영형 프로탁티늄, 기호 Pa는 의 요소 번호 91입니다. 주기율표. 희귀하고 얻기 어려운 이 요소의 응용 프로그램은 거의 없습니다. 그러나 가장 안정적인 산화 상태는 +5이며 탄탈 및 니오븀과 유사한 화학적 거동을 보입니다. f 하위 수준에 전자를 갖는 악티늄 계열의 첫 번째 요소입니다.
이 원소는 29개의 알려진 동위원소 외에도 1.4K 미만의 온도에서 초전도성을 가지고 있습니다. 이 중 질량이 231인 것과 질량이 234인 것은 두 개뿐입니다. 대부분의 프로탁티늄은 우라늄 핵폐기물에서 얻습니다. Pa는 1910년대에 이루어진 작업을 통해 발견되었습니다.
너무 읽기: 노벨륨 - 악티늄족에 속하는 또 다른 원소
이 기사의 주제
- 1 - 프로탁티늄에 대한 요약
- 2 - 프로탁티늄의 성질
- 3 - 프로탁티늄의 특성
- 4 - 프로탁티늄은 어디에서 찾을 수 있습니까?
- 5 - 프로탁티늄 얻기
- 6 - 프로탁티늄 사용 시 주의사항
- 7 - 프로탁티늄의 응용
- 8 - 프로탁티늄의 역사
- 9 - protactinium에 대한 해결 된 운동
프로탁티늄에 대한 요약
프로탁티늄은 금속 주기율표의 f 블록에 속합니다.
금속 형태로 연성 및 가단성입니다.
용액에서 주요 NOx는 탄탈륨 및 니오븀과 같이 +5입니다.
그것은 29개의 알려진 동위 원소를 가지고 있으며 그 중 2개만 자연에서 발견됩니다: 질량 231과 234.
획득 및 추출이 어렵습니다. 주요 천연 공급원은 우라늄 핵폐기물입니다.
매우 위험한 것으로 알려져 있지만 프로탁티늄에 대한 알려진 응용 프로그램은 거의 없습니다.
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프로탁티늄 속성
상징: 삽.
원자 번호: 91.
원자 질량: 231.03588 c.u.s.
전기 음성도: 1,5.
퓨전 포인트: 1572°C
비점: 4000°C
밀도: 15.37g.cm-3 (계획된).
전자 구성: [Rn] 7초2 5f2 6d1.
화학 시리즈: 악티늄족, 블록 f, 내부 전환 요소.
프로탁티늄의 특성
프로탁티늄, 원자 번호 91과 기호 Pa는 악티늄족. 비록 요소 희귀하고 구하기 힘든, 금속 형태의 Pa는 다음과 같이 알려져 있습니다. 연성 및 가단성. 온도가 증가함에 따라 변하는 실온에서 공기와 접촉하여 산화되지 않습니다.
그것의 주요 산화 상태는 원소와 유사한 +5입니다. 탄탈 그리고 니오브, 어떤면에서는 수용액의 화학적 거동과 관련하여. Protactinium은 또한 actinide 계열에서 처음으로 f 하위 수준의 전자 (보다 구체적으로 5f), 토륨 그것은 ~로부터 우라늄.
에 의해 공격을 받는다 염산 (8몰. 엘-1), 산 불산 (12 mol. 엘-1) 그리고 황산 (2.5몰. 엘-1). 여전히 반응적인 측면에서 protactinium은 O와 반응할 수 있습니다.2, 시간2O 또는 CO2 300 ~ 500 °C 사이의 온도에서 산화물 Pa 생성2영형5.
암모니아(NH3), protactinium이 반응하여 PaN을 형성합니다.2, 그리고 가스와 함께 수소 (시간2), PaH의 형성이 있습니다3. 사이 할로겐, protactinium은 다음과 반응합니다. 요오드 (나2) 약 400℃의 온도에서 PaI를 형성5.
프로탁티늄 만약에1.4K의 온도에서 초전도체가 된다.. 또한, 그러한 특성은 그 구조의 5f 하위 수준의 결과로, Pa가 실제로 악티늄족이라는 것이 분명해졌습니다.
29개의 동위원소가 알려져 있다 동위원소만을 강조한 프로탁티늄 231아빠와 234자연의 파, 그리고 233파, 생산 원자로. 그 중 가장 긴 것은 반감기 그리고 231Pa, 3.28 x 104 살이에요.
프로탁티늄은 어디에서 찾을 수 있습니까?
지질학적으로 프로탁티늄의 반감기(231Pa) 너무 작습니다. 따라서 자연에서 발견되는 모든 프로탁티늄 의 방사성 붕괴에서 비롯됩니다. 235유.
요점은 우라늄이 전 지역에 잘 분포되어 있음에도 불구하고 지각 (평균 함량이 2.7ppm인 경우) 이 질량의 0.711%만이 우라늄의 질량 235 동위 원소에 해당합니다. 이런 식으로 추정된다. 평균 프로탁티늄 함량은 8.7 x 10입니다.-7 ppm.
프로악티늄 얻기
원소 91의 추출은 천연 자원을 통한 가장 어려운 것 중 하나입니다.. 그때까지 프로탁티늄은 상업적 관심이 없기 때문에 대규모로 생산되지 않았습니다. 이 요소의 측정 가능한 양은 일반적으로 다음에서 얻습니다. 우라늄 폐기물.
뿐만 아니라, 고전적인 정화 기술이온 교환 수지, 침전 및 결정화와 같은 용매 추출 및 크로마토그래피 외에도 프로탁티늄이 더 풍부한 제품을 얻는 데 사용할 수 있습니다.
1959년과 1961년에 영국 원자력청은 12개의 과정을 거쳐 약 US$의 비용으로 60톤의 폐기물에서 125g의 99.9% 순수 프로탁티늄 500.000.
더 알아보기: 안티몬 — 고대부터 사용되는 희귀 원소
프로탁티늄 사용 시 주의사항
프로탁티늄은 매우 위험하고 유독한. 이것은 채택이 필요합니다 플루토늄 유사 취급 주의사항. 에어로졸 형태로 공기 중에 분산된 프로탁티늄은 같은 농도의 시안화수소산보다 최대 2억 5천만 배 더 독성이 있을 수 있는 것으로 추정됩니다.
프로탁티늄의 응용
protactinium의 모든 독성은 추출하기 어려운 요소라는 사실에 추가되어 적용을 제한합니다. 알려진 몇 안되는 응용 분야 중에서 프로탁티늄은 이미 다음 분야에서 사용되었습니다. X선 검출용 신틸레이터. 그것은 또한 사용되었습니다 오래된 물건의 데이트, 관계를 통해 231삽/235유.
프로탁티늄의 역사
멘델레예프는 토륨과 우라늄 사이의 빈 공간에서 원소 91을 예측했습니다. 당신의 주기율표. 그는 그것을 "eka-tantalum"이라고 불렀고, 대략적인 원자 질량은 235이고 화학적 성질은 니오븀과 탄탈륨과 비슷할 것이라고 예측했습니다.
하지만, 1913년이 되어서야 Kasimir Fajans와 그의 제자 Oswald Göhring이 원소 91을 확인했습니다., 의 실험 및 이전 작업을 기반으로 어니스트 러더퍼드 그리고 프레드릭 소디.
실제로 새로운 요소는 234mPa(프로탁티늄-234의 준안정 이성질체)는 반감기가 1분이라는 짧은 존재 때문에 "브레비우스"(기호 Bv)라는 이름이 주어졌습니다.
동시에 당시에는 또 다른 문제가 있었습니다. 악티늄 (Ac), 요소 89. Ac의 반감기가 약 30년이기 때문에 Ac가 주요 방사성 원소가 될 수 없다는 것은 이미 알려져 있었지만 어떤 붕괴 계열이 그것을 생성했는지는 알려지지 않았습니다.
거기에서 Frederick Soddy는 악티늄을 생성하는 원소가 탄탈륨 다음으로 주기율표 5족에 위치한 알파 입자 방사체일 것이라고 제안했습니다. "eka-tantalus"라는 이름이 이 요소를 지정하는 데 사용되었습니다.
1918년 3월까지 소디를 이겨내고, Lise Meitner와 Otto Hahn이 동위 원소를 발견했습니다. 231삽, 그의 서신에서 코드명 "abracadabra"를 받았습니다. 사실, 이 새로운 원소는 알파 입자 방출에 의해 악티늄을 생성했으며 "악티늄의 상대적인"을 의미하는 두 가지 모두에서 프로탁티늄이라는 이름을 받았습니다. 91번 원소에 대한 이 명명법은 231Pa는 약 32,000세입니다.
protactinium에 대한 해결 된 운동
질문 1
악티늄족이지만 기호 Pa인 프로탁티늄은 니오븀 및 탄탈륨(+5)과 동일한 산화 상태를 갖습니다. 아마도 그것이 발견 당시에 "에카 탄탈룸"이라고 불렸던 이유일 것입니다. 다음 화합물 중 protactinium이 앞서 언급한 산화 상태를 나타내는 것은?
가) 파브르2
나) PAH3
다) PaCl4
D) 아빠2영형5
그리고 아버지
해결:
대안 D
할로겐이 없으면 원자 안에 산소 공식에서 -1과 같은 전하를 가집니다. 수소는 +1의 전하를 띠고 있습니다. 산소의 전하가 -2입니다. 따라서 의 계산 NOx 각 물질의 protactinium 함량은 다음과 같습니다.
파브르2: x + 2(–1) = 0 → x = +2; 너무 오답.
파3: x + 3(+1) = 0 → x + 3 = 0 → x = -3; 너무 오답.
PaCl4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; 너무 오답.
삽2영형5: 2x + 5(–2) = 0 → 2x – 10 = 0 → x = +5; 그래서 정답.
PaI: x + (–1) = 0 → x – 1 = 0 → x = +1; 너무 오답.
질문 2
처음에 원소 91인 프로탁티늄은 첫 번째 동위 원소인 234의 반감기가 약 1분이기 때문에 기호 Bv인 "브레비우스"라고 불렸습니다. 5분 동안 준비한 후 "짧은" 동위원소의 질량 백분율은 얼마입니까?
가) 50%
나) 25%
다) 12.5%
라) 6.25%
마) 3.125%
해결:
대안 E
반감기는 방사성 시료의 질량이 반으로 감소하는 데 필요한 시간을 특징으로 합니다. 반감기가 1분이면 1분마다 질량이 반으로 줄어든다는 의미입니다.
따라서 5분 만에 질량은 2에서 2로 떨어졌습니다.5, 초기 질량의 1/32와 동일합니다. 따라서 나머지 질량은 3.125%입니다.
스테파노 아라우조 노바이스
화학 선생님