O torio, de símbolo Th y número atómico 90, es un actínido. Es un elemento con unos 30 isótopos en total, seis de los cuales se encuentran en la naturaleza. Tiene un estado de oxidación de +4 y forma compuestos con la mayoría de los no metales de la Tabla Periódica. Tiene una abundancia comparable a la de Plomo en la corteza terrestre y se puede extraer comercialmente de algunos minerales, como la monacita.
El torio casi siempre se produce como subproducto de la obtención de otros rieles y destaca por su buena resistencia térmica, lo que lo hace apto para naves espaciales y misiles. Óxido de torio, ThO2, tiene el punto de fusión más alto, además de tener un alto índice de refracción. torio también ha sido estudiado como combustible para centrales nucleares, cuya aplicación tiene ventajas sobre el uranio usado convencionalmente.
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Temas en este artículo
- 1 - Resumen sobre el torio
- 2 - Propiedades del torio
- 3 - Características del torio
- 4 - ¿Dónde se puede encontrar el torio?
- 5 - Obtención de torio
- 6 - Aplicaciones del torio
- 7 - Torio y radiactividad
- 8 - Historia del torio
resumen sobre el torio
El torio es un metal perteneciente al grupo de los actínidos.
Tiene más de 30 isótopos, seis de los cuales se encuentran en la naturaleza.
Es químicamente reactivo y forma compuestos con la mayoría de los no metales.
Tiene una buena concentración en la corteza terrestre, cercana a la del plomo.
Se extrae comercialmente de minerales en los que no es el elemento principal, como la monacita y la alanita.
Tiene aplicación en la industria aeroespacial, en la fabricación de lentes de alta calidad, y está surgiendo para su uso como combustible nuclear.
Fue descubierto en 1828 por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius.
Propiedades del torio
Símbolo: el
número atómico: 90
masa atomica: 232.03806 c.u.s.
electronegatividad: 1,3
Punto de fusión: 1750°C
Punto de ebullición: 4788 °C
Densidad: 11,72 g.cm-3
Configuración electrónica: [Rn] 7s2 6d2
Serie química: actínidos
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caracteristicas del torio
Torio, símbolo Th y número atómico 90, es un metal perteneciente al grupo de los actínidos. Cuando está en su forma metálica, tiene un color plateado brillante, además de tener el punto de fusión más alto entre todos los actínidos. Sin embargo, con la excepción del actinio, Th tiene la menor densidad entre los demás elementos de esta categoría.
Hay al menos 30 isótopos de torio., sin embargo, solo los de masa 227, 228, 230, 231, 232 y 234 son naturales (que se encuentran en la naturaleza). Los demás se producen en el laboratorio oa partir de las reacciones de descomposición de otros elementos realizados en el laboratorio, por lo que se consideran sintéticos.
Entre los isótopos naturales, el 232Th, cuyo media vida está en el rango de 14 mil millones de años. Esto se debe a que gran parte del torio que se encuentra en la naturaleza proviene de reacciones de descomposición de isótopos naturales de uranio, sin embargo, el 232Este es el único que se encuentra en minerales libres de uranio.
LA La reactividad química del torio es alta: a altas temperaturas, es fácilmente atacado por oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, halógenos y azufre. El carbono y el fósforo pueden formar compuestos binarios con Th.
Cuando está finamente dividido, El torio es incluso pirofórico. (se enciende espontáneamente al contacto con el aire), sin embargo, en estado crudo y en condiciones ambientales, reacciona lentamente con el aire, pero aun así se percibe corrosión.
Con los ácidos, torio reacciona vigorosamente con el ácido clorhídrico, dejando un residuo negro de fórmula ThO(X)H, donde X es una mezcla de los iones OH- y Cl-. Con los otros ácidos, Th prácticamente no reacciona.
¿Dónde se puede encontrar el torio?
el torio tiene una buena participación de masa en la corteza terrestre. Se estima que es tres veces más abundante que el estaño, dos veces más abundante que el arsénico y tan abundante como el plomo y molibdeno. Los datos indican que su concentración en la corteza terrestre es de 10 ppm (parte por millón o miligramo por kilogramo), mientras que la del plomo, a modo de comparación, es de 16 ppm.
Se encuentra en la naturaleza en forma tetravalente., jue4+, y a menudo asociado con la U4+, Zr4+, Hf4+ y Ce4+, más algunos metales trivalentes de tierras raras (carga 3+) con radio iónico similar. En los océanos, la concentración de Th4+ no más de 0,5 x 10-3 g/m³, ya que la forma tetravalente es poco soluble.
Óxidos de torio y uranio, ThO2 y ou2, tienen estructuras similares y, por lo tanto, pueden formar una solución sólida. Si la mezcla tiene hasta 15% por mol de ThO2, nos encontramos ante el mineral de uraninita. Sin embargo, si hay más del 75% por mol de ThO2, el mineral se llama torianita. Por eso, el torio es una impureza que siempre está presente en las muestras de minerales de pechblenda.
Otro mineral con un alto contenido en torio es la torita, un silicato de torio (ThSiO4) por el cual se descubrió el elemento, pero tanto la torita como la torianita son minerales raros.
Entonces, comercialmente, Las principales fuentes de torio son la monacita, la alanita y el circón. (o circonita). En estos minerales, y en los demás que se muestran en la siguiente tabla, el torio es un constituyente minoritario.
Mineral |
Th contenido (ppm) |
monacita |
25.000 a 200.000 |
alanita |
1000 a 20,000 |
circón |
50 a 4000 |
titanita |
100 a 600 |
epidota |
50 a 500 |
apatito |
20 a 150 |
magnetita |
0,3 a 20 |
La monacita, un fosfato de tierras raras dorada o pardusca, es una fuente importante de torio en forma de ThO2, ya que se distribuye por casi todo el planeta, y algunos yacimientos son bastante extensos. Destacan yacimientos en India, Egipto, Sudáfrica, Estados Unidos y Canadá, con 200-400 kton (kilotoneladas, 10³ ton) de ThO2 en cada país.
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Obtención de torio
Dado que el torio se encuentra casi siempre asociado a metales de gran interés comercial (como niobio, uranio y circonio), como los lantánidos, se produce como subproducto.
En el En el caso de la monacita, hay dos formas para empezar a obtener torio:
ataque de ácidos fuertes, capaces de transformar iones fosfato (PO43-) en H2POLVO4- y H3POLVO4, dejando así los iones metálicos en forma de sales solubles en agua;
o use soluciones fuertemente alcalinas, que convertirán los fosfatos insolubles en hidróxidos metales insolubles, que luego se pueden disolver con ácido después de la separación del flotante.
En el caso de la ruta ácida, después de la solubilización, el torio se separa de las otras tierras raras por precipitación después del ajuste de la pH en 1.0. El precipitado, un fosfato de torio, luego se trata con una solución alcalina para eliminar los fosfatos. sustancias no deseadas, y luego se disuelve en ácido nítrico, para ser purificado con fosfato de tributilo en queroseno.
En la vía alcalina, el hidróxido de torio se separa de los demás hidróxidos de tierras raras añadiendo ácido clorhídrico y ajustando el pH entre 5,0 y 6,0, lo que precipita únicamente el compuesto de torio. A partir de ahí, el torio también se disuelve en ácido nítrico y se purifica aún más con fosfato de tributilo en queroseno.
En ambos casos, el torio se recupera en forma de Th (NO3)4, es decir, nitrato de torio IV.
Para la producción de torio metálico ya se ha utilizado la reducción de haluros y dihaluros de Th por sodio, potasio o calcio. LA electrólisis también se puede aplicar, en el que el cloruro o fluoruro de torio se fusiona con cloruro de sodio o potasio. El ThO2 también es fuente de torio metálico, mediante procesos de reducción, como es el caso del proceso Sylvania (en el que el calcio es el reductor).
Aplicaciones de torio
el torio tiene una gran resistencia térmica. La aleación metálica entre el torio y magnesio (Mag-Thor) se utiliza en naves espaciales y misiles. El ThO2, óxido punto de fusión más alto, tiene un alto índice de refracción y baja dispersión, siendo utilizado en lentes ópticas de alta calidad.
Los compuestos de torio también se pueden utilizar como catalizadores en importantes procesos industriales, como craqueo de aceite, la síntesis de ácido sulfúrico y el proceso de Ostwald para la síntesis de ácido nítrico.
Sin embargo, el torio se ha destacado en química nuclear. Tiene una ventaja sobre el uranio: prácticamente todo el torio natural se encuentra en forma de 232Th, no necesita enriquecimiento. El torio-232 no es fisionable, sin embargo, se puede convertir a través de la absorción de neutrones en 233U, un excelente combustible fisionable.
Otro punto a favor de su uso para la producción de energía es que Los residuos de torio se vuelven seguros en un período de tiempo más corto en comparación con los residuos de uranio. Si bien los desechos de uranio son peligrosos durante miles de años, alrededor del 83 % de los desechos de fluoruro de torio líquido serían seguros en 10 años, mientras que el 17 % restante serían seguros en unos 300 años.
no es de extrañar que India, con una alta cantidad de yacimientos de torio y una baja cantidad de uranio, busca el desarrollo de centrales nucleares que utilicen torio.
Míralo en nuestro podcast:¿Cómo funcionan las centrales nucleares?
Torio y radiactividad
el torio nuestro cuerpo no lo toma fácilmente, además de tener bajas concentraciones en el aire, en el agua que bebemos y en los alimentos. Por lo tanto, es poco probable que veamos problemas causados por el torio en la población general. La mayoría de los estudios evaluaron a trabajadores que estuvieron expuestos a grandes cantidades de este material, como los mineros.
acerca de radioactividad, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) ha clasificado al torio como carcinógeno humano. Sin embargo, el Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. dice que Todavía es demasiado pronto para concluir que el torio es cancerígeno para los humanos..
De 1928 a 1955 se utilizó como contraste en exámenes radiológicos, el Thorotrast, que contenía un 25% de ThO2 y era ligeramente radiactivo. Se observó un mayor número de cánceres de hígado, vesícula biliar y sangre en pacientes que recibieron grandes dosis de este contraste.
historia del torio
En el año 1815, el el químico Jöns Jacob Berzelius recibió una muestra de un mineral raro del distrito de Falun, Suecia. En ese momento, el químico supuso que habría un nuevo elemento en este mineral, al que llamó torio, en referencia al dios escandinavo del trueno y la guerra, thor. Sin embargo, 10 años después, se confirmó que el mineral era una simple muestra de xenotima, fosfato de itrio.
En 1928, sin embargo, Berzelius recibió una nueva muestra de minerales del reverendo y mineralogista noruego Hans Morten Thrane Esmark. En este nuevo mineral, finalmente, el Químico sueco descubrió un nuevo elemento, dándole el mismo nombre. En consecuencia, lo llamó tory (toria), que luego cambió su nombre a torita (torita).
Por Stefano Araújo Novais
Profesor de química