HAI torium, simbol Th dan nomor atom 90, adalah aktinida. Ini adalah elemen dengan sekitar 30 isotop, enam di antaranya ditemukan di alam. Ini memiliki keadaan oksidasi +4 dan membentuk senyawa dengan sebagian besar bukan logam dari Tabel Periodik. Ini memiliki kelimpahan yang sebanding dengan memimpin di kerak bumi dan dapat diekstraksi secara komersial dari beberapa mineral, seperti monasit.
Thorium hampir selalu diproduksi sebagai produk sampingan dari memperoleh bahan lain logam dan menonjol karena ketahanan termalnya yang baik, yang membuatnya cocok untuk pesawat ruang angkasa dan rudal. Torium oksida, ThO2, memiliki titik leleh tertinggi, selain memiliki indeks bias yang tinggi. torium juga telah dipelajari sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik tenaga nuklir, yang aplikasinya memiliki keunggulan dibandingkan uranium yang digunakan secara konvensional.
Baca juga:Aktin — aktinida yang dapat digunakan untuk mengobati kanker
Topik dalam artikel ini
- 1 - Ringkasan tentang thorium
- 2 - Sifat Thorium
- 3 - Karakteristik thorium
- 4 - Di mana thorium dapat ditemukan?
- 5 - Mendapatkan thorium
- 6 - Aplikasi thorium
- 7 - Thorium dan radioaktivitas
- 8 - Sejarah Thorium
ringkasan tentang thorium
Thorium adalah logam milik kelompok aktinida.
Ia memiliki lebih dari 30 isotop, enam di antaranya ditemukan di alam.
Ini reaktif secara kimia dan membentuk senyawa dengan sebagian besar nonlogam.
Ini memiliki konsentrasi yang baik di kerak bumi, dekat dengan timbal.
Ini diekstraksi secara komersial dari mineral yang bukan merupakan elemen utama, seperti monasit dan allanit.
Ini memiliki aplikasi di industri kedirgantaraan, dalam pembuatan lensa berkualitas tinggi, dan muncul untuk digunakan sebagai bahan bakar nuklir.
Ditemukan pada tahun 1828 oleh ahli kimia Swedia Jöns Jacob Berzelius.
Sifat Thorium
Simbol: Th
nomor atom: 90
massa atom: 232.03806 c.u.s.
keelektronegatifan: 1,3
Titik fusi: 1750 °C
Titik didih: 4788 °C
Kepadatan: 11,72 g.cm-3
Konfigurasi elektronik: [Rn] 7s2 6d2
seri kimia: aktinida
Jangan berhenti sekarang... Ada lagi setelah iklan ;)
karakteristik thorium
Thorium, simbol Th dan nomor atom 90, itu logam yang termasuk dalam kelompok aktinida. Ketika dalam bentuk logam, ia memiliki warna perak cerah, selain memiliki titik leleh tertinggi di antara semua aktinida. Namun, dengan pengecualian aktinium, Th memiliki nilai terendah kepadatan di antara unsur-unsur lain dalam kategori ini.
Setidaknya ada 30 isotop thorium, namun, hanya yang bermassa 227, 228, 230, 231, 232, dan 234 yang alami (ditemukan di alam). Yang lain diproduksi di laboratorium atau dari reaksi peluruhan elemen lain yang dibuat di laboratorium, dan karena itu dianggap sintetis.
Di antara isotop alami, 232T, milik siapa setengah hidup berada dalam kisaran 14 miliar tahun. Ini karena sebagian besar thorium yang ditemukan di alam berasal dari reaksi peluruhan isotop alami uranium, namun, 232Ini adalah satu-satunya yang ditemukan dalam bijih bebas uranium.
ITU Reaktivitas kimia thorium tinggi: pada suhu tinggi, mudah diserang oleh oksigen, hidrogen, nitrogen, halogen dan sulfur. Karbon dan fosfor mampu membuat senyawa biner dengan Th.
Ketika dibagi halus, Thorium bahkan piroforik (menyala secara spontan saat kontak dengan udara), namun, ketika dalam bentuk mentah dan di bawah kondisi sekitar, ia bereaksi perlahan dengan udara, tetapi meskipun demikian, korosi dirasakan.
Dengan asam, thorium bereaksi keras dengan asam hidroklorik, meninggalkan residu hitam dari rumus ThO(X)H, di mana X adalah campuran ion OH-- dan Cl-. Dengan asam lainnya, Th praktis tidak bereaksi.
Di mana thorium dapat ditemukan?
torium memiliki partisipasi massa yang baik di kerak bumi. Diperkirakan jumlahnya tiga kali lebih banyak daripada timah, dua kali lebih banyak dari arsenik dan berlimpah seperti timah dan molibdenum. Data menunjukkan bahwa konsentrasinya di kerak bumi adalah 10 ppm (part per million atau miligram per kilogram), sedangkan timbal, sebagai perbandingan, adalah 16 ppm.
Ini ditemukan di alam dalam bentuk tetravalen., Th4+, dan sering dikaitkan dengan U4+, Zr4+, HF4+ dan Ce4+, ditambah beberapa logam tanah jarang trivalen (muatan 3+) dengan jari-jari ionik serupa. Di lautan, konsentrasi Th4+ tidak lebih dari 0,5 x 10-3 g/m³, karena bentuk tetravalennya sukar larut.
Torium dan uranium oksida, ThO2 dan OU2, memiliki struktur yang mirip dan, oleh karena itu, dapat membentuk larutan padat. Jika campuran memiliki hingga 15% per mol ThO2, kita menghadapi bijih uraninit. Namun, jika ada lebih dari 75% per mol ThO2, bijihnya disebut thorianite. Inilah sebabnya mengapa thorium adalah pengotor yang selalu ada dalam sampel mineral bijih.
Mineral lain dengan kandungan thorium yang tinggi adalah thorite, sebuah thorium silikat (ThSiO4) dimana unsur itu ditemukan, tetapi thorite dan thorianite adalah mineral langka.
Jadi, secara komersial, sumber utama thorium adalah monasit, allanit dan zirkon (atau zirkonia). Dalam mineral ini, dan yang lain yang ditunjukkan pada tabel di bawah, thorium adalah konstituen minoritas.
Mineral |
Konten (ppm) |
monasit |
25.000 hingga 200.000 |
allanit |
1000 hingga 20.000 |
zirkon |
50 hingga 4000 |
titanit |
100 hingga 600 |
epidot |
50 hingga 500 |
apatit |
20 hingga 150 |
magnetit |
0,3 hingga 20 |
Monazit, fosfat tanah jarang berwarna keemasan atau kecoklatan, merupakan sumber penting thorium dalam bentuk ThO2, karena didistribusikan di hampir seluruh planet, dan beberapa deposit cukup luas. Yang perlu diperhatikan adalah deposit di India, Mesir, Afrika Selatan, Amerika Serikat dan Kanada, dengan 200-400 kton (kiloton, 10³ ton) ThO2 di setiap negara.
Baca juga: Amerisium — aktinida banyak digunakan dalam detektor asap
Memperoleh Thorium
Karena thorium hampir selalu ditemukan berasosiasi dengan logam dengan kepentingan komersial yang besar (seperti: niobium, uranium dan zirkonium), seperti lantanida, diproduksi sebagai produk sampingan.
Pada Dalam kasus monasit, ada dua bentuk: untuk mulai mendapatkan thorium:
diserang oleh asam kuat, mampu mengubah ion fosfat (PO43-) dalam H2DEBU4- dan H3DEBU4, sehingga meninggalkan ion logam dalam bentuk garam yang larut dalam air;
atau gunakan larutan yang sangat basa, yang akan mengubah fosfat yang tidak larut menjadi hidroksida logam yang tidak larut, yang nantinya dapat dilarutkan dengan asam setelah pemisahan supernatan.
Dalam kasus rute asam, setelah pelarutan, thorium dipisahkan dari tanah jarang lainnya dengan pengendapan setelah penyesuaian pH di 1.0. Endapan, thorium fosfat, kemudian diolah dengan larutan basa untuk menghilangkan fosfat. zat yang tidak diinginkan, dan kemudian dilarutkan dalam asam nitrat, untuk dimurnikan dengan tributil fosfat di minyak tanah.
Dalam rute basa, torium hidroksida dipisahkan dari hidroksida tanah jarang lainnya dengan menambahkan asam klorida dan mengatur pH antara 5,0 dan 6,0, yang hanya mengendapkan senyawa torium. Dari sana, thorium juga dilarutkan dalam asam nitrat dan selanjutnya dimurnikan dengan tributil fosfat dalam minyak tanah.
Dalam kedua kasus, thorium diperoleh kembali dalam bentuk Th (NO3)4, yaitu thorium IV nitrat.
Untuk produksi thorium logam, reduksi Th halida dan dihalida oleh natrium, kalium atau kalsium telah digunakan. ITU elektrolisa juga bisa diterapkan, dimana thorium klorida atau fluorida menyatu dengan natrium atau kalium klorida. itu2 itu juga merupakan sumber torium logam, melalui proses reduksi, seperti halnya proses Sylvania (di mana kalsium adalah reduktor).
Aplikasi Thorium
torium memiliki ketahanan termal yang besar. Paduan logam antara thorium dan magnesium (Mag-Thor) digunakan dalam pesawat ruang angkasa dan rudal. itu2, oksida titik leleh tertinggi, memiliki indeks bias tinggi dan dispersi rendah, digunakan dalam lensa optik berkualitas tinggi.
Senyawa thorium juga dapat digunakan sebagai katalis dalam proses industri penting, seperti: retak minyak, sintesis dari asam sulfat dan proses Ostwald untuk sintesis asam nitrat.
Namun, torium telah unggul dalam kimia nuklir. Ini memiliki keunggulan dibandingkan uranium: hampir semua thorium alami dalam bentuk: 232Th, tidak perlu pengayaan. Thorium-232 tidak fisil, namun dapat dikonversi melalui penyerapan neutron ke 233U, bahan bakar fisil yang sangat baik.
Hal lain yang mendukung menggunakannya untuk produksi energi adalah bahwa Residu thorium menjadi aman dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan residu uranium. Sementara limbah uranium berbahaya selama ribuan tahun, sekitar 83% limbah cair thorium fluoride akan aman dalam 10 tahun, sedangkan 17% sisanya akan aman dalam waktu sekitar 300 tahun.
tidak heran India, dengan jumlah deposit thorium yang tinggi dan jumlah uranium yang rendah, mencari pengembangan pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan thorium.
Lihat di podcast kami:Bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir?
Thorium dan radioaktivitas
torium tidak mudah diambil oleh tubuh kita, selain memiliki konsentrasi rendah di udara, di air yang kita minum dan di makanan. Jadi, kita tidak mungkin melihat masalah yang disebabkan oleh thorium pada populasi umum. Sebagian besar studi mengevaluasi pekerja yang terpapar bahan ini dalam jumlah besar, seperti penambang.
tentang radioaktivitas, Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) telah mengklasifikasikan thorium sebagai karsinogen manusia. Namun, Departemen Kesehatan dan Layanan Kemanusiaan AS mengatakan bahwa Masih terlalu dini untuk menyimpulkan bahwa thorium bersifat karsinogenik bagi manusia.
Dari tahun 1928 hingga 1955, digunakan sebagai kontras dalam pemeriksaan radiologi, Thorotrast, yang mengandung 25% ThO2 dan sedikit radioaktif. Sejumlah besar kanker hati, kandung empedu dan darah terlihat pada pasien yang menerima dosis besar kontras ini.
sejarah thorium
Pada tahun 1815, ahli kimia Jöns Jacob Berzelius menerima sampel mineral langka dari Distrik Falun, Swedia. Pada saat itu, ahli kimia berasumsi bahwa akan ada unsur baru dalam mineral ini, yang disebutnya thorium, mengacu pada dewa guntur dan perang Skandinavia, Thor. Namun, 10 tahun kemudian, mineral tersebut dipastikan sebagai sampel sederhana xenotime, yttrium phosphate.
Namun, pada tahun 1928, Berzelius menerima sampel mineral baru dari pendeta Norwegia dan ahli mineral Hans Morten Thrane Esmark. Dalam mineral baru ini, akhirnya, Ahli kimia Swedia menemukan elemen baru, memberinya nama yang sama. Akibatnya, ia menamakannya tory (thoria), yang kemudian diubah namanya menjadi torita (thorit).
Oleh Stefano Araújo Novais
guru kimia