О протактиній, символ Pa, є елементом номер 91 з Періодична таблиця. Рідкісний і важкодоступний елемент, його застосування мало. Відомо, однак, що його найбільш стабільний ступінь окислення +5, з хімічною поведінкою, яка нагадує тантал і ніобій. Це перший елемент ряду актиноїдів, який має електрони на підрівні f.
Цей елемент має надпровідність при температурах нижче 1,4 К, на додаток до 29 відомих ізотопів. З них тільки два є природними: один з масою 231 і один з масою 234. Більшість протактинію отримують з уранових ядерних відходів. Па був відкритий під час роботи, яка відбулася в 1910-х роках.
Читайте також: Нобелій — ще один елемент, що належить до групи актиноїдів
Теми в цій статті
- 1 - Резюме про протактиній
- 2 - Властивості протактинію
- 3 - Характеристика протактинію
- 4 - Де можна знайти протактиній?
- 5 - Отримання протактинію
- 6 - Застереження щодо протактиніуму
- 7 - Застосування протактинію
- 8 - Історія протактинію
- 9 - Розв'язані вправи на протактиній
Резюме про протактиній
Протактиній - це a метал що належать до блоку f Періодичної системи.
У металевій формі він пластичний і пластичний.
У розчині його основний NOx становить +5, як у танталу та ніобію.
Він має 29 відомих ізотопів, лише два з яких зустрічаються в природі: маси 231 і 234.
Його важко добути і видобути. Його основним природним джерелом є уранові ядерні відходи.
Застосувань протактиніуму майже немає, хоча відомо, що він надзвичайно небезпечний.
Не зупиняйся зараз... Після реклами буде більше ;)
Властивості протактинію
Символ: Лопата.
Атомний номер: 91.
Атомна маса: 231,03588 у.о.
Електронегативність: 1,5.
Точка злиття: 1572°C.
Точка кипіння: 4000°C.
Щільність: 15,37 г.см-3 (розраховується).
Електронна конфігурація: [Rn] 7с2 5f2 6d1.
Хімічна серія: актиноїди, блок f, внутрішні перехідні елементи.
Характеристика протактинію
протактиній, атомний номер 91 і символ Pa, є одним із елементів, які називаються актиноїди. хоча елемент рідкісний і важкодоступний, відомо, що Ра у своїй металевій формі є пластичний і пластичний. Він не окислюється при контакті з повітрям кімнатної температури, яка змінюється з підвищенням температури.
Його основний ступінь окислення +5, що нагадує елементи тантал і ніобій, певним чином, щодо хімічної поведінки у водному розчині. Протактиній також є першим у серії актинідів, який має a електрон на підрівні f (точніше 5f), з проміжними властивостями між властивостями торій Це від уран.
піддається нападу хлористого-воднева кислота (8 моль. Л-1), кислота плавикова кислота (12 мол. Л-1) і сірчана кислота (2,5 моль. Л-1). Незважаючи на свої реакційні аспекти, протактиній може реагувати з O2, Х2O або CO2 при температурі від 300 до 500 °C, утворюючи оксид Pa2О5.
З аміаком (NH3), протактиній реагує з утворенням PaN2, і з газом водень (Х2), відбувається утворення PaH3. Між галогени, протактиній реагує з йод (Я2) при температурі близько 400 °C з утворенням PaI5.
протактиній якщостає надпровідником при температурі 1,4 К. Крім того, було помічено, що такі властивості були наслідком підрівня 5f в його структурі, що робило очевидним, що Ра насправді буде актиноїдом.
Відомо 29 ізотопів протактинію, виділяючи лише ізотопи 231па і 234Па, які є природними, і 233Па, виробництва в ядерні реактори. Серед них той, у кого найдовший півжиття і 231Па, з 3,28 x 104 років.
Де можна знайти протактиній?
У геологічному плані період напіврозпаду протактинію (231Pa) занадто малий. Тому будь-який протактиній зустрічається в природі походить від радіоактивного розпаду 235u.
Справа в тому, що, хоча уран добре розподілений по всьому земна кора (при середньому вмісті 2,7 ppm), лише 0,711% цієї маси відповідає масі 235 ізотопу урану. Таким чином оцінюється, що середній вміст протактинію становить 8,7 х 10-7 ppm.
Отримання протактинію
Видобуток елемента 91 є одним із найскладніших із природних джерел.. До того часу протактиній не вироблявся у великих масштабах, оскільки немає комерційного інтересу. Вимірні кількості цього елемента зазвичай отримують з уранові відходи.
Крім того, класичні методи очищення, такі як іонообмінні смоли, осадження та кристалізація, крім екстракції розчинником і хроматографії, можуть бути використані для отримання продукту, багатшого на протактиній.
У 1959 і 1961 роках було оголошено, що Управління з атомної енергії Великої Британії видобуло в процесі 12 кроків, 125 г 99,9% чистого протактинію з 60 тонн відходів, вартістю близько дол. 500.000.
Дізнайтеся більше: Сурма — елемент, який вважається рідкісним і використовувався з давніх часів
Запобіжні заходи при застосуванні протактиніуму
Протактиній є дуже небезпечний і токсичний. Це викликає необхідність усиновлення запобіжні заходи щодо поводження з плутонієм. Підраховано, що протактиній, розсіяний у повітрі у вигляді аерозолю, може бути до 250 мільйонів разів токсичнішим, ніж синильна кислота при тих же концентраціях.
Застосування протактинію
Уся токсичність протактинію, додана до того факту, що це елемент, який важко видобути, обмежує його застосування. Серед кількох відомих застосувань протактиній вже використовувався в сцинтилятори для детекції рентгенівського випромінювання. Його також використовували для датування старих предметів, через стосунки 231Лопата/235U.
історія протактинія
Менделєєв передбачив елемент 91 у вакантному просторі між торієм і ураном вашої періодичної таблиці. Він назвав його «ека-тантал», давши йому приблизну атомну масу 235 і передбачивши, що його хімічні властивості будуть близькі до властивостей ніобію і танталу.
однак, Лише в 1913 році Казимір Файанс і його учень Освальд Герінг ідентифікували елемент 91, заснований на експериментах і попередніх роботах Ернест Резерфорд і Фредерік Содді.
Новий елемент, яким власне і був 234мPa (метастабільний ізомер протактинію-234) отримав назву «brevius» (символ Bv) через його нетривале існування: лише одна хвилина періоду напіврозпаду.
Водночас існувала ще одна проблема: походження в актиній (Ac), елемент 89. Раніше було відомо, що Ac не може бути первинним радіоактивним елементом, оскільки період його напіврозпаду становить близько 30 років, але невідомо, який розпад його викликає.
Звідти Фредерік Содді припустив, що елемент, який породить актиній, буде випромінювачем альфа-частинок, розташованим у групі 5 Періодичної таблиці після танталу. Тоді для позначення цього елемента використовували назву «ека-тантал».
До березня 1918 року, подолавши Содді, Ліза Майтнер і Отто Ган відкрили ізотоп 231Лопата, яка отримала в його листуванні кодову назву «абракадабра». Насправді цей новий елемент генерував актиній за допомогою випромінювання альфа-частинок і отримав від обох назву протактиній, що означає «родич актинія». Ця номенклатура для елемента 91 збіглася з «короткою запискою» Фаянса та Герінга, оскільки період напіврозпаду 231Па близько 32 тисяч років.
Розв'язані вправи на протактиній
питання 1
Хоча актинід, протактиній, символ Ра, має такий самий ступінь окислення, як ніобій і тантал (+5). Можливо, тому на момент відкриття його назвали «ека-тантал». У якій із наведених сполук протактиній має вищезгаданий ступінь окиснення?
А) PaBr2
B) PaH3
В) PaCl4
Г) Па2О5
І батько
роздільна здатність:
Альтернатива Д
Галогени, при відсутності атом в кисень у формулі мають заряд, що дорівнює -1. Водень має заряд, що дорівнює +1. Кисень має заряд -2. Отже, розрахунок NOx протактинію в кожній речовині представлено таким чином:
paBr2: x + 2(–1) = 0 → x = +2; тому неправильна відповідь.
PaH3: x + 3(+1) = 0 → x + 3 = 0 → x = -3; тому неправильна відповідь.
PaCl4: x + 4(–1) = 0 → x – 4 = 0 → x = +4; тому неправильна відповідь.
Лопата2О5: 2x + 5(–2) = 0 → 2x – 10 = 0 → x = +5; тому правильна відповідь.
PaI: x + (–1) = 0 → x – 1 = 0 → x = +1; тому неправильна відповідь.
питання 2
Спочатку протактиній, елемент 91, називався «бревіус», символ Bv, оскільки його перший ізотоп, 234, мав приблизно хвилину напіврозпаду. Який отриманий масовий відсоток ізотопу «бревіаль» після п’яти хвилин його приготування?
А) 50%
B) 25%
C) 12,5%
D) 6,25%
E) 3,125%
роздільна здатність:
Альтернатива Е
Період напіврозпаду характеризується часом, необхідним для зменшення маси радіоактивного зразка вдвічі. Якщо період напіврозпаду дорівнює одній хвилині, це означає, що кожну хвилину маса зменшується вдвічі.
Таким чином, за п'ять хвилин маса впала з 25, те саме, що 1/32 початкової маси. Таким чином, залишок маси становить 3,125%.
Стефано Араухо Новаїс
Вчитель хімії
