CALENDARIO TERRE RARE - Cnr
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CALENDARIO TERRE RARE
COSA SONO I RAW MATERIALS? I Raw Materials, o materie prime, sono le materie di base con cui vengono prodotti tutti i beni a nostra disposizione. In particolare, in questo calendario verranno trattate le terre rare, os- sia metalli molto utili per l’economia mondiale, ma altrettanto rari e po- co abbondanti sul nostro pianeta. DOVE LI POSSIAMO TROVARE? La Cina è il maggior fornitore di materie prime critiche, rappresentando il 70% del rifornimento a livello globale e il 62% a livello europeo (per esem- pio per quanto riguarda le terre rare, il magnesio, l’ antimonio e la grafi- te naturale, etc.). Anche il Brasile per il niobio, gli Stati Uniti per il berilio e l’elio, la Russia per il palladio e il Sud Africa per l’iridio, il platino, il rodio e il reutenio sono notevoli produttori di materie prime a livello critico. PERCHE’ E’ IMPORTANTE CONOSCERLI? I Raw Materials, o materie prime, sono essenziali per un funzionamento eco- sostenibile della nostra società e la loro accessibilità è cruciale, nono- stante la loro disponibilità renda l’economia dell’Unione Europea solida. Settori come quello automobilistico, l’edilizia, la chimica, l’aviazione e il settore aerospaziale, che forniscono un contributo di 1,324 miliardi di eu- ro e danno lavoro a ben trenta milioni di persone, dipendono tutti dall’utilizzo dei Raw Materials. PERCHE’ ABBIAMO CREATO QUESTO CALENDARIO? Noi studenti della classe 3aA del Liceo Scientifico Copernico di Bologna ab- biamo creato questo calendario come progetto di alternanza scuola- lavoro, proposto dal CNR di Bologna al fine di sensibilizzare il maggior numero possibile di persone riguardo questo problema. Infatti ciascuno di noi deve prestare attenzione a ridurre al minimo ogni tipo di spreco, in modo da rendere possibile il riutilizzo di questi materiali contenuti in molti oggetti che ognuno di noi utilizza quotidianamente. Solo partendo da questo si riuscirà in futuro a ottenere risultati positi- vi e a non terminare completamente le risorse di Raw Materials forniteci dalla Terra. GLI STUDENTI DELLA CLASSE 3aA DEL LICEO SCIENTIFICO COPERNICO
GENNAIO
fosforo
Il Fosforo è un non-metallo polivalente del 5° gruppo del-
la tavola periodica, detto gruppo dei nitrogeni, che si trova
in rocce naturali e in tutte le cellule viventi. Si trova in tre
forme che sono Fosforo bianco, Fosforo rosso e Fosforo
nero, nonostante i colori siano solo lievemente diversi.
Il Fosforo bianco si usa nell'industria manifatturiera; è fo-
sforescente, è esplosivo a contatto con l'aria ed è un potente
veleno.
Il Fosforo rosso ha uno spettro di colori che copre dal viola
all'arancione, ciò è dovuto alla sua struttura chimica.
Fosforo Rosso Il Fosforo nero, infine, è prodotto solo ad alte pressioni ed è
conduttore di elettricità.
Sulla Terra il Fosforo non si incontra mai naturalmente
nella sua forma pura, ma soltanto come fosfato, che con-
siste in un atomo di Fosforo legato a quattro atomi di
ossigeno.
Per quanto riguarda gli effetti che ha sulla salute, i fo-
sfati sono sostanze importanti per il corpo umano, es-
sendo costituenti del DNA e partecipando alla distribu-
zione dell'energia. Minerale di fosforo
Gli acidi fosforici concentrati sono molto importanti in
agricoltura e produzione agraria sotto forma di fertiliz-
zanti e antiparassitari.
Fosforo Rosso
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DICEMBRE
URANIO—PLUTONIO
Uranio e Plutonio, appartenenti al gruppo degli attini-
di, sono gli elementi più radioattivi del nostro calen-
dario.
Plutonio
L’Uranio è stato scoperto nel 1789 da Martin Kla-
proth, mentre il Plutonio nel 1941 da Gleen T.
Uranio
Seaborg e Edwin McMillain.
Sono metalli duri, densi, malleabili, duttili, di color
bianco-argenteo e, come già detto, radioattivi.
Proprio per la loro radioattività e tossicità, se vengono
ingeriti o inalati possono causare cancro a polmoni,
ad altri organi, e alle ossa.
I minerali di Uranio, che si trovano naturalmente
sulla Terra, contengono quantità di Plutonio.
L'Uranio in se non è particolarmente pericoloso,
come il Plutonio del resto, ma alcuni dei suoi pro-
dotti di deperimento costituiscono una minaccia,
soprattutto il Radon, che può accumularsi negli spa- Bomba nucleare
zi limitati come gli scantinati.
Entrambi i metalli sono utilizzati in ambito nucleare:
in modo particolare l’Uranio è stato usato per creare
bombe atomiche, mentre il Plutonio è stato utilizzato
per costruire la sonda spaziale Cassini.
Sonda spaziale
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FEBBRAIO
LANTANIO
Il Lantanio è un metallo scoperto nel 1838 dallo sve-
dese Carl Mosander e cha da il nome al gruppo dei
metalli Lantanidi.
È un metallo di colore bianco-argenteo, duttile, mal-
leabile e anche molto morbido poiché lo si riesce a
tagliare anche con un normalissimo coltello.
È particolarmente dannoso per la salute, soprattutto
negli ambienti di lavoro. Questo perché le sue polveri
possono essere facilmente inalate e a lungo andare il
deposito di queste nel nostro corpo può causare em-
Minerale di davidite bolie polmonari, se non addirittura tumori.
In natura è presente in quantità molto basse , e soli-
tamente è possibile estrarlo da particolari minerali,
tra cui i più importanti sono monazite e bastnasite.
Nonostante ciò, quando gettiamo alcuni elettrodo-
mestici, rilasciamo Lantanio nell’ambiente, che si
deposita nel terreno, avvelenandolo.
Ogni giorno aumenta la richiesta di Lantanio poiché
è utilizzato nella produzioni di catalizzatori, nella
pulizia di vetri, ma anche in televisori a colori, lam-
pade fluorescenti e a risparmio energetico, in lenti di
macchine fotografiche e in lenti di telescopi. Macchina fotografica
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N OVEMBR E
TORIO
Il Torio, del gruppo degli Attinidi, è un metallo bianco
argenteo stabile all’aria e mantiene la sua lucentezza per
parecchi mesi.
Il Torio fu scoperto nel 1828 da Jöns Jacob Berzelius, un
chimico svedese, e prende il nome da Thor, il dio scandi-
navo della guerra.
Si trova in piccole quantità nella maggior parte delle rocce
e dei terreni; si presenta naturalmente in minerali ed è uno
dei componenti principati della monazite.
Torio Le persone saranno sempre esposte a piccole quantità di
Torio attraverso aria, cibo ed acqua, perché si trova quasi
Le persone che lavorano nell'estrazione mineraria ovunque sulla Terra.
possono essere soggette ad esposizione a Torio che
supera i livelli di esposizione naturale. La respira-
zione di Torio può aumentare le probabilità di svi- Lampadina elettrica
luppo di disturbi polmonari e cancro a pancreas, pol-
moni e ossa.
A causa dell'entità della sua produzione, non ci si
aspettano conseguenze ambientali, ma il rilascio di
elevate quantità di Torio nell'ambiente possono es-
sere dannosi per piante e animali.
L'ossido di Torio viene aggiunto al vetro per genera-
re vetri con alto indice di rifrazione e bassa disper-
Microscopio
sione (obiettivi per strumenti scientifici).
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MARZO
CERIO
Il Cerio, come tutti i metalli che verranno trattati nel
calendario (ad eccezione del Fosforo), è un metallo
delle Terre Rare, e facente parte del gruppo dei Lanta-
nidi.
È un metallo malleabile, morbido, duttile, grigio-ferro,
leggermente più duro del piombo. È molto reattivo:
può prendere fuoco una volta riscaldato o graffiato con
una lama.
Curiosamente, Jacob Berzelius e Wilhem von Hisinger
scoprirono il Cerio nel 1803 in Svezia, mentre Martin
Cerio Klaproth in Germania, sempre nello stesso anno.
Il Cerio è la Terra Rara più abbondante sulla crosta
terrestre.
Come il Lantanio, il Cerio è molto pericoloso per-
ché le sue polveri, se inalate, possono causare em-
bolie polmonari.
Disperso in ambiente provoca gli stessi effetti del
Lantanio.
Il Cerio è usato in leghe ferro-alluminio, in acciaio Lampadina a bassa
inossidabile come agente indurente precipitante, per energia
costruire magneti permanenti. Ma principalmente in
televisori a schermo piatto e in lampadine a bassa
energia.
Televisore a schermo piatto
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OTTOBRE
ITTERBIO
L’Itterbio, del gruppo dei Lantanidi, è un metallo
morbido, malleabile e piuttosto duttile che mostra una
brillantezza argentea, scoperto nel 1878 da Jean de
Marignac.
L'Itterbio si trova insieme ad altri elementi delle Terre
Rare in parecchi minerali come gadolinite, monazite
e xenotime. L'Itterbio naturale è una miscela di sette
isotopi stabili.
L'Itterbio non ha un ruolo biologico, ma è stato notato
Itterbio che i suoi sali stimolano il metabolismo. L'Itterbio è
irritante per pelle e occhi ed esso è inoltre ritenuto un
teratogeno.
La polvere di Itterbio costituisce un rischio di esplo-
sione e incendio.
Però non costituisce una minaccia per piante e ani-
mali ed i suoi sali sono introdotti nell'industria chi-
mica come catalizzatori al posto di quelli considerati
tossici ed inquinanti.
Alcune leghe dell'Itterbio sono state usate in odon-
toiatria. Un suo isotopo è stato usato come sorgente
sostitutiva di radiazione per una macchina portatile a
raggi X quando l'elettricità non era disponibile. Macchina a raggi-X
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APRILE
PRASEODIMIO
Il Praseodimio, elemento delle Terre Rare scoperto
nel 1885 da von Walsbach, è un metallo malleabile,
morbido e di colore giallo-argenteo.
Il Praseodimio è uno dei principali elementi delle
Terre Rare perché quattro volte più abbondante
dello stagno. Esso si trova solitamente soltanto in
due tipi diversi di minerali, ossia monazite e bastna-
site.
Come tutti i metalli rari il Praseodimio ha un livello
di tossicità da bassa a moderata. I sali solubili di
Praseodimio
Praseodimio sono leggermente tossici se ingeriti, ma
i sali insolubili non sono tossici. Sono irritanti per
occhi e pelle.
Se rilasciato in ambiente inappropriatamente, il Pra-
seodimio si deposita nel terreno e nell’acqua del
terreno stesso. Questo porta all’avvelenamento di
animali, che in primo luogo si nutrono delle piante
cresciute in tali terreni, e di esseri umani che si nu-
trono di piante e animali.
Principalmente il Praseodimio si trova in una lega
piroforica, usata nelle pietrine degli accendini per
sigarette.
Accendino per sigarette
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SETTEMBRE
ERBIO
L'Erbio, appartenente al gruppo dei Lantanidi, è un me-
tallo morbido, malleabile, brillante e argenteo.
I suoi sali hanno in colore roseo e mostrano un netto
assorbimento della luce nello spettro visibile, ultravio-
letto ed infrarosso.
L'Erbio non è possibile trovato in natura come elemen-
to libero, ma si trova nei minerali che includono tutte le
Terre Rare.
I minerali principali sono monasite e bastanite, in cui è
presente in quantità estraibili; fonti migliori sono xeno-
Erbio time e euxenite.
L'Erbio non ha alcun ruolo biologico anche se è stato no-
tato che esso accelera il metabolismo. E' piuttosto difficile
determinare la quantità di Erbio presente nel corpo umano.
I livelli più alti sono presenti nelle ossa, con livelli più
bassi in reni e fegato.
Dell'Erbio è aggiunto a leghe contenenti metalli come
Occhiali protettivi Sali rosa
il Vanadio perché riduce la loro durezza, rendendoli più
lavorabili.
Grazie alla sua proprietà di assorbimento della luce infra-
rossa, l'Erbio è aggiunto al vetro di speciali occhiali di
protezione, per esempio per saldatori e soffiatori di vetro.
Infine, grazie al suo colore rosa, l'Erbio viene usato come
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NEODIMIO
Il Neodimio è un metallo di aspetto argenteo-lucente,
appartenente al gruppo dei Lantanidi e delle Terre
Rare, è presente in numerose leghe.
Esso non si trova mai in natura allo stato nativo, ma si
rinviene in minerali, tra cui monazite e bastnasite;
pertanto la sua separazione dalle altre Terre Rare è
piuttosto difficoltosa.
Dopo il Cerio è l’elemento delle terre rare più abbon-
dante sulla terra.
La polvere di Neodimio ed i suoi sali sono molto irri-
tanti per gli occhi e le mucose e moderatamente irri-
Neodimio tanti per la pelle.
L'inalazione delle polveri può causare embolie pol-
monari e danneggiare il fegato, proprio come altri
elementi del gruppo delle Terre Rare.
Il Neodimio è impiegato principalmente come com-
ponente di una lega fortemente magnetica, utilizzata
per la realizzazione di magneti. Questi magneti si
possono trovare nei dischi rigidi, nelle automobili,
negli auricolari, negli altoparlanti e nelle turbine
delle pale eoliche.
È inoltre un componente del Didimio, utilizzato per
la colorazione degli occhiali, degli schermi per sal- Magneti
datori e dei filtri per osservazioni astronomiche.
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DISPROSIO
Il Disprosio, elemento sempre appartenente al gruppo
delle Terre Rare, è un metallo lucente-argenteo e mol-
to morbido, scoperto nel 1886, a Parigi, da Paul Emile
Lecoq de Boisbaudran.
Il Disprosio non si trova mai come elemento libero,
ma è trovato in molti minerali, tra cui i più importanti
sono monazite e bastnasite.
Il Disprosio non ha nessun ruolo biologico, nonostan-
te ciò i suoi sali solubili sono leggermente tossici in
caso di ingestione, mentre i sali insolubili non sono
Disprosio
tossici.
Da prove di tossicità sui topi è stato calcolato che
una dose di 500 grammi o più sarebbe necessaria per
mettere a rischio una vita umana.
Il Disprosio non costituisce una minaccia ambientale
per piante ed animali.
Il Disprosio presenta diverse applicazioni: viene
utilizzato per realizzare le barre di regolazione dei
reattori nucleari; come fonte di radiazione infrarossa
per studiare le reazioni chimiche; per creare materia-
li laser; in magneti per motori, veicoli elettrici, gene-
ratori e turbine eoliche. Reattore nucleare
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GADOLINIO
Il Gadolinio è un metallo scoperto nel 1880 da Jean
de Marignac.
È duttile, tenero, di color lucido-argenteo, appartiene
al gruppo dei Lantanidi, e a differenza di tutti i metalli
che ne fanno parte, è stabile all’aria.
Insieme a Cerio e Praseodimio è uno dei metalli delle
Terre Rare più abbondanti sulla crosta terrestre: an-
nualmente ne vengono prodotte 400 tonnellate.
Il Gadolinio come gli altri Lantanidi forma composti
Gadolinio di moderata tossicità.
I sali di Gadolinio irritano pelle e occhi e sono so-
spettati essere cancerogeni.
Invece, per quanto riguarda l’ambiente, non è dan-
noso né per piante, né per animali.
Il Gadolinio è utilizzato nella produzione di compact
disc (i CD) e schede di memoria di calcolatori; di Scheda di memoria di un cal-
granati per applicazioni a microonde; di magneti e colatore
componenti elettrici, quando viene utilizzato come
lega metallica.
In particolar modo il Gadolinio viene impiegato nel-
la produzione di barre di controllo per reattori e cen-
Compact disc o CD
trali nucleari.
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TERBIO
Il Terbio, scoperto nel 1843 da Carl Mosander, è un
membro metallico, morbido, malleabile, duttile, gri-
gio-argento del gruppo dei Lantanidi della tavola pe-
riodica.
Il Terbio è uno degli elementi delle Terre Rare più
scarsi e non si trova mai in natura come elemento li-
bero, ma è contenuto in molti minerali, tra cui i più
importanti sono monazite, bastnasite e cerite.
Il Terbio non ha alcun ruolo biologico, però può esse-
Terbio re leggermente tossico se ingerito.
La polvere e il composto di Terbio sono molto irritan-
ti se entrano in contatto con la pelle e gli occhi.
Per l’ambiente, invece, non rappresenta nessuna mi-
naccia.
Il Terbio è raro e costoso, quindi ha pochi usi com-
merciali.
Alcuni usi minori sono in laser e in tubi televisivi a
colori. Viene anche utilizzato in dispositivi a stato
solido, come stabilizzatore di celle a combustibile
che funzionano a temperature elevate.
Laser
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29 30 31FONTI: https://www.lenntech.it/periodica/elementi (per tutti gli elementi) https://it.wikipedia.org/wiki/Neodimio https://it.wikipedia.org/wiki/Magneti_al_neodimio https://www.chemicool.com/elements/cerium.html http://www.tavolaperiodica.altervista.org/gruppo.3b/lantanio.html https://it.wikipedia.org/wiki/Plutonio https://whatisnuclear.com/reactors.html http://www.humanitas.it/enciclopedia/sali-minerali/fosforo https://it.wikipedia.org/wiki/Fosforo https://it.wikipedia.org/wiki/Praseodimio IMMAGINI: Immagine 2019: Adobe Systems Incorporated® Immagini di copertina: August Software Ideato e realizzato daL Liceo Copernico, Bologna: Noemi santoro Alessandro bianchi rea shehu chiara baldazzi raffaele marotta chiara marchesini danilo musolesi Alessandro jamal de luca federica fiore leonardo rappini matilde nardi matteo zucchini
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