Super raro e pouco utilizado

O túlio, com símbolo Tm, é um elemento químico de número atômico 69 e massa atômica 168 u, pertencente ao grupo dos lantanídeos. Trata-se de um metal prateado-acinzentado, relativamente macio, dúctil e fácil de trabalhar, podendo inclusive ser cortado com uma faca. Apresenta boa resistência à corrosão em ar seco.

Seu nome deriva de Thule, termo utilizado na Antiguidade para designar uma região extremamente ao norte do mundo conhecido, atualmente associada à  Escandinávia. O elemento foi descoberto em 1879 pelo químico sueco Per Teodor Cleve, a partir da análise de minerais contendo érbio.

O túlio é o elemento menos abundante dentre as terras raras, o que contribui para seu custo relativamente elevado. Possui poucas aplicações comerciais, embora o isótopo ¹⁶⁹Tm seja utilizado como fonte de radiação em equipamentos portáteis de raios-X.

Na natureza, ocorre exclusivamente como esse isótopo estável, sendo, portanto, considerado mono-isotópico. Ao todo, são conhecidos cerca de 25 isótopos do túlio, com números de massa entre 152 e 176.

Até o momento, não há evidências de função biológica para o elemento túlio.

Usos

O túlio é encontrado principalmente no mineral monazita, onde ocorre em concentrações muito baixas, cerca de 20 partes por milhão. Sua obtenção envolve processos complexos de separação de terras raras, como troca iônica e extração por solventes.

Devido ao seu alto custo, o túlio apresenta aplicações práticas limitadas. O isótopo ¹⁶⁹Tm quando irradiado em reatores nucleares, é utilizado como fonte de radiação em equipamentos portáteis de raio-X.

Já o isótopo ¹⁷⁰Tm, com meia-vida de aproximadamente 130 dias, é utilizado na indústria petroquímica em radiografia industrial, especialmente para inspeção de soldas em tubulações e tanques.

O isótopo ¹⁶⁷Tm, com meia vida de cerca de 9,2 dias, tem aplicações em estudos médicos, como diagnóstico de tumores e ossos, além de uso em lasers com finalidade cirúrgica.

Assim como outros lantanídeos, o túlio apresenta toxicidade de baixa a moderada, devendo ser manuseado com os devidos cuidados para evitar riscos à saúde e ao meio ambiente.

Descoberta

O túlio foi isolado pela primeira vez em 1879, na forma de óxido pelo químico e geólogo sueco Per Teodor Cleve, na Universidade de Uppsala, na Suécia. Nesse mesmo trabalho, Cleve também contribuiu para a descoberta do elemento 67, o hólmio.

Para suas investigações, Cleve utilizou o método de separação de terras raras desenvolvido por Carl Gustaf Mosander. Partindo da érbia (óxido de érbio, Er₂O₃), ele removeu sucessivamente impurezas conhecidas e, após várias etapas de purificação, obteve dois novos materiais: um de coloração marrom e outro verde. O material marrom foi denominado hólmia (óxido de hólmio), enquanto o verde recebeu o nome de thulia, correspondente ao óxido de túlio.

O nome do elemento deriva de “Thule”, termo utilizado na Antiguidade para designar as regiões mais ao norte do mundo civilizado, atualmente associadas à Escandinávia.

Além dessas descobertas, Cleve também teve papel importante na confirmação de que o escândio correspondia ao “eka-boro”, elemento previsto por Dmitri Mendeleev em sua tabela periódica.

O túlio metálico só foi isolado posteriormente, em 1911, pelo químico norte-americano Charles James, após cerca de 15 mil etapas de cristalização fracionada. Nesse mesmo ano, sua massa atômica foi determinada com precisão por outro norte-americano, Theodore William Richards.

Devido à sua extrema raridade, os primeiros pesquisadores não conseguiam obter quantidades suficientes do elemento puro para observar diretamente sua coloração. Assim, a identificação do túlio baseava-se principalmente em suas características espectrais, especialmente no aparecimento de bandas de absorção distintas à medida que o érbio era progressivamente removido.

Obtenção

O túlio não é encontrado na natureza na forma isolada, ocorrendo apenas em pequenas concentrações associado a outros elementos de terras raras. Sua principal fonte é a monazita, um fosfato de terras raras de fórmula geral  (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄, presente em areias fluviais e depósitos sedimentares, que contém cerca de 0,007% de túlio.

A separação desse elemento é complexa e historicamente onerosa, mas o desenvolvimento de técnicas como troca iônica e extração por solventes tornou o processo mais eficiente e economicamente viável. O túlio metálico pode ser obtido pela redução do fluoreto anidro com cálcio ou pela redução do óxido com lantânio.

Devido à sua baixa abundância e alto custo, os compostos de túlio possuem poucas aplicações comerciais. Além disso, não há dados específicos sobre sua produção isolada em escala mundial, sendo esta geralmente incluída na produção total de terras raras. Segundo o Serviço Geológico dos Estados Unidos, em 2024 foram produzidas cerca de 390 mil toneladas de minérios contendo terras raras, com destaque para China, Estados Unidos e Mianmar. O Brasil também aparece na listagem do USG, com produção de aproximadamente 20 mil toneladas desses minerais no mesmo ano e reservas estimadas em cerca de 21 milhões de toneladas.

Referências

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Texto produzido pela jornalista Mari Menda, da Gerência de Relações Institucionais do CRQ-SP,
e revisado pela Profa. Dra. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso de Engenharia Química
da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB.