O torij, simbol Th i atomski broj 90, je aktinid. Riječ je o elementu s ukupno oko 30 izotopa, od kojih se šest nalazi u prirodi. Ima oksidacijsko stanje od +4 i tvori spojeve s većinom nemetala periodnog sustava. Ima obilje usporedivo s onim od voditi u zemljinoj kori i može se komercijalno ekstrahirati iz nekih minerala, kao što je monazit.
Torij se gotovo uvijek proizvodi kao nusproizvod dobivanja drugih metali i ističe se dobrom toplinskom otpornošću, što ga čini pogodnim za svemirske letjelice i projektile. Torijev oksid, ThO2, ima najvišu točku taljenja, osim što ima visok indeks loma. torij također proučavan je kao gorivo za nuklearne elektrane, čija primjena ima prednosti u odnosu na konvencionalno korišteni uran.
Pročitaj i:Aktin — aktinid koji se može koristiti za liječenje raka
Teme u ovom članku
- 1 - Sažetak o toriju
- 2 - Svojstva torija
- 3 - Karakteristike torija
- 4 - Gdje se može naći torij?
- 5 - Dobivanje torija
- 6 - Primjena torija
- 7 - Torij i radioaktivnost
- 8 - Povijest torija
sažetak o toriju
Torij je metal koji pripada skupini aktinida.
Ima više od 30 izotopa, od kojih se šest nalazi u prirodi.
Kemijski je reaktivan i tvori spojeve s većinom nemetala.
Ima dobru koncentraciju u zemljinoj kori, blizu onoj olova.
Komercijalno se dobiva iz minerala u kojima nije glavni element, kao što su monazit i alanit.
Ima primjenu u zrakoplovnoj industriji, u proizvodnji visokokvalitetnih leća, a pojavljuje se i kao nuklearno gorivo.
Otkrio ga je 1828. švedski kemičar Jöns Jacob Berzelius.
Svojstva torija
Simbol: Th
atomski broj: 90
atomska masa: 232.03806 c.u.s.
elektronegativnost: 1,3
Točka spajanja: 1750 °C
Vrelište: 4788 °C
GustoćaTežina: 11,72 g.cm-3
Elektronička konfiguracija: [Rn] 7s2 6d2
Kemijska serija: aktinidi
Nemoj sada stati... Ima još toga nakon oglasa ;)
karakteristike torija
Torij, simbol Th i atomski broj 90, to je a metala koji pripada skupini aktinida. Kada je u svom metalnom obliku, ima svijetlu srebrnu boju, osim što ima najvišu točku taljenja među svim aktinidima. Međutim, s izuzetkom aktinija, Th ima najnižu gustoća među ostalim elementima u ovoj kategoriji.
Postoji najmanje 30 izotopa torija, međutim, samo oni mase 227, 228, 230, 231, 232 i 234 su prirodni (nalaze se u prirodi). Ostali se proizvode u laboratoriju ili iz reakcija raspadanja drugih elemenata proizvedenih u laboratoriju, pa se stoga smatraju sintetičkim.
Među prirodnim izotopima, 232Th, čiji Pola zivota je u rasponu od 14 milijardi godina. To je zato što veći dio torija koji se nalazi u prirodi dolazi iz reakcija raspadanja prirodnih izotopa urana, Međutim 232To je jedino pronađeno u rudama bez urana.
THE Kemijska reaktivnost torija je visoka: pri visokim temperaturama lako ga napadaju kisik, vodik, dušik, halogeni i sumpor. Ugljik i fosfor mogu stvarati binarne spojeve s Th.
Kada se fino podijeli, Torij je čak i piroforan (spontano se zapali u dodiru sa zrakom), međutim, kada je u sirovom obliku iu okolnim uvjetima, sporo reagira sa zrakom, ali i tako se percipira korozija.
S kiseline, torij energično reagira s klorovodična kiselina, ostavljajući iza sebe crni ostatak formule ThO(X)H, gdje je X smjesa OH iona- i Cl-. S ostalim kiselinama Th praktički ne reagira.
Gdje se može naći torij?
torij ima dobro učešće mase u zemljinoj kori. Procjenjuje se da je tri puta obilniji od kositar, dvostruko obilniji od arsen a obilan kao olovo i molibden. Podaci pokazuju da je njegova koncentracija u zemljinoj kori 10 ppm (dio na milijun ili miligram po kilogramu), dok je olova, za usporedbu, 16 ppm.
U prirodi se nalazi u četverovalentnom obliku., Th4+, a često se povezuje s U4+, Zr4+, Hf4+ i Ce4+, plus neki trovalentni metali rijetkih zemalja (naboj 3+) s ionski radijus sličan. U oceanima je koncentracija Th4+ ne više od 0,5 x 10-3 g/m³, jer je četverovalentni oblik slabo topiv.
Oksidi torija i urana, ThO2 i OU2, imaju slične strukture i stoga mogu tvoriti čvrstu otopinu. Ako smjesa ima do 15 mol% ThO2, suočeni smo s rudom uraninita. Međutim, ako ima više od 75% mola ThO2, ruda se zove torijanit. To je razlog zašto je torij nečistoća koja je uvijek prisutna u mineralnim uzorcima smole.
Drugi mineral s visokim sadržajem torija je torit, torijev silikat (ThSiO4) kojim je otkriven element, ali i torit i torijanit su rijetki minerali.
Dakle, komercijalno, Glavni izvori torija su monazit, alanit i cirkon (ili cirkonij). U tim mineralima, kao i u ostalima prikazanim u donjoj tablici, torij je manjinski sastojak.
Mineral |
Th sadržaj (ppm) |
monazit |
25.000 do 200.000 |
alanit |
1000 do 20.000 |
cirkon |
50 do 4000 |
titanita |
100 do 600 |
epidot |
50 do 500 |
apatit |
20 do 150 |
magnetit |
0,3 do 20 |
Monazit, zlatni ili smećkasti fosfat rijetke zemlje, važan je izvor torija u obliku ThO2, budući da je rasprostranjen po gotovo cijelom planetu, a neke su naslage prilično opsežne. Važno je napomenuti ležišta u Indiji, Egiptu, Južnoj Africi, Sjedinjenim Državama i Kanadi, sa 200-400 ktona (kilotona, 10³ tona) ThO2 u svakoj zemlji.
Pročitaj i: Americicij — aktinid koji se široko koristi u detektorima dima
Dobivanje torija
Kako se torij gotovo uvijek nalazi povezan s metalima od velikog komercijalnog interesa (npr niobij, uran i cirkonij), kao i lantanidi, proizvodi se kao nusproizvod.
Kod U slučaju monazita postoje dva oblika za početak dobivanja torija:
napad jakih kiselina, sposobnih za transformaciju fosfatnih iona (PO43-) u H2PRAH4- i H3PRAH4, ostavljajući tako metalne ione u obliku soli topljivih u vodi;
ili koristiti jako alkalne otopine, koje će pretvoriti netopive fosfate u hidrokside netopivi metali, koji se kasnije mogu otopiti kiselinom nakon odvajanja supernatant.
U slučaju kiselog puta, nakon solubilizacije, torij se odvaja od ostalih rijetkih zemalja taloženjem nakon podešavanja pH na 1.0. Talog, torijev fosfat, zatim se tretira alkalnom otopinom kako bi se uklonili fosfati. neželjene tvari, a zatim otopljene u dušičnoj kiselini, da se pročiste tributil fosfatom u kerozin.
Na alkalni način, torijev hidroksid se odvaja od ostalih hidroksida rijetkih zemalja dodavanjem klorovodične kiseline i podešavanjem pH između 5,0 i 6,0, što samo precipitira torijev spoj. Odatle se torij također otapa u dušičnoj kiselini i dalje pročišćava tributil fosfatom u kerozinu.
U oba slučaja, torij se dobiva u obliku Th (NO3)4, tj. torijev IV nitrat.
Za proizvodnju metalnog torija već je korištena redukcija Th halogenida i dihalida natrijem, kalijem ili kalcijem. THE elektroliza također se može primijeniti, pri čemu je torijev klorid ili fluorid spojen na natrij ili kalijev klorid. ThO2 također je izvor metalnog torija, putem redukcijskih procesa, kao što je slučaj Sylvania procesa (u kojem je kalcij reduktor).
Primjena torija
torij ima veliku toplinsku otpornost. Metalna legura između torija i magnezij (Mag-Thor) se koristi u svemirskim letjelicama i projektilima. ThO2, oksid najviša točka taljenja, ima visok indeks loma i nisku disperziju, koristi se u visokokvalitetnim optičkim lećama.
Spojevi torija također se mogu koristiti kao katalizatori u važnim industrijskim procesima, kao npr pucanje ulja, sinteza sumporne kiseline i Ostwaldov proces za sintezu dušične kiseline.
Međutim, torij istaknuo se u nuklearnoj kemiji. Ima prednost u odnosu na uran: gotovo sav prirodni torij je u obliku 232Th, ne treba bogaćenje. Torij-232 nije fisilan, međutim, može se pretvoriti apsorpcijom neutrona u 233U, izvrsno fisivno gorivo.
Još jedna stvar koja ide u prilog korištenju za proizvodnju energije je da Ostaci torija postaju sigurni u kraćem vremenskom razdoblju u usporedbi s ostacima urana. Dok je otpad od urana opasan tisućama godina, oko 83% tekućeg otpada torijevog fluorida bilo bi sigurno za 10 godina, dok bi preostalih 17% bilo sigurno za oko 300 godina.
nije ni čudo što Indija, s velikom količinom naslaga torija i malom količinom urana, traži razvoj nuklearnih elektrana koje koriste torij.
Provjerite na našem podcastu:Kako rade nuklearne elektrane?
Torij i radioaktivnost
torij naše tijelo ne preuzima lako, osim što ima niske koncentracije u zraku, u vodi koju pijemo i u hrani. Stoga je malo vjerojatno da ćemo vidjeti probleme uzrokovane torijom u općoj populaciji. Većina studija ocjenjivala je radnike koji su bili izloženi velikim količinama ovog materijala, poput rudara.
o radioaktivnost, Međunarodna agencija za istraživanje raka (IARC) klasificirala je torij kao kancerogen za ljude. Međutim, to kaže američko Ministarstvo zdravstva i socijalnih usluga Još je prerano zaključiti da je torij kancerogen za ljude.
Od 1928. do 1955. koristio se kao kontrast u radiološkim pregledima, Thorotrast, koji je sadržavao 25% ThO2 i bio je malo radioaktivan. Veći broj karcinoma jetre, žučnog mjehura i krvi zabilježen je kod pacijenata koji su primali velike doze ovog kontrasta.
povijest torija
Godine 1815 kemičar Jöns Jacob Berzelius dobio je uzorak rijetkog minerala iz Falun distrikta, Švedska. U to vrijeme, kemičar je pretpostavio da će u ovom mineralu postojati novi element, koji je nazvao torij, u odnosu na skandinavskog boga groma i rata, Thor. Međutim, 10 godina kasnije, potvrđeno je da je mineral jednostavan uzorak ksenotime, itrij fosfata.
Međutim, 1928. godine Berzelius je dobio novi uzorak minerala od norveškog velečasnog i mineraloga Hansa Mortena Thranea Esmarka. U ovom novom mineralu, konačno, Švedski kemičar otkrio je novi element, dajući mu isto ime. Zbog toga ga je nazvao tory (torija), kojoj je kasnije ime promijenjeno u torita (torit).
Autor Stefano Araújo Novais
Nastavnica kemije