О торијум, симбол Тх и атомски број 90, је актинид. То је елемент са укупно око 30 изотопа, од којих се шест налази у природи. Има оксидационо стање од +4 и формира једињења са већином неметала периодног система. Има обиље упоредиво са оним довести у земљиној кори и може се комерцијално екстраховати из неких минерала, као што је моназит.
Торијум се скоро увек производи као нуспроизвод добијања др метали и истиче се добром топлотном отпорношћу, што га чини погодним за свемирске летелице и ракете. Торијум оксид, ТхО2, има највишу тачку топљења, поред тога што има висок индекс преламања. торијум такође је проучаван као гориво за нуклеарне електране, чија примена има предности у односу на конвенционално коришћени уранијум.
Прочитајте такође:Актин — актинид који се може користити за лечење рака
Теме у овом чланку
- 1 - Резиме о торијуму
- 2 - Својства торијума
- 3 - Карактеристике торијума
- 4 - Где се може наћи торијум?
- 5 - Добијање торијума
- 6 - Примене торијума
- 7 - Торијум и радиоактивност
- 8 - Историја торијума
резиме о торијуму
Торијум је метал који припада групи актинида.
Има више од 30 изотопа, од којих се шест налази у природи.
Хемијски је реактиван и формира једињења са већином неметала.
Има добру концентрацију у земљиној кори, близу олова.
Комерцијално се екстрахује из минерала у којима није главни елемент, као што су моназит и аланит.
Има примену у ваздухопловној индустрији, у производњи висококвалитетних сочива, а појављује се и као нуклеарно гориво.
Открио га је 1828. шведски хемичар Јонс Јацоб Берзелиус.
Својства торијума
Симбол: Тх
атомски број: 90
атомска маса: 232.03806 ц.у.с.
електронегативност: 1,3
Фусион поинт: 1750 °Ц
Тачка кључања: 4788 °Ц
ГустинаТежина: 11,72 г.цм-3
Електронска конфигурација: [Рн] 7с2 6д2
Хемијска серија: актиниди
Не заустављај се сада... Има још после огласа ;)
карактеристике торијума
Торијум, симбол Тх и атомски број 90, то је а метала који припада групи актинида. Када је у металном облику, има светлу сребрну боју, поред тога што има највишу тачку топљења међу свим актинидима. Међутим, са изузетком актинијума, Тх има најнижу густина између осталих елемената у овој категорији.
Постоји најмање 30 изотопа торијума, међутим, само они масе 227, 228, 230, 231, 232 и 234 су природни (налазе се у природи). Остали се производе у лабораторији или од реакција распадања других елемената направљених у лабораторији и стога се сматрају синтетичким.
Међу природним изотопима, 232Тх, чији полу живот је у распону од 14 милијарди година. То је зато што велики део торијума који се налази у природи потиче од реакција распадања природних изотопа уранијум, Међутим 232То је једино пронађено у рудама без уранијума.
ТХЕ Хемијска реактивност торијума је висока: на високим температурама лако га нападају кисеоника, водоник, азот, халогени и сумпор. Угљеник и фосфор су у стању да направе бинарна једињења са Тх.
Када се фино подели, Торијум је чак и пирофоран (спонтано се запали у контакту са ваздухом), међутим, када је у сировом облику и под условима околине, споро реагује са ваздухом, али и поред тога, примећује се корозија.
Витх киселине, торијум енергично реагује са хлороводонична киселина, остављајући иза себе црни остатак формуле ТхО(Кс)Х, где је Кс мешавина ОХ јона- и Цл-. Са осталим киселинама Тх практично не реагује.
Где се може наћи торијум?
торијум има добро масовно учешће у земљиној кори. Процењује се да је три пута обилнији од калај, двоструко обилнији од арсеник а обилан као олово и молибден. Подаци показују да је његова концентрација у земљиној кори 10 ппм (део на милион или милиграм по килограму), док је олова, за поређење, 16 ппм.
У природи се налази у четворовалентном облику., Тх4+, и често повезан са У4+, Зр4+, Хф4+ и Це4+, плус неки тровалентни метали ретких земаља (пуњење 3+) са јонски радијус слично. У океанима концентрација Тх4+ не више од 0,5 к 10-3 г/м³, јер је четворовалентни облик слабо растворљив.
Торијум и уранијум оксиди, ТхО2 и ОУ2, имају сличне структуре и стога могу да формирају чврст раствор. Ако смеша има до 15% мола ТхО2, суочавамо се са рудом уранинита. Међутим, ако има више од 75% мола ТхО2, руда се зове торијанит. Због тога је торијум нечистоћа која је увек присутна у минералним узорцима смоле.
Други минерал са високим садржајем торијума је торит, торијум силикат (ТхСиО4) којим је откривен елемент, али и торит и торијанит су ретки минерали.
Дакле, комерцијално, Главни извори торијума су моназит, аланит и циркон (или цирконијум). У овим минералима, као иу осталима приказаним у табели испод, торијум је мањински састојак.
Минерал |
Тх садржај (ппм) |
моназит |
25.000 до 200.000 |
аланит |
1000 до 20 000 |
циркон |
50 до 4000 |
титанита |
100 до 600 |
епидот |
50 до 500 |
апатит |
20 до 150 |
магнетит |
0,3 до 20 |
Моназит, златни или браонкасти фосфат ретке земље, важан је извор торијума у облику ТхО2, пошто је распрострањен на готово читавој планети, а нека лежишта су прилично обимна. Треба напоменути налазишта у Индији, Египту, Јужној Африци, Сједињеним Државама и Канади, са 200-400 ктона (килотона, 10³ тона) ТхО2 у свакој земљи.
Прочитајте такође: Америциијум — актинид који се широко користи у детекторима дима
Добијање торијума
Пошто се торијум скоро увек налази повезан са металима од великог комерцијалног интереса (као нпр ниобијум, уранијум и цирконијум), као и лантаниди, производи се као нуспроизвод.
Ат тхе У случају моназита, постоје два облика за почетак добијања торијума:
напад јаких киселина, способних да трансформишу фосфатне јоне (ПО43-) у Х2ДУСТ4- и Х3ДУСТ4, остављајући тако металне јоне у облику соли растворљивих у води;
или користите јако алкалне растворе, који ће претворити нерастворљиве фосфате у хидроксиде нерастворљиви метали, који се касније могу растворити киселином након одвајања супернатант.
У случају киселог пута, након солубилизације, торијум се одваја од осталих ретких земаља таложењем након подешавања пХ на 1.0. Преципитат, торијум фосфат, се затим третира алкалним раствором да би се уклонили фосфати. нежељених супстанци, а затим растворен у азотној киселини, да се пречисти трибутил фосфатом у керозин.
На алкалном путу, торијум хидроксид се одваја од осталих хидроксида ретких земаља додавањем хлороводоничне киселине и подешавањем пХ између 5,0 и 6,0, чиме се само таложи једињење торијума. Одатле се торијум такође раствара у азотној киселини и даље пречишћава трибутил фосфатом у керозину.
У оба случаја, торијум се добија у облику Тх (НО3)4, односно торијум ИВ нитрат.
За производњу металног торијума већ је коришћена редукција Тх халида и дихалида натријумом, калијумом или калцијумом. ТХЕ електролиза такође се може применити, при чему је торијум хлорид или флуорид фузионисан са натријум или калијум хлоридом. Тхе ТхО2 такође је извор металног торијума, кроз редукционе процесе, као што је случај Силванијевог процеса (у коме је калцијум редуктор).
Примене торијума
торијум има велику топлотну отпорност. Легура метала између торијума и магнезијум (Маг-Тхор) се користи у свемирским летелицама и пројектилима. Тхе ТхО2, оксид највиша тачка топљења, има висок индекс преламања и ниску дисперзију, користи се у висококвалитетним оптичким сочивима.
Једињења торијума се такође могу користити као катализатори у важним индустријским процесима, као нпр пуцање уља, синтеза сумпорна киселина и Оствалдов процес за синтезу азотне киселине.
Међутим, торијум истакао се у нуклеарној хемији. Има предност у односу на уранијум: практично сав природни торијум је у облику 232Тх, не треба богаћење. Торијум-232 није фисилан, међутим, може се конвертовати апсорпцијом неутрона у 233У, одлично фисивно гориво.
Још једна ствар у прилог томе да се користи за производњу енергије је то Остаци торијума постају безбедни за краће време у поређењу са остацима уранијума. Док је отпад од уранијума опасан хиљадама година, око 83% течног отпада торијум флуорида било би безбедно за 10 година, док би преосталих 17% било безбедно за око 300 година.
није ни чудо што Индија, са великом количином наслага торијума и малом количином уранијума, тражи развој нуклеарних електрана које користе торијум.
Погледајте на нашем подцасту:Како раде нуклеарне електране?
Торијум и радиоактивност
торијум наше тело не преузима лако, поред тога што има ниске концентрације у ваздуху, у води коју пијемо и у храни. Према томе, мало је вероватно да ћемо видети проблеме изазване торијумом у општој популацији. Већина студија је процењивала раднике који су били изложени великим количинама овог материјала, попут рудара.
о радиоактивностМеђународна агенција за истраживање рака (ИАРЦ) класификовала је торијум као канцероген за људе. Међутим, то каже америчко Министарство здравља и социјалних услуга Још је прерано закључити да је торијум канцероген за људе.
Од 1928. до 1955. коришћен је као контраст у радиолошким прегледима, Тхоротраст, који је садржао 25% ТхО2 и био је мало радиоактиван. Већи број карцинома јетре, жучне кесе и крви примећен је код пацијената који су примали велике дозе овог контраста.
историја торијума
Године 1815 хемичар Јонс Јацоб Берзелиус добио је узорак ретког минерала из Фалун округа, Шведска. У то време, хемичар је претпоставио да ће у овом минералу постојати нови елемент, који је назвао торијум, у односу на скандинавског бога грома и рата, Тхор. Међутим, 10 година касније, потврђено је да је минерал једноставан узорак ксенотиме, итријум фосфата.
Међутим, 1928. године Берцелијус је добио нови узорак минерала од норвешког велечасног и минералог Ханса Мортена Тране Есмарка. У овом новом минералу, коначно, Шведски хемичар открио је нови елемент, дајући му исто име. Сходно томе, он га је назвао тори (торија), којој је касније име промењено у торита (торит).
Аутор Стефано Араухо Новаис
наставник хемије