (hekzahidrat formu)

Bu formül, molekülün şu şekilde yapılandığını gösterir:

• 1 adet Gadolinyum iyonu (Gd³⁺): Merkezi metal atomu.

• 3 adet Nitrat grubu (NO₃⁻): Düzlemsel trigonal anyonlar.

• 6 adet Kristal Suyu (H₂O): Kristal kafese bağlı su molekülleri.

Kristal Yapı ve İyonik Düzen:

Kristal yapıda, Gd³⁺ iyonu, nitrat gruplarının oksijen atomları ve su moleküllerinin oksijen atomları tarafından koordine edilir (genellikle 9-koordinasyonlu). Nitrat iyonları, gadolinyum merkezleri arasında köprü görevi görür. Altı su molekülü, kristal yapının bir parçasıdır ve bileşiğe belirli bir termal kararlılık ve çözünürlük profili kazandırır. Isıtıldığında, bu su molekülleri sırayla uzaklaşır (dehidratasyon) ve sonunda anhidr forma dönüşür.

Basitleştirilmiş İyonik Gösterim:

        Gd³⁺   NO₃⁻   H₂O
          \     /       /
           Gd(NO₃)₃ · 6H₂O
          /     \       \
        NO₃⁻   NO₃⁻   H₂O

(1 adet Gd³⁺ iyonu, 3 adet NO₃⁻ iyonu ve 6 adet kristal su molekülünden oluşan iyonik bir kristal kafes)

Yapısal Özellikler:

Dehidratasyon (Isıtma ile Su Kaybı):

Gadolinyum Nitrat Hidrat, ısıtıldığında sırayla su kaybeder:

Gd(NO₃)₃·6H₂O → Gd(NO₃)₃·xH₂O → Gd(NO₃)₃ (anhidr)

Daha yüksek sıcaklıklarda, nitrat grupları ayrışarak gadolinyum oksit (Gd₂O₃) ve azot oksitlerine (NOx) dönüşür.

3. FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLER

Önemli Fiziksel Notlar:

• Gadolinyum Nitrat, yüksek derecede higroskopiktir ve havadaki nemi hızla absorbe eder. Bu nedenle özel ambalajlama ve depolama gerektirir.

• Düşük erime noktasına sahiptir (~60°C); ısıtıldığında kendi kristal suyunda çözünerek berrak bir sıvı oluşturur.

• Suda ve etanolde yüksek çözünürlüğe sahiptir, bu da onu çeşitli uygulamalar için uygun kılar.

• Güçlü bir oksitleyici değildir, ancak nitrat iyonları nedeniyle oksitleyici özellik gösterir. Organik maddelerle temasından kaçınılmalıdır.

• Yüksek saflık dereceleri (≥ %99,9) nadir toprak elementleri saflığında temin edilebilir.

4. KİMYASAL ÖZELLİKLER VE REAKSİYONLAR

Önemli Reaksiyonlar:

1. Termal Bozunma (Ayrışma):

Bu reaksiyon, gadolinyum oksit üretiminde kullanılan temel yöntemdir.

Önce dehidratasyon:
Gd(NO₃)₃·6H₂O → Gd(NO₃)₃ + 6H₂O (yaklaşık 60-200°C)

Sonra termal ayrışma:
4 Gd(NO₃)₃ → 2 Gd₂O₃ + 12 NO₂ + 3 O₂ (yüksek sıcaklık, >600°C)

2. Bazlarla Reaksiyon (Çöktürme):

Gadolinyum hidroksit çökeltisi oluşur ve bu çökelti gadolinyum oksit üretiminde ara ürün olarak kullanılabilir.

Gd(NO₃)₃ + 3 NaOH → Gd(OH)₃ ↓ + 3 NaNO₃

3. Suda Çözünme ve Hidroliz:

Gadolinyum iyonlarının hidrolizi, çözeltinin asidik olmasına neden olur.

Gd³⁺ + H₂O ⇌ Gd(OH)²⁺ + H⁺

4. Amonyak ile Çöktürme:

Gd(NO₃)₃ + 3 NH₃ + 3 H₂O → Gd(OH)₃ ↓ + 3 NH₄NO₃

5. Oksalat ile Çöktürme:

2 Gd(NO₃)₃ + 3 (NH₄)₂C₂O₄ → Gd₂(C₂O₄)₃ ↓ + 6 NH₄NO₃

5. KULLANIM ALANLARI VE ENDÜSTRİYEL UYGULAMALAR

5.1. Nükleer Teknoloji (En Önemli Uygulama)

Gadolinyum bileşikleri, yüksek nötron absorpsiyon kesitleri nedeniyle nükleer reaktörlerde kontrol çubuğu malzemesi olarak kullanılır. Gadolinyum Nitrat, bu uygulamalar için öncü maddedir.

5.2. Tıbbi Görüntüleme (MRI Kontrast Ajanları)

Gadolinyum bazlı kontrast ajanları, manyetik rezonans görüntülemede (MRI) yaygın olarak kullanılır. Gadolinyum Nitrat, bu kontrast ajanlarının sentezinde öncü maddedir.

5.3. Optik ve Fosfor Malzemeler

Gadolinyum bileşikleri, özel optik özellikleri nedeniyle fosfor ve ışıldayan malzemelerde kullanılır.

5.4. İleri Seramik ve Malzemeler

5.5. Laboratuvar ve Araştırma

5.6. Elektronik

6. SEKTÖREL UYGUNLUK TABLOSU

7. GÜVENLİK VE TOKSİKOLOJİ

Güvenlik Önlemleri:

• Isı, kıvılcım ve açık alevden uzak tutun.

• Yanıcı maddelerden ayrı saklayın.

• Toz oluşumundan kaçının.

• İyi havalandırılmış alanlarda çalışın.

• Koruyucu eldiven, koruyucu gözlük ve toz maskesi kullanın.

• Çalışma sonrası ellerinizi iyice yıkayın.

• Göz temasında en az 15 dakika bol su ile durulayın ve tıbbi yardım alın.

• Organik maddelerle temasından kaçının.

8. DEPOLAMA VE KULLANIM

9. TAŞIMA VE MEVZUAT BİLGİLERİ

10. KALİTE VE SAFLIK

11. HAM MADDELER VE ALT ÜRÜNLER

11.1. Hammaddeler (Yukarı Akış)

11.2. Alt Ürünler (Aşağı Akış)

12. İLK YARDIM ÖNLEMLERİ

13. YANGINLA MÜCADELE ÖNLEMLERİ

14. KAZARA DÖKÜLME ÖNLEMLERİ

15. ÖZET VE ÖNEMLİ UYARILAR

ÖZET:

Gadolinyum(III) Nitrat (Gd(NO₃)₃·xH₂O, CAS 94219-55-3), bir adet Gadolinyum (Gd³⁺) ve üç adet Nitrat (NO₃⁻) iyonundan oluşan, değişken sayıda kristal suyu içeren (genellikle hekzahidrat) inorganik bir tuzdur. Beyaz kristal katı formunda olup, suda ve etanolde yüksek çözünürlüğe sahiptir ve higroskopiktir (nem çekici). Düşük erime noktasına sahiptir (~60°C) ve ısıtıldığında kendi kristal suyunda çözünür.

En kritik uygulama alanları arasında nükleer reaktörlerde nötron soğurucu olarak kullanımı, tıbbi görüntülemede MRI kontrast ajanlarının sentezi, fosfor ve optik malzemelerin üretimi yer almaktadır. Ayrıca ileri seramikler, katalizör ve laboratuvar reaktifi olarak da kullanılmaktadır.

GHS sınıflandırmasına göre oksitleyici ve zararlıdır (H272, H302, H315, H319). Nitrat iyonları nedeniyle oksitleyici özellik gösterir ve organik/indirgen maddelerden uzak tutulmalıdır. Higroskopik yapısı nedeniyle nemden korunarak, serin ve kuru ortamda, sıkıca kapalı ambalajlarda saklanmalıdır. Kullanım sırasında tozunun solunmaması ve cilt/göz temasından kaçınılması için uygun Kişisel Koruyucu Donanım (KKD) kullanılması zorunludur.

Temel Özellikler:

KRİTİK UYARILAR:

1. Oksitleyici Özellik: Nitrat iyonları nedeniyle oksitleyici özellik gösterir. Organik maddeler, indirgen maddeler ve yanıcı maddelerle temasından kaçınılmalıdır. Yangını şiddetlendirebilir (H272). Bu nedenle, yanıcı ve indirgen malzemelerden ayrı ve uzakta saklanmalıdır.

2. Higroskopik Özellik ve Nem Hassasiyeti: Yüksek derecede higroskopiktir ve havadaki nemi hızla absorbe eder. Depolama ve tartım işlemleri nemli ortamlarda yapılmamalıdır. Açıldıktan sonra hemen kapatılmalı ve inert atmosfer (azot, argon) altında saklanması tercih edilir. Nem absorpsiyonu, ürünün tartım doğruluğunu ve stokiyometrisini bozar.

3. Düşük Erime Noktası ve Termal Kararsızlık: Yaklaşık 60°C'de kendi kristal suyunda çözünerek erir. Bu, ısıl işlemler sırasında dikkat edilmesi gereken önemli bir özelliktir. Yüksek sıcaklıklarda nitrat grupları ayrışarak toksik azot oksitler (NO, NO₂) yayar. Termal işlemler iyi havalandırılmış alanlarda veya çeker ocak altında yapılmalıdır.

4. Hidratlı Yapı ve Stokiyometri: Ürün, değişken sayıda kristal suyu içerebilir (genellikle 6H₂O). Farklı hidrat formları farklı moleküler ağırlıklara sahiptir. Sipariş verirken ve kullanırken hidrat durumu (xH₂O) dikkate alınmalıdır. Stokiyometrik hesaplamalarda bu fark göz önünde bulundurulmalıdır.

5. Yapı ve Saflık: Nükleer, tıbbi ve optik uygulamalar için yüksek saflık (≥ %99,9) kritiktir. Diğer nadir toprak elementleri (terbiyum, europium, samaryum) safsızlıkları, son ürünlerin performansını doğrudan etkiler.

6. Toz Kontrolü: Toz formu, solunum yoluyla alındığında akciğerleri tahriş edebilir. Çalışma alanında toz kontrolü sağlanmalı (kapalı sistemler, yerel egzoz havalandırması) ve uygun solunum koruması (toz maskesi veya N95/FFP2) kullanılmalıdır.

7. Su Çözeltisi Asiditesi: Sulu çözeltileri hidroliz nedeniyle asidiktir. Asidik çözeltilerle çalışırken uygun koruyucu ekipman kullanılmalı ve nötralizasyon için baz çözeltileri hazır bulundurulmalıdır.

8. Çevresel Önlemler: Suda çözünür tuz olması nedeniyle, çevreye yayılımı (özellikle su kaynaklarına) önlenmelidir. Gadolinyum bileşikleri su ortamında toksik etki gösterebilir. Atık çözeltileri kanalizasyona verilmemeli ve yerel düzenlemelere göre bertaraf edilmelidir.

9. Yasal Uyumluluk: REACH ve KKDİK kapsamında kayıt ve bildirim zorunluluklarına dikkat edilmelidir. ADR/IMDG/IATA'ya göre Sınıf 5.1 (Oksitleyici madde) olarak sınıflandırıldığından, taşıma sırasında özel etiketleme ve dokümantasyon gereklidir. Gıda, kozmetik ve tekstil sektörlerinde kullanımı kesinlikle yasaktır.

10. MRI Kontrast Ajanları İçin Özel Uyarı: Gadolinyum Nitrat, MRI kontrast ajanlarının sentezinde kullanılan bir öncü maddedir. Ancak, serbest gadolinyum iyonları toksik olduğu için, nihai kontrast ajanlarında gadolinyum şelat kompleksleri (örneğin, DTPA, DOTA) formunda bulunur. Bu ürün doğrudan tıbbi kullanım için değildir; sadece sentez amaçlıdır.

11. Nükleer Uygulamalar İçin Özel Uyarı: Nükleer reaktörlerde kullanılacak gadolinyum bileşikleri, son derece yüksek saflıkta (nükleer saflık) ve belirli izotopik kompozisyonda (doğal gadolinyum veya izotopik olarak zenginleştirilmiş) temin edilmelidir. Bu gereksinimlere uygunluk, tedarikçi ile ayrıca teyit edilmelidir.

Önemli Beyan (Disclaimer): Bu Teknik Veri Sayfası (TDS) yalnızca bilgilendirme amaçlıdır. Sağlanan bilgiler mevcut verilere dayanmaktadır ve doğru olduğuna inanılmaktadır. Ancak, kullanıcı ürünün kendi özel uygulamaları için uygunluğunu belirleme ve tüm geçerli düzenlemelere ve güvenlik gerekliliklerine uyma konusunda tek başına sorumludur. Tam güvenlik, kullanım, depolama ve mevzuat uyumluluğu bilgileri için her zaman üretici/tedarikçi tarafından sağlanan resmi Güvenlik Bilgi Formu'na (SDS/MSDS) başvurun. Gadolinyum(III) Nitrat ile çalışırken tüm yerel, ulusal ve uluslararası düzenlemelere uyulmalıdır.