O tor, symbol Th i liczba atomowa 90, jest aktynowcem. Jest to pierwiastek zawierający w sumie około 30 izotopów, z których sześć występuje w naturze. Ma stopień utlenienia +4 i tworzy związki z większością niemetale układu okresowego. Ma obfitość porównywalną z Ołów w skorupie ziemskiej i może być komercyjnie wydobywany z niektórych minerałów, takich jak monazyt.
Tor jest prawie zawsze wytwarzany jako produkt uboczny pozyskiwania innych metale i wyróżnia się dobrą odpornością termiczną, dzięki czemu nadaje się do statków kosmicznych i pocisków. Tlenek toru, ThO2, ma najwyższą temperaturę topnienia, oprócz wysokiego współczynnika załamania światła. tor też został przebadany jako paliwo dla elektrowni jądrowych, którego zastosowanie ma przewagę nad konwencjonalnie stosowanym uranem.
Przeczytaj też:Aktyna — aktynowiec, który można stosować w leczeniu raka
Tematy w tym artykule
- 1 - Podsumowanie dotyczące toru
- 2 - Właściwości toru
- 3 - Charakterystyka toru
- 4 - Gdzie można znaleźć tor?
- 5 - Pozyskiwanie toru
- 6 - Zastosowania toru
- 7 - Tor i radioaktywność
- 8 - Historia Toru
podsumowanie o torze
Tor to metal należący do grupy aktynowców.
Ma ponad 30 izotopów, z których sześć występuje w naturze.
Jest reaktywny chemicznie i tworzy związki z większością niemetali.
Ma dobrą koncentrację w skorupie ziemskiej, zbliżoną do ołowiu.
Jest pozyskiwany komercyjnie z minerałów, w których nie jest głównym pierwiastkiem, takich jak monazyt i alanit.
Ma zastosowanie w przemyśle lotniczym, w produkcji wysokiej jakości soczewek i pojawia się jako paliwo jądrowe.
Został odkryty w 1828 roku przez szwedzkiego chemika Jönsa Jacoba Berzeliusa.
Właściwości toru
Symbol: Cz
Liczba atomowa: 90
masa atomowa: 232.03806 j.m.
elektroujemność: 1,3
Punkt fuzji: 1750 °C
Temperatura wrzenia: 4788 °C
Gęstość: 11,72 g.cm-3
Elektroniczna Konfiguracja: [Rn] 7s2 6d2
Seria chemiczna: aktynowce
Teraz nie przestawaj... Więcej po reklamie ;)
charakterystyka toru
Tor, symbol Th i Liczba atomowa 90, to jest… metal należący do grupy aktynowców. W postaci metalicznej ma jasny srebrny kolor, a ponadto ma najwyższą temperaturę topnienia spośród wszystkich aktynowców. Jednak z wyjątkiem aktynu Th ma najniższy gęstość wśród innych elementów w tej kategorii.
Istnieje co najmniej 30 izotopów toru, jednak tylko te o masie 227, 228, 230, 231, 232 i 234 są naturalne (znalezione w naturze). Pozostałe są wytwarzane w laboratorium lub w wyniku reakcji rozpadu innych pierwiastków wytworzonych w laboratorium i dlatego są uważane za syntetyczne.
Wśród naturalnych izotopów 232T, którego pół życia mieści się w zakresie 14 miliardów lat. Dzieje się tak, ponieważ znaczna część toru występującego w przyrodzie pochodzi z reakcji rozpadu naturalnych izotopów uran, Jednakże 232Jest to jedyny znaleziony w rudach bez uranu.
TEN Reaktywność chemiczna toru jest wysoka: w wysokich temperaturach jest łatwo atakowany przez tlen, wodór, azot, halogeny oraz siarka. Węgiel i fosfor są zdolne do tworzenia związków binarnych z Th.
Kiedy drobno podzielony, Tor jest nawet piroforyczny (samoczynnie zapala się w kontakcie z powietrzem), jednak w stanie surowym iw warunkach otoczenia powoli reaguje z powietrzem, ale mimo to odczuwalna jest korozja.
Z kwasy, tor reaguje energicznie z kwas chlorowodorowy, pozostawiając czarną resztę o wzorze ThO(X)H, gdzie X jest mieszaniną jonów OH- i Cl-. Z innymi kwasami Th praktycznie nie reaguje.
Gdzie można znaleźć tor?
tor ma dobry masowy udział w skorupie ziemskiej. Szacuje się, że jest trzy razy bardziej obfity niż cyna, dwa razy bardziej obfite niż arsen i tak obfite jak ołów i molibden. Dane wskazują, że jego stężenie w skorupie ziemskiej wynosi 10 ppm (część na milion lub miligram na kilogram), podczas gdy ołowiu dla porównania wynosi 16 ppm.
W naturze występuje w postaci czterowartościowej., Cz4+i często kojarzy się z U4+, Zr4+, Hf4+ i Ce4+, plus trochę trójwartościowych metali ziem rzadkich (ładunek 3+) z promień jonowy podobny. W oceanach koncentracja Th4+ nie więcej niż 0,5 x 10-3 g/m³, ponieważ forma czterowartościowa jest słabo rozpuszczalna.
Tlenki toru i uranu, ThO2 i OU2, mają podobną strukturę i dlatego mogą tworzyć rozwiązanie stałe. Jeśli mieszanina zawiera do 15% molowych ThO2, mamy do czynienia z rudą uraninitu. Jednakże, jeśli jest więcej niż 75% molowych ThO2, ruda nazywana jest torianitem. To dlatego tor jest zanieczyszczeniem, które jest zawsze obecne w próbkach mineralnych mieszanek smołowych.
Innym minerałem o wysokiej zawartości toru jest toryt, krzemian toru (ThSiO4), dzięki której pierwiastek został odkryty, ale zarówno toryt, jak i torianit są rzadkimi minerałami.
Więc komercyjnie główne źródła toru to monazyt, allanit i cyrkon (lub cyrkon). W tych minerałach, a także w innych przedstawionych w poniższej tabeli, tor jest składnikiem mniejszościowym.
Minerał |
Zawartość (ppm) |
monazyt |
25 000 do 200 000 |
alanit |
1000 do 20 000 |
cyrkon |
50 do 4000 |
tytanit |
100 do 600 |
epidot |
50 do 500 |
apatyt |
20 do 150 |
magnetyt |
0,3 do 20 |
Monacyt, złoty lub brązowawy fosforan ziem rzadkich, jest ważnym źródłem toru w postaci ThO2, ponieważ jest rozmieszczony na prawie całej planecie, a niektóre złoża są dość rozległe. Warte uwagi są depozyty w Indiach, Egipcie, RPA, Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, z 200-400 kton (kilotony, 10³ ton) ThO2 w każdym kraju.
Przeczytaj też: Americium — aktynowiec szeroko stosowany w czujnikach dymu
Pozyskiwanie toru
Ponieważ tor prawie zawsze jest powiązany z metalami o dużym znaczeniu handlowym (takim jak: niobu, uran i cyrkon), podobnie jak lantanowce, jest wytwarzany jako produkt uboczny.
Na W przypadku monazytu istnieją dwie formy zacząć pozyskiwać tor:
atak silnymi kwasami, zdolnymi do przekształcania jonów fosforanowych (PO43-) w H2PYŁ4- i H3PYŁ4, pozostawiając w ten sposób jony metali w postaci rozpuszczalnych w wodzie soli;
lub użyj silnie alkalicznych roztworów, które zamienią nierozpuszczalne fosforany w wodorotlenki metale nierozpuszczalne, które po oddzieleniu supernatant.
W przypadku drogi kwasowej, po solubilizacji tor jest oddzielany od innych pierwiastków ziem rzadkich przez wytrącanie po dostosowaniu pH na 1.0. Osad, fosforan toru, jest następnie traktowany roztworem alkalicznym w celu usunięcia fosforanów. niechciane substancje, a następnie rozpuszczone w kwasie azotowym, w celu oczyszczenia fosforanem tributylu w nafta oczyszczona.
Na drodze alkalicznej wodorotlenek toru oddziela się od innych wodorotlenków metali ziem rzadkich przez dodanie kwasu chlorowodorowego i doprowadzenie pH między 5,0 a 6,0, co powoduje jedynie wytrącenie związku toru. Stamtąd tor jest również rozpuszczany w kwasie azotowym i dalej oczyszczany fosforanem tributylu w nafcie.
W obu przypadkach tor odzyskiwany jest w postaci Th (NO3)4, tj. azotan toru IV.
Do produkcji toru metalicznego zastosowano już redukcję halogenków i dwuhalogenków Th przez sód, potas lub wapń. TEN elektroliza można również zastosować, gdzie chlorek lub fluorek toru jest skondensowany z chlorkiem sodu lub potasu. The Tho2 jest również źródłem metalicznego toru, poprzez procesy redukcji, jak ma to miejsce w przypadku procesu Sylvania (w którym reduktorem jest wapń).
Zastosowania toru
tor ma świetną odporność termiczną. Stop metalu między torem a magnez (Mag-Thor) jest używany w statkach kosmicznych i rakietach. The Tho2, tlenek najwyższa temperatura topnienia, ma wysoki współczynnik załamania światła i niską dyspersję, stosowany w wysokiej jakości soczewkach optycznych.
Związki toru mogą być również stosowane jako katalizatory w ważnych procesach przemysłowych, takich jak: kraking olejowy, synteza Kwas Siarkowy oraz proces Ostwalda do syntezy kwasu azotowego.
Jednak tor celował w chemii jądrowej. Ma przewagę nad uranem: praktycznie cały naturalny tor ma postać 232Th, nie potrzebuje wzbogacenia. Tor-232 nie jest rozszczepialny, jednak może zostać przekształcony poprzez absorpcję neutronów do 233U, doskonałe paliwo rozszczepialne.
Kolejnym argumentem przemawiającym za wykorzystaniem go do produkcji energii jest to, że Pozostałości toru stają się bezpieczne w krótszym czasie w porównaniu z pozostałościami uranu. Podczas gdy odpady uranu są niebezpieczne przez tysiące lat, około 83% płynnych odpadów z fluorku toru będzie bezpieczne za 10 lat, a pozostałe 17% za około 300 lat.
nic dziwnego, że Indie, z dużą ilością złóż toru i małą ilością uranu, dąży do rozwoju elektrowni jądrowych wykorzystujących tor.
Sprawdź to w naszym podcastie:Jak działają elektrownie jądrowe?
Tor i radioaktywność
tor nie jest łatwo przyjmowany przez nasz organizm, oprócz niskiego stężenia w powietrzu, wodzie, którą pijemy i jedzeniu. W związku z tym jest mało prawdopodobne, aby problemy powodowane przez tor w populacji ogólnej. W większości badań oceniano pracowników, którzy byli narażeni na duże ilości tego materiału, np. górników.
o radioaktywnośćMiędzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) sklasyfikowała tor jako czynnik rakotwórczy u ludzi. Jednak amerykański Departament Zdrowia i Opieki Społecznej twierdzi, że Jest jeszcze za wcześnie, aby stwierdzić, że tor jest rakotwórczy dla ludzi.
Od 1928 do 1955 był używany jako kontrast w badaniach radiologicznych, Thorotrast, który zawierał 25% ThO2 i był lekko radioaktywny. U pacjentów otrzymujących duże dawki tego kontrastu obserwowano większą liczbę nowotworów wątroby, pęcherzyka żółciowego i krwi.
historia toru
W roku 1815 chemik Jöns Jacob Berzelius otrzymał próbkę rzadkiego minerału z Dystryktu Falun w Szwecji. Chemik zakładał wówczas, że w tym minerale pojawi się nowy pierwiastek, który nazwał torem, nawiązując do skandynawskiego boga piorunów i wojny, Thor. Jednak 10 lat później potwierdzono, że minerał jest prostą próbką ksenotymu, fosforanu itru.
Jednak w 1928 roku Berzelius otrzymał nową próbkę minerału od norweskiego pastora i mineraloga Hansa Mortena Thrane'a Esmarka. W tym nowym minerale wreszcie Szwedzki chemik odkrył nowy pierwiastek, nadając mu tę samą nazwę. W związku z tym nazwał go tory (Thoria), której później nazwę zmieniono na torita (toryt).
Stefano Araújo Novais
Nauczyciel chemii
