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 원소입니다.
이 원소는 29개의 알려진 동위 원소 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.
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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.
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, 어떤 면에서는 수용액의 화학적 거동과 관련이 있습니다. 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 구조의 5f 하위 수준의 결과라는 것을 깨달았습니다.
29개의 동위원소가 알려져 있다 동위원소만을 강조한 프로탁티늄 231아빠와 234자연의 파, 그리고 233Pa, 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 12년의 과정을 거쳐 약 US$의 비용으로 60톤의 폐기물에서 125g의 99.9% 순수 프로탁티늄 500.000.
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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. 원소 91에 대한 이 명명법은 파얀과 괴링의 "브레비우스"와 겹치게 되었습니다. 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 없는 경우 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
원천: 브라질 학교 - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protactinio-pa.htm