Ö toryum, sembolü Th ve atom numarası 90, bir aktinittir. Altı tanesi doğada bulunan, toplamda yaklaşık 30 izotopu olan bir elementtir. +4 oksidasyon durumuna sahiptir ve çoğu ile bileşikler oluşturur. ametaller Periyodik Tablonun. Onunla karşılaştırılabilir bir bolluğa sahiptir. öncülük etmek yerkabuğunda bulunur ve ticari olarak monazit gibi bazı minerallerden elde edilebilir.
Toryum, hemen hemen her zaman, başka maddelerin elde edilmesinin bir yan ürünü olarak üretilir. metaller ve uzay araçları ve füzeler için uygun olmasını sağlayan iyi termal direnci ile öne çıkıyor. Toryum oksit, ThO2, yüksek kırılma indisine sahip olmasının yanı sıra en yüksek erime noktasına sahiptir. toryum da nükleer santraller için bir yakıt olarak incelenmiştiruygulaması geleneksel olarak kullanılan uranyuma göre avantajlara sahiptir.
Siz de okuyun:Aktin - kanseri tedavi etmek için kullanılabilen aktinit
Bu makaledeki konular
- 1 - Toryum hakkında özet
- 2 - Toryum özellikleri
- 3 - Toryumun özellikleri
- 4 - Toryum nerede bulunur?
- 5 - Toryum elde etmek
- 6 - Toryum uygulamaları
- 7 - Toryum ve radyoaktivite
- 8 - Toryum Tarihi
toryum hakkında özet
Toryum, aktinit grubuna ait bir metaldir.
Altısı doğada bulunan 30'dan fazla izotopu vardır.
Kimyasal olarak reaktiftir ve çoğu ametal ile bileşikler oluşturur.
Yerkabuğunda kurşuna yakın iyi bir konsantrasyona sahiptir.
Monazit ve allanit gibi ana element olmadığı minerallerden ticari olarak elde edilir.
Havacılık endüstrisinde, yüksek kaliteli lenslerin üretiminde uygulaması vardır ve nükleer yakıt olarak kullanılmak üzere ortaya çıkmaktadır.
1828 yılında İsveçli kimyager Jöns Jacob Berzelius tarafından keşfedilmiştir.
toryum özellikleri
sembol: Th
atomik numara: 90
atom kütlesi: 232.03806 c.u.s.
elektronegatiflik: 1,3
füzyon noktası: 1750 °C
Kaynama noktası: 4788 °C
Yoğunluk: 11.72 g.cm-3
Elektronik konfigürasyon: [Rn] 7s2 6d2
Kimyasal seri: aktinitler
Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)
toryumun özellikleri
Toryum, sembol Th ve atomik numara 90, bu bir aktinit grubuna ait metal. Metalik formdayken, tüm aktinitler arasında en yüksek erime noktasına sahip olmasının yanı sıra parlak bir gümüş rengine sahiptir. Bununla birlikte, aktinyum hariç, Th en düşük yoğunluk Bu kategorideki diğer unsurlar arasında.
Toryumun en az 30 izotopu vardır.ancak sadece 227, 228, 230, 231, 232 ve 234 kütleli olanlar doğaldır (doğada bulunur). Diğerleri laboratuarda veya laboratuarda yapılan diğer elementlerin bozunma reaksiyonlarından üretilir ve bu nedenle sentetik olarak kabul edilir.
Doğal izotoplar arasında, 232Th, kimin yarım hayat 14 milyar yıl aralığındadır. Bunun nedeni, doğada bulunan toryumun çoğunun doğal izotopların bozunma reaksiyonlarından gelmesidir. uranyum, Ancak 232Uranyum içermeyen cevherlerde bulunan tek Th'dir.
bu Toryum kimyasal reaktivitesi yüksektir: yüksek sıcaklıklarda kolayca saldırıya uğrar oksijen, hidrojen, azot, halojenler ve kükürt. Karbon ve fosfor, Th ile ikili bileşikler oluşturabilir.
İyice bölündüğünde, Toryum bile piroforiktir (hava ile temas ettiğinde kendiliğinden tutuşur), ancak ham haldeyken ve ortam koşullarında hava ile yavaş reaksiyona girer, ancak buna rağmen korozyon algılanır.
İle birlikte asitler, toryum ile şiddetli tepki verir. hidroklorik asitThO(X)H formülünün siyah bir kalıntısını geride bırakarak, burada X, OH iyonlarının bir karışımıdır- ve Cl-. Diğer asitlerle Th pratik olarak reaksiyona girmez.
Toryum nerede bulunur?
toryum yerkabuğuna iyi bir kitle katılımına sahiptir. göre üç kat daha fazla olduğu tahmin edilmektedir. teneke, iki kat daha bol arsenik ve kurşun kadar bol ve molibden. Veriler, yerkabuğundaki konsantrasyonunun 10 ppm (milyonda parça veya kilogram başına miligram), karşılaştırma için kurşunun ise 16 ppm olduğunu göstermektedir.
Doğada dört değerlikli halde bulunur., Th4+, ve genellikle U ile ilişkilendirilir4+, Zr4+, Hf4+ ve Ce4+, artı bazı üç değerlikli nadir toprak metalleri (yük 3+) iyon yarıçapı benzer. Okyanuslarda, Th konsantrasyonu4+ 0,5 x 10'dan fazla değil-3 g/m³, dört değerlikli form az çözünür olduğundan.
Toryum ve uranyum oksitler, ThO2 ve kuruluş birimi2, benzer yapılara sahiptir ve bu nedenle katı bir çözelti oluşturabilir. Karışımda mol olarak %15'e kadar ThO varsa2, uraninit cevheri ile karşı karşıyayız. Ancak, mol olarak %75'ten fazla ThO varsa2, cevhere torianit denir. Bu nedenle toryum, pitchblende mineral örneklerinde her zaman mevcut olan bir safsızlıktır.
Yüksek toryum içeriğine sahip başka bir mineral torit, bir toryum silikattır (ThSiO4) elementin keşfedildiği, ancak hem torit hem de torianit nadir minerallerdir.
Yani ticari olarak Toryumun ana kaynakları monazit, allanit ve zirkondur. (veya zirkonya). Bu minerallerde ve aşağıdaki tabloda gösterilen diğerlerinde toryum bir azınlık bileşenidir.
Mineral |
İçerik (ppm) |
monazit |
25.000 ila 200.000 |
allanit |
1000 ila 20.000 |
zirkon |
50 ila 4000 |
titanit |
100 ila 600 |
epidot |
50 ila 500 |
apatit |
20 ila 150 |
manyetit |
0,3 ila 20 |
Altın veya kahverengimsi bir nadir toprak fosfat olan monazit, ThO formunda önemli bir toryum kaynağıdır.2, neredeyse tüm gezegene dağıldığı için ve bazı tortular oldukça geniştir. Hindistan, Mısır, Güney Afrika, Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da 200-400 kton (kiloton, 10³ ton) ThO içeren mevduatlar kayda değerdir.2 her ülkede.
Siz de okuyun: Americium — duman dedektörlerinde yaygın olarak kullanılan aktinit
Toryum Elde Etme
Toryum hemen hemen her zaman büyük ticari öneme sahip metallerle (örneğin niyobyumuranyum ve zirkonyum), lantanitler gibi yan ürün olarak üretilir.
de Monazit durumunda, iki form vardır toryum elde etmeye başlamak için:
fosfat iyonlarını dönüştürebilen güçlü asitlerin saldırısı (PO43-) H'de2TOZ4- ve H3TOZ4böylece metal iyonlarını suda çözünür tuzlar şeklinde bırakarak;
veya çözünmeyen fosfatları hidroksitlere dönüştürecek güçlü alkali çözeltiler kullanın ayrılmasından sonra daha sonra asitle çözülebilen çözünmeyen metaller süpernatant.
Asit yolu durumunda, çözündürmeden sonra, toryum, ayar yapıldıktan sonra çökeltme ile diğer nadir toprak elementlerinden ayrılır. pH 1.0'da. Toryum fosfat olan çökelti daha sonra fosfatları uzaklaştırmak için alkalin solüsyonla işlenir. istenmeyen maddeler ve daha sonra tributil fosfat ile saflaştırılmak üzere nitrik asit içinde çözülür. gazyağı.
Alkali yolda, toryum hidroksit, hidroklorik asit eklenerek ve pH'ı 5.0 ile 6.0 arasında ayarlayarak diğer nadir toprak hidroksitlerinden ayrılır, bu da yalnızca toryum bileşiğini çökeltir. Oradan, toryum ayrıca nitrik asit içinde çözülür ve kerosen içinde tribütil fosfat ile daha da saflaştırılır.
Her iki durumda da toryum Th (NO3)4, yani toryum IV nitrat.
Metalik toryum üretimi için Th halojenürlerin ve dihalojenürlerin sodyum, potasyum veya kalsiyum ile indirgenmesi hali hazırda kullanılmıştır. bu elektroliz ayrıca uygulanabilirburada toryum klorür veya florür, sodyum veya potasyum klorüre kaynaştırılır. THO2 aynı zamanda, Sylvania prosesinde olduğu gibi (kalsiyumun indirgeyici olduğu) indirgeme prosesleri yoluyla bir metalik toryum kaynağıdır.
Toryum uygulamaları
toryum büyük termal dirence sahiptir. toryum ile metal alaşımı magnezyum (Mag-Thor) uzay gemilerinde ve füzelerde kullanılır. THO2, oksit en yüksek erime noktası, yüksek kırılma indisine ve düşük dağılıma sahiptir, yüksek kaliteli optik lenslerde kullanılır.
Toryum bileşikleri, önemli endüstriyel işlemlerde katalizör olarak da kullanılabilir. yağ çatlaması, sentezi sülfürik asit ve nitrik asit sentezi için Ostwald işlemi.
Bununla birlikte, toryum nükleer kimyada başarılı. Uranyuma göre bir avantajı vardır: neredeyse tüm doğal toryum formdadır. 232Th, zenginleştirmeye ihtiyaç duymaz. Toryum-232 bölünemez, ancak nötron absorpsiyonu yoluyla dönüştürülebilir. 233U, mükemmel bir bölünebilir yakıt.
Enerji üretimi için kullanılmasından yana olan bir diğer nokta ise şudur: Toryum kalıntıları daha kısa sürede güvenli hale gelir uranyum kalıntıları ile karşılaştırıldığında. Uranyum atığı binlerce yıl boyunca tehlikeli iken, sıvı toryum florür atıklarının yaklaşık %83'ü 10 yıl içinde, geri kalan %17'si ise yaklaşık 300 yıl içinde güvenli olacaktır.
merak etme Hindistan, yüksek miktarda toryum yatakları ve düşük miktarda uranyum ile toryum kullanan nükleer santrallerin geliştirilmesini amaçlamaktadır.
Podcast'imize göz atın:Nükleer santraller nasıl çalışır?
Toryum ve radyoaktivite
toryum vücudumuz tarafından kolayca alınmaz, havada, içtiğimiz suda ve yiyeceklerde düşük konsantrasyonlara sahip olmanın yanı sıra. Bu nedenle, genel popülasyonda toryumun neden olduğu sorunları görmemiz olası değildir. Çalışmaların çoğu, madenciler gibi bu maddeye büyük miktarlarda maruz kalan işçileri değerlendirdi.
hakkında radyoaktiviteUluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC), toryumu insan kanserojeni olarak sınıflandırmıştır. Ancak, ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Departmanı diyor ki Toryumun insanlar için kanserojen olduğu sonucuna varmak için henüz çok erken..
1928'den 1955'e kadar, %25 ThO içeren Thorotrast, radyolojik incelemelerde kontrast olarak kullanıldı.2 ve hafif radyoaktifti. Bu kontrastın yüksek dozlarını alan hastalarda daha fazla sayıda karaciğer, safra kesesi ve kan kanseri görüldü.
toryum tarihi
1815 yılında, kimyager Jöns Jacob Berzelius nadir bir mineral örneği aldı. İsveç, Falun Bölgesinden. O sırada kimyager, İskandinav gök gürültüsü ve savaş tanrısına atıfta bulunarak toryum adını verdiği bu mineralde yeni bir element olacağını varsaymıştı. Thor. Bununla birlikte, 10 yıl sonra, mineralin basit bir ksenotim, itriyum fosfat örneği olduğu doğrulandı.
Ancak 1928'de Berzelius, Norveçli rahip ve mineralog Hans Morten Thrane Esmark'tan yeni bir mineral numunesi aldı. Bu yeni mineralde, nihayet, İsveçli kimyager yeni bir element keşfetti, aynı adı veriyor. Sonuç olarak, ona tory adını verdi (thoria), daha sonra adı torita olarak değiştirildi (torit).
Stefano Araújo Novais
Kimya hocası
