О протактинијум, симбол Па, је елемент број 91 Периодни систем. Ретка и тешко доступна, мало је примена овог елемента. Познато је, међутим, да је његово најстабилније оксидационо стање +5, са хемијским понашањем које подсећа на тантал и ниобијум. То је први елемент у низу актинида који има електроне на ф поднивоу.
Овај елемент има суперпроводљивост на температурама испод 1,4 К, поред 29 познатих изотопа. Од њих су само два природна: онај са масом 231 и онај са масом 234. Већина протактинија се добија из нуклеарног отпада уранијума. Па је откривен кроз рад који се догодио 1910-их.
Прочитајте такође: Нобелијум — још један елемент који припада групи актинида
Резиме о протактинијуму
Протактинијум је а метал који припада блоку ф периодног система.
У металном облику, дуктилан је и савитљив.
У раствору, његов главни НОк је +5, као тантал и ниобијум.
Има 29 познатих изотопа, од којих се само два налазе у природи: маса 231 и 234.
Тешко је добити и извући. Његов главни природни извор је нуклеарни отпад уранијума.
Готово да нема познатих апликација за протактинијум, иако је познато да је изузетно опасан.
Протактинијум својства
Симбол: Лопата.
Атомски број: 91.
Атомска маса: 231.03588 ц.у.с.
електронегативност: 1,5.
Тачка спајања: 1572°Ц.
Тачка кључања: 4000°Ц.
Густина: 15,37 г.цм-3 (израчунати).
Електронска конфигурација: [Рн] 7с2 5ф2 6д1.
Хемијска серија: актиниди, блок ф, унутрашњи прелазни елементи.
Карактеристике протактинија
протактинијум, атомски број 91 и симбол Па, један је од елемената тзв актиниди. иако елемент ретки и тешко доступни, познато је да је Па, у свом металном облику, дуктилна и савитљива. Не оксидира у контакту са ваздухом на собној температури, која се мења са повећањем температуре.
Његово главно оксидационо стање је +5, што подсећа на елементе тантал и ниобијум, на неки начин, с обзиром на хемијско понашање у воденом раствору. Протактинијум је такође први у серији актинида који има а електрон у ф поднивоу (тачније 5ф), са средњим својствима између оних од торијум То је од уранијум.
је нападнут од хлороводонична киселина (8 мол. Л-1), киселина флуороводонична киселина (12 мол. Л-1) и сумпорна киселина (2,5 мол. Л-1). И даље у својим реакционим аспектима, протактинијум може да реагује са О2, Х2О или ЦО2 на температури између 300 и 500 °Ц, стварајући оксид Па2О5.
Са амонијаком (НХ3), протактинијум реагује да формира ПаН2, и са гасом водоник (Х2), долази до формирања ПаХ3. Између халогени, протактинијум реагује са јод (И2) на температури од око 400 °Ц да би се формирао ПаИ5.
протактинијум акопостаје суперпроводник на температури од 1,4 К. Поред тога, уочено је да су таква својства последица 5ф поднивоа у његовој структури, што је показало да би Па у ствари био актинид.
Познато је 29 изотопа протактинија, истичући само изотопе 231па и 234Па, који су природни, и 233Па, произведен у нуклеарних реактора. Међу овима, онај са најдужим полу живот анд тхе 231Па, са 3,28 к 104 година стар.
Где се може наћи протактинијум?
У геолошком смислу, време полураспада протактинијума (231Па) је премала. Дакле, било који протактинијум који се налази у природи долази од радиоактивног распадања 235у.
Поента је да, иако је уранијум добро распоређен по целом Земљина кора (са просечним садржајем од 2,7 ппм), само 0,711% ове масе одговара маси 235 изотопа уранијума. На овај начин се процењује да просечан садржај протактинија је 8,7 к 10-7 ппм.
Добијање протактинија
Екстракција елемента 91 је једна од најтежих природних извора.. До тада, протактинијум се није производио у великим размерама, јер нема комерцијалног интереса. Измерљиве количине овог елемента се углавном добијају из уранијумски отпад.
У наставку, класичне технике пречишћавања, као што су јоноизмењивачке смоле, преципитација и кристализација, поред екстракције растварачем и хроматографије, могу се користити за добијање производа богатијег протактинијумом.
1959. и 1961. године објављено је да је Управа за атомску енергију Велике Британије извукла, у 12-годишњем процесу, корака, 125 г 99,9% чистог протактинија из 60 тона отпада, по цени од око УС$ 500.000.
Знате више: Антимон — елемент који се сматра ретким коришћеним од давнина
Мере опреза са Протактинијумом
Протактинијум је веома опасан и отрован. Због тога је неопходно усвојити мере предострожности за руковање сличне плутонијуму. Процењује се да протактинијум диспергован у ваздуху у облику аеросола може бити и до 250 милиона пута токсичнији од цијановодоничне киселине при истим концентрацијама.
Примене протактинија
Сва токсичност протактинија, додата чињеници да је то елемент који се тешко издваја, ограничава његову примену. Међу неколико познатих апликација, протактинијум је већ коришћен у сцинтилатори за детекцију рендгенских зрака. Такође је коришћен за датовање старих предмета, кроз однос 231лопата/235У.
историја протактинија
Мендељејев је предвидео елемент 91 у празном простору између торијума и уранијума вашег периодног система. Назвао га је "ека-тантал", дајући му приближну атомску масу од 235 и предвиђајући да ће његова хемијска својства бити блиска онима ниобијума и тантала.
Међутим, Тек 1913. Касимир Фајанс и његов ученик Освалд Геринг идентификују елемент 91., на основу експеримената и претходног рада од Ернест Рутхерфорд и Фредерик Соди.
Нови елемент, који је заправо био 234мПа (метастабилни изомер протактинијума-234) добио је назив „бревиус“ (симбол Бв), због свог кратког постојања: само један минут полуживота.
У исто време, постојао је још један проблем у то време: порекло актинијум (Ац), елемент 89. Већ је било познато да Ац не може бити примарни радиоактивни елемент, пошто му је време полураспада било око 30 година, али се није знало која серија распада га је произвела.
Одатле, Фредерик Соди је сугерисао да би елемент који би довео до актинијума био емитер алфа честица, позициониран у групи 5 периодног система, после тантала. Назив "ека-танталус" је тада коришћен за означавање овог елемента.
Све до марта 1918, савладавши Содија, Лисе Меитнер и Отто Хахн су открили изотоп 231Лопата, који је у својој преписци добио кодно име „абракадабра“. У ствари, овај нови елемент је генерисао актинијум емисијом алфа честица и добио име протактинијум од оба, што значи „сродник актинијума“. Ова номенклатура за елемент 91 се на крају преклапала са Фајансовим и Геринговим „бревиусом“, од времена полураспада 231Па је стар око 32 хиљаде година.
Решене вежбе на протактинијуму
Питање 1
Иако актинид, протактинијум, симбол Па, има исто оксидационо стање као ниобијум и тантал (+5). Можда је зато, у време свог открића, назван „ека-тантал”. У ком од следећих једињења протактинијум показује горе поменуто оксидационо стање?
А) ПаБр2
Б) ПаХ3
Ц) ПаЦл4
Д) Па2О5
И отац
Резолуција:
Алтернатива Д
Халогени, у одсуству атом ин кисеоника у формули, имају наелектрисање једнако -1. Водоник има наелектрисање једнако +1. Кисеоник има наелектрисање од -2. Дакле, обрачун од НОк протактинија у свакој супстанци је дат на следећи начин:
паБр2: к + 2(–1) = 0 → к = +2; тако погрешан одговор.
ПаХ3: к + 3(+1) = 0 → к + 3 = 0 → к = -3; тако погрешан одговор.
ПаЦл4: к + 4(–1) = 0 → к – 4 = 0 → к = +4; тако погрешан одговор.
Лопата2О5: 2к + 5(–2) = 0 → 2к – 10 = 0 → к = +5; па тачан одговор.
ПаИ: к + (–1) = 0 → к – 1 = 0 → к = +1; тако погрешан одговор.
питање 2
У почетку, протактинијум, елемент 91, назван је "бревиус", симбол Бв, пошто је његов први изотоп, 234, имао време полураспада од око једног минута. Колики је резултујући масени проценат „бревијалног“ изотопа након пет минута његове припреме?
А) 50%
Б) 25%
Ц) 12,5%
Д) 6,25%
Е) 3,125%
Резолуција:
Алтернатива Е
Период полураспада карактерише време потребно да се маса радиоактивног узорка преполови. Ако је време полураспада један минут, то значи да сваког минута маса опада за половину.
Тако је за пет минута маса пала са 25, исто као 1/32 почетне масе. Дакле, преостала маса је 3,125%.
Аутор Стефано Араухо Новаис
наставник хемије
Извор: Бразил школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protactinio-pa.htm