ო თორიუმი, სიმბოლო Th და ატომური ნომერი 90, არის აქტინიდი. ეს არის ელემენტი დაახლოებით 30 იზოტოპით, რომელთაგან ექვსი ბუნებაშია. მას აქვს ჟანგვის მდგომარეობა +4 და ქმნის ნაერთებს უმეტესობასთან არამეტალები პერიოდული ცხრილის. მას აქვს სიმრავლის შედარებით ტყვია დედამიწის ქერქში და კომერციულად შეიძლება მოპოვებული იყოს ზოგიერთი მინერალიდან, როგორიცაა მონაზიტი.
თორიუმი თითქმის ყოველთვის იწარმოება, როგორც სხვა პროდუქტების მიღებისას ლითონები და გამოირჩევა კარგი თერმული წინააღმდეგობით, რაც მას შესაფერისს ხდის კოსმოსური ხომალდებისთვის და რაკეტებისთვის. თორიუმის ოქსიდი, ThO2, აქვს უმაღლესი დნობის წერტილი, გარდა იმისა, რომ აქვს მაღალი რეფრაქციული ინდექსი. თორიუმიც შესწავლილია როგორც ატომური ელექტროსადგურების საწვავი, რომლის გამოყენებას აქვს უპირატესობა ჩვეულებრივ ურანთან შედარებით.
წაიკითხეთ ასევე:აქტინი - აქტინიდი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კიბოს სამკურნალოდ
თემები ამ სტატიაში
- 1 - რეზიუმე თორიუმის შესახებ
- 2 - თორიუმის თვისებები
- 3 - თორიუმის მახასიათებლები
- 4 - სად შეიძლება თორიუმის პოვნა?
- 5 - თორიუმის მიღება
- 6 - თორიუმის აპლიკაციები
- 7 - თორიუმი და რადიოაქტიურობა
- 8 - თორიუმის ისტორია
შეჯამება თორიუმის შესახებ
თორიუმი არის ლითონი, რომელიც მიეკუთვნება აქტინიდების ჯგუფს.
მას აქვს 30-ზე მეტი იზოტოპი, რომელთაგან ექვსი ბუნებაშია.
ის ქიმიურად რეაქტიულია და აყალიბებს ნაერთებს უმეტეს არალითონებთან.
მას აქვს კარგი კონცენტრაცია დედამიწის ქერქში, ტყვიის კონცენტრაციასთან ახლოს.
იგი კომერციულად მოპოვებულია მინერალებიდან, რომლებშიც ის არ არის მთავარი ელემენტი, როგორიცაა მონაზიტი და ალანიტი.
მას აქვს გამოყენება საჰაერო კოსმოსურ ინდუსტრიაში, მაღალი ხარისხის ლინზების წარმოებაში და ჩნდება ბირთვული საწვავად გამოსაყენებლად.
იგი აღმოაჩინა შვედმა ქიმიკოსმა იონს იაკობ ბერცელიუსმა 1828 წელს.
თორიუმის თვისებები
სიმბოლო: თ
ატომური ნომერი: 90
ატომური მასა: 232.03806 ქ.უ.ს.
ელექტრონეგატიურობა: 1,3
შერწყმის წერტილი: 1750 °C
Დუღილის წერტილი: 4788 °C
სიმკვრივე: 11,72 გ.სმ-3
ელექტრონული კონფიგურაცია: [Rn] 7 წმ2 6d2
ქიმიური სერია: აქტინიდები
არ გაჩერდე ახლა... რეკლამის შემდეგ კიდევ არის ;)
თორიუმის მახასიათებლები
თორიუმი, სიმბოლო Th და ატომური ნომერი 90, ეს არის ა ლითონი, რომელიც მიეკუთვნება აქტინიდების ჯგუფს. როდესაც მისი მეტალის ფორმაა, მას აქვს ნათელი ვერცხლისფერი ფერი, გარდა ამისა, აქვს უმაღლესი დნობის წერტილი ყველა აქტინიდს შორის. თუმცა, აქტინიუმის გარდა, Th აქვს ყველაზე დაბალი სიმჭიდროვე ამ კატეგორიის სხვა ელემენტებს შორის.
თორიუმის სულ მცირე 30 იზოტოპია, თუმცა, მხოლოდ 227, 228, 230, 231, 232 და 234 მასის მქონენი არიან ბუნებრივი (ნაპოვნი ბუნებაში). დანარჩენები წარმოიქმნება ლაბორატორიაში ან ლაბორატორიაში დამზადებული სხვა ელემენტების დაშლის რეაქციების შედეგად და, შესაბამისად, ითვლება სინთეზურად.
ბუნებრივ იზოტოპებს შორის, 232თ, რომლის ნახევარი ცხოვრება არის 14 მილიარდი წლის დიაპაზონში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ბუნებაში ნაპოვნი თორიუმის დიდი ნაწილი მოდის ბუნებრივი იზოტოპების დაშლის რეაქციებიდან ურანითუმცა, 232Th არის ერთადერთი ნაპოვნი ურანისგან თავისუფალ მადნებში.
THE თორიუმის ქიმიური რეაქტიულობა მაღალია: მაღალ ტემპერატურაზე მას ადვილად ესხმის ჟანგბადი, წყალბადის, აზოტი, ჰალოგენები და გოგირდის. ნახშირბადს და ფოსფორს შეუძლიათ ორობითი ნაერთების შექმნა Th.
როდესაც წვრილად იყოფა, თორიუმი კი პიროფორია (ჰაერთან შეხებისას სპონტანურად აალდება), თუმცა ნედლი სახით და ატმოსფერულ პირობებში ნელა რეაგირებს ჰაერთან, მაგრამ მიუხედავად ამისა, კოროზია აღიქმება.
თან მჟავები, თორიუმი ენერგიულად რეაგირებს მარილმჟავატოვებს ThO(X)H ფორმულის შავ ნარჩენს, სადაც X არის OH იონების ნაზავი.- და კლ-. სხვა მჟავებთან Th პრაქტიკულად არ რეაგირებს.
სად შეიძლება თორიუმის პოვნა?
თორიუმი აქვს კარგი მასობრივი მონაწილეობა დედამიწის ქერქში. შეფასებულია, რომ ის სამჯერ უფრო უხვია ვიდრე ქილა, ორჯერ უფრო უხვი ვიდრე დარიშხანი და ტყვიასავით უხვი და მოლიბდენი. მონაცემები მიუთითებს, რომ მისი კონცენტრაცია დედამიწის ქერქში არის 10 ppm (ნაწილი მილიონზე ან მილიგრამი კგ-ზე), ხოლო ტყვიის კონცენტრაცია, შედარებისთვის, არის 16 ppm.
ბუნებაში გვხვდება ოთხვალენტიანი სახით., თ4+და ხშირად ასოცირდება U4+, ზრ4+, ჰფ4+ და ცე4+, პლუს რამდენიმე სამვალენტიანი იშვიათი მიწიერი ლითონი (დამუხტვა 3+). იონური რადიუსი მსგავსი. ოკეანეებში კონცენტრაცია თ4+ არაუმეტეს 0,5 x 10-3 გ/მ³, რადგან ოთხვალენტური ფორმა ცუდად ხსნადია.
თორიუმის და ურანის ოქსიდები, ThO2 და OU2, აქვს მსგავსი სტრუქტურები და, შესაბამისად, შეუძლია შექმნას მყარი ხსნარი. თუ ნარევი შეიცავს 15%-მდე მოლი ThO-ს2, ურანიტის მადნის წინაშე ვდგავართ. თუმცა, თუ არსებობს ThO-ს 75%-ზე მეტი მოლი2, მადანს თორანიტი ეწოდება. სწორედ ამიტომ თორიუმი არის მინარევები, რომელიც ყოველთვის არის პიჩბლენდის მინერალების ნიმუშებში.
კიდევ ერთი მინერალი თორიუმის მაღალი შემცველობით არის თორიტი, თორიუმის სილიკატი (ThSiO).4) რომლითაც აღმოაჩინეს ელემენტი, მაგრამ თორიტიც და თორანიტიც იშვიათი მინერალებია.
ასე რომ, კომერციულად, თორიუმის ძირითადი წყაროებია მონაზიტი, ალანიტი და ცირკონი (ან ცირკონია). ამ მინერალებში და სხვა დანარჩენებში, რომლებიც მოცემულია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში, თორიუმი არის უმცირესობის შემადგენელი ნაწილი.
მინერალური |
შინაარსი (ppm) |
მონაზიტი |
25000-დან 200000-მდე |
ალანიტი |
1000-დან 20000-მდე |
ცირკონი |
50-დან 4000-მდე |
ტიტანიტი |
100-დან 600-მდე |
ეპიდოტი |
50-დან 500-მდე |
აპატიტი |
20-დან 150-მდე |
მაგნეტიტი |
0.3-დან 20-მდე |
მონაზიტი, ოქროსფერი ან მოყავისფრო იშვიათი მიწის ფოსფატი, არის თორიუმის მნიშვნელოვანი წყარო ThO-ს სახით.2, რადგან ის თითქმის მთელ პლანეტაზეა გავრცელებული და ზოგიერთი საბადო საკმაოდ ვრცელია. აღსანიშნავია საბადოები ინდოეთში, ეგვიპტეში, სამხრეთ აფრიკაში, შეერთებულ შტატებსა და კანადაში, 200-400 კტონა (კილოტონა, 10³ ტონა) ThO.2 თითოეულ ქვეყანაში.
წაიკითხეთ ასევე: ამერიციუმი - აქტინიდი ფართოდ გამოიყენება კვამლის დეტექტორებში
თორიუმის მიღება
როგორც თორიუმი თითქმის ყოველთვის გვხვდება დიდი კომერციული ინტერესის მქონე ლითონებთან (როგორიცაა ნიობიუმი, ურანი და ცირკონიუმილანთანიდების მსგავსად, იგი იწარმოება როგორც ქვეპროდუქტი.
ზე მონაზიტის შემთხვევაში ორი ფორმაა თორიუმის მიღების დასაწყებად:
ძლიერი მჟავების შეტევა, რომელსაც შეუძლია ფოსფატის იონების გარდაქმნა (PO43-) ჰ2მტვერი4- და ჰ3მტვერი4, რითაც ლითონის იონები ტოვებს წყალში ხსნადი მარილების სახით;
ან გამოიყენეთ ძლიერ ტუტე ხსნარები, რომლებიც გადააქცევს უხსნად ფოსფატებს ჰიდროქსიდებად უხსნადი ლითონები, რომლებიც მოგვიანებით შეიძლება დაიშალა მჟავასთან ერთად გამოყოფის შემდეგ სუპერნატანტი.
მჟავას მარშრუტის შემთხვევაში, ხსნადობის შემდეგ, თორიუმი გამოყოფილია სხვა იშვიათი მიწებისაგან ნალექით, რეგულირების შემდეგ. pH 1.0-ზე. ნალექი, თორიუმის ფოსფატი, შემდეგ მუშავდება ტუტე ხსნარით ფოსფატების მოსაშორებლად. არასასურველი ნივთიერებები და შემდეგ იხსნება აზოტის მჟავაში, რათა გაიწმინდოს ტრიბუტილ ფოსფატით ნავთი.
ტუტე გზით, თორიუმის ჰიდროქსიდი გამოყოფილია სხვა იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდებისგან მარილმჟავას დამატებით და pH-ის რეგულირებით 5.0-დან 6.0-მდე, რაც მხოლოდ ალექებს თორიუმის ნაერთს. იქიდან თორიუმი ასევე იხსნება აზოტმჟავაში და შემდგომ იწმინდება ტრიბუტილ ფოსფატით ნავთში.
ორივე შემთხვევაში, თორიუმი აღებულია Th-ის სახით (NO3)4თორიუმის IV ნიტრატი.
მეტალის თორიუმის წარმოებისთვის უკვე გამოყენებულია Th ჰალოიდების და დიჰალიდების რედუქცია ნატრიუმით, კალიუმით ან კალციუმით. THE ელექტროლიზი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, სადაც თორიუმის ქლორიდი ან ფტორი ერწყმის ნატრიუმს ან კალიუმის ქლორიდს. ThO2 ის ასევე წარმოადგენს მეტალის თორიუმის წყაროს, შემცირების პროცესების მეშვეობით, როგორც ეს არის სილვანიის პროცესის შემთხვევაში (რომელშიც კალციუმი არის რედუქტანტი).
თორიუმის აპლიკაციები
თორიუმი აქვს დიდი თერმული წინააღმდეგობა. ლითონის შენადნობა თორიუმსა და მაგნიუმი (Mag-Thor) გამოიყენება კოსმოსურ ხომალდებში და რაკეტებში. ThO2, ოქსიდი უმაღლესი დნობის წერტილი, აქვს მაღალი რეფრაქციული ინდექსი და დაბალი დისპერსია, გამოიყენება მაღალი ხარისხის ოპტიკურ ლინზებში.
თორიუმის ნაერთები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კატალიზატორები მნიშვნელოვან ინდუსტრიულ პროცესებში, როგორიცაა ზეთის გატეხვა, სინთეზი გოგირდის მჟავა და ოსტვალდის პროცესი აზოტის მჟავას სინთეზისთვის.
თუმცა, თორიუმი გამოირჩეოდა ბირთვული ქიმიით. მას აქვს უპირატესობა ურანთან შედარებით: პრაქტიკულად მთელი ბუნებრივი თორიუმი არის ფორმის 232Th, არ სჭირდება გამდიდრება. თორიუმი-232 არ არის იშლება, თუმცა, ის შეიძლება გარდაიქმნას ნეიტრონის შთანთქმის გზით 233U, შესანიშნავი დასაშლელი საწვავი.
ენერგიის წარმოებისთვის მისი გამოყენების სასარგებლოდ არის ის თორიუმის ნარჩენები უფრო მოკლე დროში ხდება უსაფრთხო ურანის ნარჩენებთან შედარებით. მიუხედავად იმისა, რომ ურანის ნარჩენები საშიშია ათასობით წლის განმავლობაში, თხევადი თორიუმის ფტორიდის ნარჩენების დაახლოებით 83% უსაფრთხო იქნება 10 წელიწადში, ხოლო დანარჩენი 17% უსაფრთხო იქნება დაახლოებით 300 წელიწადში.
გასაკვირი არ არის ინდოეთითორიუმის საბადოების დიდი რაოდენობით და ურანის დაბალი რაოდენობით, ცდილობს ატომური ელექტროსადგურების განვითარებას თორიუმის გამოყენებით.
შეამოწმეთ იგი ჩვენს პოდკასტზე:როგორ მუშაობს ატომური ელექტროსადგურები?
თორიუმი და რადიოაქტიურობა
თორიუმი არ არის ადვილად მიღებული ჩვენი ორგანიზმის მიერგარდა იმისა, რომ დაბალი კონცენტრაციაა ჰაერში, წყალში, რომელსაც ვსვამთ და საკვებში. ამრიგად, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ თორიუმით გამოწვეულ პრობლემებს საერთო პოპულაციაში დავინახოთ. კვლევების უმეტესობამ შეაფასა მუშები, რომლებიც ექვემდებარებოდნენ ამ მასალის დიდ რაოდენობას, როგორიცაა მაღაროელები.
შესახებ რადიოაქტიურობაკიბოს კვლევის საერთაშორისო სააგენტომ (IARC) თორიუმი კლასიფიცირებულია, როგორც ადამიანის კანცეროგენი. თუმცა, აშშ-ს ჯანდაცვისა და ადამიანური სერვისების დეპარტამენტი ამბობს, რომ ჯერ კიდევ ნაადრევია დავასკვნათ, რომ თორიუმი კანცეროგენულია ადამიანისთვის.
1928 წლიდან 1955 წლამდე გამოიყენებოდა როგორც კონტრასტი რენტგენოლოგიურ გამოკვლევებში, თოროტრასტი, რომელიც შეიცავდა 25% ThO.2 და იყო ოდნავ რადიოაქტიური. ღვიძლის, ნაღვლის ბუშტისა და სისხლის კიბოს უფრო მეტი რაოდენობა დაფიქსირდა პაციენტებში, რომლებიც იღებდნენ ამ კონტრასტის დიდ დოზებს.
თორიუმის ისტორია
1815 წელს, ქიმიკოსმა იონს იაკობ ბერცელიუსმა მიიღო იშვიათი მინერალის ნიმუში ფალუნის რაიონიდან, შვედეთი. იმ დროს ქიმიკოსმა ივარაუდა, რომ ამ მინერალში იქნებოდა ახალი ელემენტი, რომელსაც მან უწოდა თორიუმი, ჭექა-ქუხილის და ომის სკანდინავიური ღმერთის მითითებით. თორი. თუმცა, 10 წლის შემდეგ, დადასტურდა, რომ მინერალი იყო ქსენოტიმის მარტივი ნიმუში, იტრიუმის ფოსფატი.
თუმცა 1928 წელს ბერცელიუსმა მიიღო ახალი მინერალური ნიმუში ნორვეგიელი მეუფე და მინერალოგი ჰანს მორტენ თრეინ ესმარკისაგან. ამ ახალ მინერალში, საბოლოოდ, შვედმა ქიმიკოსმა აღმოაჩინა ახალი ელემენტი, რაც მას იგივე სახელს ანიჭებს. შესაბამისად, მან დაარქვა ტორი (თორია), რომელსაც მოგვიანებით სახელი შეუცვალეს და ტორიტა (თორიტი).
სტეფანო არაუხო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი
