O technetium is een element van atoomnummer 43 behorend tot groep 7 van het periodiek systeem. Het is een overgangsmetaal en was het eerste element dat kunstmatig werd geproduceerd in de menselijke geschiedenis. Er wordt nog steeds gedebatteerd of het metaal van nature kan worden gevonden in aardkorst.
Dit element wordt veel gebruikt in de nucleaire geneeskunde, omdat het een isotoop heeft die beelden kan produceren die worden gebruikt voor de diagnose van tumoren in verschillende organen van de Menselijk lichaam. Hoewel de chemie ervan niet zo ontwikkeld is, is de interesse ervoor te danken aan de nucleaire geneeskunde.
Lees ook:Niobium — een ander overgangsmetaal
Samenvatting over technetium
- Technetium was het eerste element dat kunstmatig werd geproduceerd.
- Chemisch, dit metaal lijkt erg op rhenium, ook uit groep 7.
- Er wordt gespeculeerd over de aanwezigheid van technetium in de aardkorst, maar de productie ervan is nog volledig kunstmatig.
- Het element wordt veel gebruikt in de nucleaire geneeskunde voor de diagnose van tumoren en beeldvorming van verschillende organen.
- De ontdekking vond plaats in 1937, door de groep van de Italiaanse wetenschapper Emilio Segrè.
Technetium-eigenschappen
- Symbool: tc.
- Atoom nummer: 43.
- Atoom massa: 98 cu
- Elektronische configuratie: [Kr] 5s2 4d5.
- Fusiepunt: 2157°C.
- Kookpunt: 4265 °C.
- Dikte: 11,50 g.cm-3.
- Chemische serie: overgangsmetaal; groep 7.
Niet stoppen nu... Er is meer na de advertentie ;)
Kenmerken van technetium
Technetium is oorspronkelijk een element kunstmatig, de eerste die door de mensheid is geproduceerd. Technetium metallic in het kilogrambereik is al geproduceerd, aanvankelijk door de verlaging van Tc2s7 bij 1100 °C met gas waterstof. Momenteel is de reductie van ammoniumpertechnetaat (NH4TcO4), ook met waterstofgas.
In zijn metallische vorm is technetium zilvergrijs en wordt het langzaam donker bij contact met lucht. het is opmerkelijk dat uw chemie is vergelijkbaar met renium, element net onder in groep 7. Wanneer ze bijvoorbeeld worden gedeeld, kunnen beide branden in contact met lucht bij een temperatuur van ongeveer 370 ° C. Ze hebben ook gemeen dat vermogen om te reageren met halogenen.
Technetium lost niet op in zoutzuur in geen concentratie, maar lost op in:
- zuur salpeterzuur;
- aqua regia (een mengsel van salpeterzuur en zoutzuur in hoge concentratie);
- zwavelzuur.
de staten van oxidatie De meest voorkomende waarden voor technetium variëren van 0 tot +7, maar de meeste technetium-chemie heeft het pertechnetaat-anion (TcO4-) als voorloper.
Momenteel zijn ze gecatalogiseerd 43 isotopen van technetium, waarvan de massa's variëren van 86 tot 113. Enkele voorbeelden van deze isotopen zijn de 97Tc, met halveringstijd van 2,6 x 106 jaar, en de 98Tc, met een halfwaardetijd van 4,2 x 106 jaar oud. De chemisch meest geëxploiteerde isotoop is de 99Tc, met een halfwaardetijd van 2,1 x 105 jaar oud.
Zie ook: Barium — een ander zilverkleurig element
Voorkomen van technetium
Het is gebruikelijk om te zeggen dat technetium niet van nature op onze planeet voorkomt, het wordt alleen synthetisch bereid. In 1956 voorspelde de Japanse chemicus Paul Kuroda echter dat een soort natuurlijke kernreactor had kunnen bestaan in de diepten van planeet.
Vijf jaar later, in 1961, rapporteerde Kuroda aan: aanwezigheid van 99Tc in een pitchblende-monster (een mineraal dat rijk is aan uranium), waarvan het gehalte in de orde van grootte van 2 x 10. zou zijn-10 gram isotoop per kilogram mineraal.
Later, in 1962, bevestigden Franse onderzoekers Kuroda's theorieën door gesteentemonsters in de Gabon en wees zelfs op de aanwezigheid van sporen van technetium in de monsters. Dus de Het idee dat er geen natuurlijk technetium is, is tegenstrijdig, onderwerp van grote discussie binnen de wetenschappelijke gemeenschap.
Wat betreft de ruimte, technetium werd gedetecteerd in oproepen sterren gigantische rode, in de jaren vijftig, maar niet in de zon, iets dat helpt te bewijzen dat de zon een relatief nieuwe ster is. De detectie van technetium in deze sterren was erg belangrijk, omdat de halfwaardetijd van het element veel korter is. dan de leeftijd van deze sterren, wat suggereert dat technetium daadwerkelijk in deze lichamen wordt geproduceerd hemel.
Technetium verkrijgen
Hoewel er discussie is over de natuurlijke aanwezigheid van technetium op onze planeet, is het een feit dat de De productie van technetium vindt kunstmatig plaats in kerncentrales. Het komt overeen met ongeveer 6% van de splijtingsproducten van de uranium, wordt vele jaren later teruggevonden.
Het herstel vindt plaats op een manier die tijd geeft voor producten van splijting korte halfwaardetijd en zeer radioactief zijn vervallen. Over het algemeen wordt technetium gescheiden van andere splijtingsproducten met behulp van ionenuitwisselingsharsen of oplosmiddelextractie.
Weet ook: Dubnium — zeer radioactief kunstmatig element
Technetium-toepassingen
Het belangrijkste gebruik van technetium is in nucleaire geneeskunde, in het bijzonder bij de diagnose van tumoren.Hiervoor wordt isotopenverval gebruikt 99mTc, wat overeenkomt met de metastabiele isotoop van 99tc. De metastabiele vorm is de aangeslagen vorm van de traditionele isotoop, dat wil zeggen, energieker, met duidelijke nucleaire eigenschappen.
Voor medicinale doeleinden is de 99mTc bij de patiënt in de vorm van a oplossing zoutoplossing die wordt geabsorbeerd door de orgaan te evalueren. Deze isotoop wordt gemaakt uit molybdeen-99 (99Mo), ook synthetisch, vormt het anion [99Loeien4]2-, die vervalt, -deeltjes uitstraalt, en de [99mTcO4]-, chemische vorm die vroeger in de patiënt werd geïnjecteerd.
Deze metastabiele isotoop is hiervoor zeer geschikt omdat hij na injectie normaal gesproken vervalt tot de isotoop 99Tc, emitterend straling voldoende gamma (energie) om het resultaat te verkrijgen als zeer weinig van de metastabiele isotoop wordt gebruikt, iets van ongeveer 1 x 10-9 bij 1 x 10-12 mollen
Iets dat even voordelig is, is de halfwaardetijd van de 99mTc — in het bereik van zes uur. Deze halfwaardetijd is lang genoeg om het monster in de patiënt te injecteren voordat verval, maar klein genoeg om emissies meetbaar te maken bij kleine concentraties van de isotoop.
Alle vrijkomende gammastraling wordt gebruikt om een beeld te genereren, dat kan zijn:
- tweedimensionaal (om te evalueren) tumoren en metastase);
- driedimensionaal (om afbeeldingen te maken van de hart, botten, lever, nieren en brein).
Voorzorgsmaatregelen met technetium
Het is noodzakelijk om aandacht te besteden aan radioactiviteit van technetium, voornamelijk zodat de behandeling ervan adequaat is. In kleine hoeveelheden, zoals minder dan 0,05 gram, zijn de gepresenteerde risico's niet zo ernstig, hoewel voorzorgsmaatregelen noodzakelijk zijn. Zo is de gevaarlijkere gammastraling bijna onbestaande, maar de bèta-emissies worden gemakkelijk in bedwang gehouden door glas.
Er moet ook aan worden herinnerd dat technetium-isotopen een lange halfwaardetijd hebben. Daarom is de hoeveelheid gegenereerde straling in een kort tijdsinterval klein, wat de noodzaak om in kleine hoeveelheden te werken nog versterkt.
Een van de manieren om technetium te manipuleren, is: gebruik van een handschoenkap, zodat het monster wordt geïsoleerd en de bediener niet wordt blootgesteld aan risico's die verband houden met straling.
Meer weten: Welke elementen van het periodiek systeem zijn radioactief?
geschiedenis van technetium
groep 7 van Periodiek systeem trok lange tijd de aandacht, want bij de ontwikkeling van de originele tafel door Dmitri Mendelejev, slechts één element chemisch daarin vervat: de mangaan. Zo is in de 20e eeuw er zijn veel pogingen gedaan om de elementen van groep 7 te ontdekken, waarvan de meeste duidelijk niet effectief zijn.
In 1925 beweerden Otto Berg, Walter Noddack en Ida Tacke (later Ida Noddack) de niet één, maar twee nieuwe elementen van groep 7, die ze masurium (Z = 43) en rhenium (Z = 75). De tweede werd geaccepteerd, maar element 43 had niet hetzelfde respect, en was het onderwerp van veel geschillen.
Geconfronteerd met vele impasses, de officiële ontdekking van element 43 wordt toegeschreven aan de Italiaan Emilio Segrè, die de hulp had van zijn groep onderzoekers, in 1937. Segrè en zijn team slaagden erin een monster van molybdeen te manipuleren, dat enkele maanden lang werd gebombardeerd met deuterium.
Na verschillende analyses slaagde het Italiaanse team erin dit nieuwe element te identificeren, dat kon worden gescheiden door te koken met natriumhydroxide en een kleine hoeveelheid waterstof peroxide.
De naam technetium komt van het Grieks technetos en betekent "kunstmatig". |
Oefeningen opgelost op technetium
vraag 1
(ESCS-DF 2011) In de nucleaire geneeskunde worden radiofarmaca gebruikt bij de diagnose en behandeling van verschillende ziekten. Sommige radiofarmaca gebruiken technetium-99m (Tc-99m), dat nuttige eigenschappen heeft als marker. gamma-emitter nuclide en kan worden gebruikt bij onderzoeken van de hersenen, het myocard, de schildklier, de longen en anderen.
Het gebruik van een radio-isotoop hangt af van de chemische en biologische eigenschappen, inclusief de halfwaardetijd. De 99mTc-isotoop heeft een halfwaardetijd van zes uur, voldoende om zich op te hopen in het te onderzoeken orgaan en om niet lang in het lichaam te blijven.
De massa van 99mTc die nodig is om een bepaalde test uit te voeren, komt overeen met 500 mg. Aangezien een patiënt dit onderzoek 12 uur na toediening van de radionuclide zal ondergaan, is de minimale hoeveelheid van het radiofarmacon die de patiënt moet krijgen gelijk aan:
A) 2 gram
B) 1 gram
C) 500 mg
D) 250 mg
E) 125 mg
Oplossing:
alternatief A
Halfwaardetijd is de tijd die nodig is om de hoeveelheid van een radioactief monster te halveren. De patiënt zal het onderzoek 12 uur na toediening van de 99mTc, die een halfwaardetijd van zes uur heeft.
Als 500 mg nodig is, betekent dit dat na 12 uur slechts 500 mg van de 99mTc zal beschikbaar zijn. Binnen 12 uur waren twee halfwaardetijden verstreken, wat betekent dat het monster twee keer was gehalveerd, d.w.z. de oorspronkelijke hoeveelheid werd gedeeld door vier.
De initiële hoeveelheid radiofarmaca die de patiënt moet krijgen is dus minimaal 2 gram, omdat er na 12 uur nog slechts 500 mg monster over is.
vraag 2
(Fameca-SP 2014) De afbeelding toont een 99mTc (metastabiele technetium-99) generator geproduceerd in Brazilië door Ipen. Deze radionuclide, gebruikt in de nucleaire geneeskunde, wordt continu geproduceerd door het verval van de "moeder" radionuclide, die 99Mo (molybdeen-99) is. De grafiek toont een typische 99Mo-activiteit van deze generatoren als functie van de tijd in dagen.
In de nucleaire vergelijking die verwijst naar het verval van 99Mo, de "ouder"-nuclide, tot 99mTc, de "dochter"-nuclide, is er een afgifte van
A) alfadeeltjes.
B) negatieve bètadeeltjes.
C) positieve bètadeeltjes.
D) neutronen.
E) protonen.
Oplossing:
alternatief C
beide 99hoeveel de 99mTc hebben dezelfde massa. De "m" in 99mTc betekent gewoon dat het een metastabiele isotoop is, dat wil zeggen dat het zich op een hoger energieniveau bevindt dan de isotoop 99Conventionele Tc, maar zonder enige interferentie in de massa.
Molybdeen heeft atoomnummer 42, terwijl technetium atoomnummer 43 heeft.
Zo kan worden gezien dat in het verval van de 99Mo voor de productie van 99mEr was handhaving van de massa en een toename van één eenheid in atoomnummer. Dit is kenmerkend voor de emissie van negatieve bètadeeltjes, aangezien deze deeltjes een verwaarloosbare massa en een atoomnummer gelijk aan -1 hebben, net als de elektron.
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar
