CHIMICA sperimentale

Ognuno ha le sue preferenze, perfino per i personaggi del Teatro mendeleeviano...
Mi piange il cuore a chiamarlo inutile, il Tulio!
Ma del resto  chi lo conosce questo ignorato numero sessantanove, eremita sulla tavola periodica?

Siccome parteggio sempre per le squadre deboli anzichè per quelle forti, così per me anche questo elemento è un personaggio per il quale provo particolare empatia.
Ma il Tulio non è debole... è solo raro, raro da morire, poveraccio!
Veramente "poveraccio" è per modo di dire, perchè per la sua rarità e difficoltà di preparazione è un metallo che costa, giustamente, una montagna di soldi. Tante migliaia di dollari al chilo!
Ma a cosa serve questo rarissimo metallo della famiglia dei lantanidi?
Ha trovato finora pochissime applicazioni, fisiche e chimiche; una delle più importanti (ma non certo quantitativamente) è come sorgente portatile per apparecchiature a raggi X, sia in medicina che per impieghi industriali, grazie alla emissione in raggi gamma del ¹⁷¹Tm, il principale fra i suoi 16 isotopi radioattivi.
Dicono che si usi pure per la fabbricazione di particolari materiali ceramici magnetici nel campo delle microonde e per emettitori laser di alta potenza, soprattutto militari (cioè dove il costo non è un problema).
Quindi proprio inutile non è; ma i suoi impieghi sono estremamente di nicchia ed in quantità proporzionata alla sua rarità.

Fisicamente è un metallo molto tenero, lucente, simile all'argento.

La sua storia è interessante, e comincia addirittura nel periodo dei lumi, 1787.

In quell'anno un ufficiale dell'esercito svedese (Arrhenius!) trovò uno strano minerale scuro vicino alla città di Ytterby.
Forse non cavando un ragno dal buco, lo passò ad un celebre professore di chimica dell'univesità di Åbo, Finlandia (Gadolin!), il quale scoprì un nuovo minerale nella roccia, chiamandolo Yttria.
Gadolin si trovò per le mani una bella gatta da pelare, perchè per svelare tutti i segreti contenuti in quell'yttria sarebbe occorso... qualcosa come un secolo di lavoro!
Prima per lui e poi per i chimici che avrebbero cercato di far luce sui componenti di quel minerale, alla fine riuscendoci solo nel 1879.

Nel 1879, Teodor Cleve, studiando uno dei nuovi elementi dell'yttria (l'Erbia di Mosander, una miscela prevalente di erbio e terbio), realizzò che si era in presenza di  un ulteriore nuovo elemento oltre a quelli già da poco individuati (erbio, terbio, olmio), tutti difficilissimi da separare l'un l'altro.
Chiamò Tulio questo nuovo elemento, dandogli anche nel nome quel senso sperdutezza che aveva la leggendaria "estrema Thule" scandinava.

Per vedere il metallo puro bisognerà aspettare infatti un'altra trentina di anni e soprattutto la pazienza infinita di Charles James.
Costui, partendo dai solfati di queste terre rare e precipitando con bromato di bario riuscì... con le sue famose 15mila cristallizzazioni frazionate (!!!) ad ottenere il Tm(BrO₃)₃ puro, da questo il fluoruro TmF₃ e da quest'ultimo il metallo per riduzione con calcio a 1700°.
Industrialmente fu prodotto solo a partire dai primi anni '50, a dimostrazione delle difficoltà che comportano la lavorazione di questo elemento.

Oggi lo si prepara per estrazione dai suoi minerali xenotimo, gadolinite, euxenite, fergusonite, monazite e certe argille cinesi (e ragioniamo: se PERFINO il tulio è made in ciaina, allora...), nei quali comunque è sempre contenuto in piccolissime quantità.
La concentrazione avviene per mezzo di resine a scambio ionico, partendo da una preconcentrazione di circa 0,1-0,2% in Tm₃⁺, con una batteria in serie di colonne e con eluente EDTA, il tulio si ritrova dopo la ripartizione nelle colonne di testa, assieme al terbio e all'ytterbio.
Si ottiene in tal modo una prima concentrazione di circa 10 volte.
Successivamente segue una separazione con eluente citrico, col quale si arriva a circa il 90%; giocando con le temperature e con l'aggiunta di ioni sodio, si arriva finalmente a  separarlo dall'erbio, l'unico che gli resiste tenacemente attaccato fino a questo punto.

La metallurgia si fa a partire dal fluoruro per trattamento con calcio metallico in crogioli di tantalio e successiva distillazione ad altissima temperatura.

Per non farla qui troppo lunga, la prossima volta metterò qualche notizia di alcuni composti di questo apparentemente "inutile" ma bello e sconosciuto elemento.
Tutto ciò anche per solidarietà con l'amico Massimo (tenacissimo appassionato di Terre rare), che prima o poi scommetto si metterà a giocare con qualche pezzetto di tulio per vederne il caratteristico colore verde dei composti...