HAI protaktinium, lambang Pa, adalah unsur nomor 91 dari Tabel periodik. Langka dan sulit didapat, hanya ada sedikit aplikasi elemen ini. Namun, diketahui bahwa keadaan oksidasinya yang paling stabil adalah +5, dengan perilaku kimia yang menyerupai tantalum dan niobium. Ini adalah elemen pertama dalam deret aktinida yang memiliki elektron di sublevel f.
Unsur ini memiliki superkonduktivitas pada suhu di bawah 1,4 K, selain 29 isotop yang diketahui. Dari jumlah tersebut, hanya dua yang alami: yang bermassa 231 dan yang bermassa 234. Sebagian besar protaktinium diperoleh dari limbah nuklir uranium. Pa ditemukan melalui pekerjaan yang terjadi pada tahun 1910-an.
Baca juga: Nobelium — elemen lain yang termasuk dalam kelompok aktinida
Ringkasan tentang protaktinium
Protaktinium adalah logam milik blok f dari Tabel Periodik.
Dalam bentuk logam, itu ulet dan lunak.
Dalam larutan, NOx utamanya adalah +5, seperti tantalum dan niobium.
Ia memiliki 29 isotop yang diketahui, hanya dua yang ditemukan di alam: massa 231 dan 234.
Sulit untuk mendapatkan dan mengekstraknya. Sumber alami utamanya adalah limbah nuklir uranium.
Hampir tidak ada aplikasi yang dikenal untuk protaktinium, meskipun diketahui sangat berbahaya.
Sifat protaktinium
Simbol: Sekop.
Nomor atom: 91.
Massa atom: 231.03588 c.u.s.
Keelektronegatifan: 1,5.
Titik fusi: 1572°C.
Titik didih: 4000 °C.
Kepadatan: 15,37 g.cm-3 (dihitung).
Konfigurasi elektronik: [Rn] 7s2 5f2 6d1.
seri kimia: aktinida, blok f, elemen transisi internal.
Karakteristik protaktinium
protaktinium, nomor atom 91 dan lambang Pa, merupakan salah satu unsur yang disebut aktinida. meskipun elemen langka dan sulit didapat, diketahui bahwa Pa, dalam bentuk logamnya, adalah ulet dan mudah dibentuk. Itu tidak mengoksidasi dalam kontak dengan udara pada suhu kamar, yang berubah dengan meningkatnya suhu.
Keadaan oksidasi utamanya adalah +5, yang menyerupai unsur-unsur tantalum dan niobium, dengan cara, berkaitan dengan perilaku kimia dalam larutan berair. Protaktinium juga merupakan yang pertama dalam seri aktinida yang memiliki a elektron di sublevel f (lebih khusus 5f), dengan sifat-sifat perantara di antara sifat-sifat torium Ini berasal uranium.
diserang oleh asam hidroklorik (8 mol. L-1), asam asam fluorida (12 mol. L-1) dan asam sulfat (2,5 mol. L-1). Masih pada aspek reaksinya, protaktinium dapat bereaksi dengan O2, H2O atau CO2 pada suhu antara 300 dan 500 °C, menghasilkan oksida Pa2HAI5.
Dengan amonia (NH3), protaktinium bereaksi membentuk PaN2, dan dengan gas hidrogen (H2), terjadi pembentukan PaH3. Diantara halogen, protaktinium bereaksi dengan yodium (SAYA2) pada suhu sekitar 400 °C untuk membentuk PaI5.
protaktinium jikamenjadi superkonduktor pada suhu 1,4 K. Selain itu, disadari bahwa sifat-sifat tersebut merupakan konsekuensi dari sublevel 5f dalam strukturnya, yang membuktikan bahwa Pa sebenarnya adalah aktinida.
29 isotop diketahui dari protaktinium, hanya menyoroti isotop 231pa dan 234Pa, yang alami, dan 233Pa, diproduksi di reaktor nuklir. Di antara ini, yang terpanjang setengah hidup dan 231Pa, dengan 3,28 x 104 tahun.
Di mana protaktinium dapat ditemukan?
Dalam istilah geologi, waktu paruh protaktinium (231Pa) terlalu kecil. Oleh karena itu, setiap dan semua protaktinium ditemukan di alam berasal dari peluruhan radioaktif 235kamu.
Intinya adalah bahwa, meskipun uranium terdistribusi dengan baik di seluruh kerak bumi (dengan kandungan rata-rata 2,7 ppm), hanya 0,711% dari massa ini yang sesuai dengan massa 235 isotop uranium. Dengan cara ini, diperkirakan bahwa konten protaktinium rata-rata adalah 8,7 x 10-7 ppm.
Mendapatkan protaktinium
Ekstraksi unsur 91 adalah salah satu yang paling sulit melalui sumber alami.. Sampai saat itu, protaktinium belum diproduksi dalam skala besar, karena tidak ada kepentingan komersial. Jumlah terukur elemen ini umumnya diperoleh dari: limbah uranium.
Lebih-lebih lagi, teknik pemurnian klasik, seperti resin penukar ion, pengendapan dan kristalisasi, selain ekstraksi pelarut dan kromatografi, dapat digunakan untuk mendapatkan produk yang lebih kaya akan protaktinium.
Pada tahun 1959 dan 1961, diumumkan bahwa Otoritas Energi Atom Inggris Raya mengekstraksi, dalam proses 12 tahun, langkah, 125 g protaktinium murni 99,9% dari 60 ton limbah, dengan biaya sekitar US$ 500.000.
Tahu lebih banyak: Antimon — elemen yang dianggap langka digunakan sejak zaman kuno
Kewaspadaan dengan Protactinium
Protaktinium adalah sangat berbahaya dan beracun. Ini membuatnya perlu untuk mengadopsi tindakan pencegahan penanganan seperti plutonium. Diperkirakan bahwa protaktinium yang tersebar di udara dalam bentuk aerosol dapat mencapai 250 juta kali lebih beracun daripada asam hidrosianat pada konsentrasi yang sama.
Aplikasi protaktinium
Semua toksisitas protaktinium, ditambah fakta bahwa itu adalah elemen yang sulit diekstraksi, membatasi penerapannya. Di antara beberapa aplikasi yang diketahui, protaktinium telah digunakan di sintilator untuk deteksi sinar-x. Ini juga telah digunakan untuk kencan benda-benda lama, melalui hubungan 231Sekop/235U.
sejarah protaktinium
Mendeleev memprediksi unsur 91 di ruang kosong antara thorium dan uranium dari Tabel Periodik Anda. Dia menyebutnya "eka-tantalum", memberikan perkiraan massa atom 235 dan memprediksi bahwa sifat kimianya akan mendekati niobium dan tantalum.
Namun, Baru pada tahun 1913 Kasimir Fajans dan muridnya Oswald Göhring mengidentifikasi elemen 91, berdasarkan eksperimen dan pekerjaan sebelumnya oleh Ernest Rutherford dan Frederick Soddy.
Elemen baru, yang sebenarnya adalah 234mPa (isomer metastabil dari protactinium-234), diberi nama "brevius" (simbol Bv), karena keberadaannya yang singkat: hanya satu menit waktu paruh.
Pada saat yang sama, ada masalah lain pada saat itu: asal usul aktinium (Ac), elemen 89. Sudah diketahui bahwa Ac tidak bisa menjadi unsur radioaktif utama, karena waktu paruhnya sekitar 30 tahun, tetapi tidak diketahui deret peluruhan mana yang menghasilkannya.
Dari sana, Frederick Soddy menyarankan bahwa unsur yang akan menimbulkan aktinium adalah pemancar partikel alfa, yang ditempatkan di golongan 5 Tabel Periodik, setelah tantalum. Nama “eka-tantalus” kemudian digunakan untuk menyebut unsur ini.
Hingga pada Maret 1918, mengatasi Soddy, Lise Meitner dan Otto Hahn menemukan isotop 231Sekop, yang menerima kode nama "abracadabra" dalam korespondensinya. Faktanya, elemen baru ini menghasilkan aktinium dengan emisi partikel alfa dan menerima nama protaktinium dari keduanya, yang berarti "kerabat aktinium". Nomenklatur untuk elemen 91 ini akhirnya tumpang tindih dengan "brevius" Fajans dan Göhring, karena waktu paruh dari 231Pa berusia sekitar 32 ribu tahun.
Soal latihan tentang protaktinium
pertanyaan 1
Meskipun aktinida, protaktinium, simbol Pa, memiliki bilangan oksidasi yang sama dengan niobium dan tantalum (+5). Mungkin itulah sebabnya, pada saat penemuannya, disebut “eka-tantalum”. Manakah dari senyawa berikut yang protaktinium menunjukkan keadaan oksidasi yang disebutkan di atas?
A) PaBr2
B) PaH3
C) PaCl4
D) Pa2HAI5
Dan ayah
Resolusi:
Alternatif D
Halogen, tanpa adanya atom di oksigen dalam rumus, memiliki muatan sama dengan -1. Hidrogen memiliki muatan sama dengan +1. Oksigen memiliki muatan -2. Jadi, perhitungan NOx protaktinium dalam setiap zat diberikan sebagai berikut:
paBr2: x + 2(–1) = 0 → x = +2; jadi salah jawabannya.
PaH3: x + 3(+1) = 0 → x + 3 = 0 → x = -3; jadi salah jawabannya.
PaCl4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; jadi salah jawabannya.
Sekop2HAI5: 2x + 5(–2) = 0 → 2x – 10 = 0 → x = +5; jadi jawaban yang benar.
PaI: x + (-1) = 0 → x – 1 = 0 → x = +1; jadi salah jawabannya.
pertanyaan 2
Awalnya, protaktinium, elemen 91, disebut "brevius", simbol Bv, karena isotop pertamanya, 234, memiliki waktu paruh sekitar satu menit. Berapa persentase massa yang dihasilkan dari isotop "singkat" setelah lima menit persiapannya?
A) 50%
B) 25%
C) 12,5%
D) 6,25%
E) 3,125%
Resolusi:
Alternatif E
Waktu paruh dicirikan oleh waktu yang dibutuhkan untuk massa sampel radioaktif untuk membagi dua. Jika waktu paruh adalah satu menit, itu berarti bahwa setiap menit massa berkurang setengahnya.
Jadi, dalam lima menit, massa turun dari 25, sama dengan 1/32 dari massa awal. Jadi, sisa massanya adalah 3,125%.
Oleh Stefano Araújo Novais
guru kimia
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protactinio-pa.htm
