Torio -structuur, eigenschappen, het verkrijgen, gebruiken

Hij Torio Het is een metaalelement dat tot de reeks actiniden behoort, van de zogenaamde zeldzame aardes en wiens chemisch symbool is. Het heeft een atoomnummer van 90 en een atoomgewicht van 232 g/mol. Torio -verbindingen bevatten het meestal met oxidatienummer +4 (th⁴⁺)).

De Torio -dioxide -verbinding, tho₂, Het is industrieel bekend als Toria en wordt gebruikt in de meeste toriumtoepassingen, gekenmerkt door de chemische verbinding met het grootste smeltpunt (3.300 ºC).

Metallic thoriummonster opgeslagen in een glazen blaar onder argon. De zwartachtige coating is te wijten aan het oxide. Bron: Alchemist-HP (talk) (www.Pse-Mendelejew.de) / fal

De Torio werd ontdekt in 1828 door Mortar Thrane Esmark, die op het Noorse eiland Løvøya een zwart mineraal vond. Esmark leverde het mineraal aan Jöns Jacob Berzelius, die hem analyseerde dat hij een onbekend metaal in hem vond.

Hij noemde het zwarte mineraal als Torita (Thorita) ter ere van de Scandinavische god Thor. Ondertussen heette het onbekende metaal Torio (Thorium). Het radioactieve karakter van het thorium werd opgericht door Anton Edward Van Arkel en Jan Hendrik de Boer, en onafhankelijk van Pierre Curie en Marie Curie.

[TOC]

Torium -eigenschappen

Fysiek

De thorium is een radioactief, helder, matig hard, zilver, ductiel en kneedbaar wit metaal, die heel langzaam in de lucht mist, grijs wordt en later zwart. Het behoort tot de groep actiniden, zich identificeren met het atoomnummer 90 en een atoomgewicht van 232 g/mol.

Radioactiviteit

De Torio-232 (²³²E₉₀) vormt meer dan 99% van het totale thoriumelement aanwezig in de cortex van de aarde. Het kan worden overwogen dat het een stabiele isotoop is, ondanks dat het radioactief is, omdat het halfwaardetijd 1 is.405 x 10¹⁰ jaar. Radioactief daalt door de emissie van α- en β -deeltjes en γ -straling.

De Torio-232 wordt omgezet in de radio-268 (²⁶⁸Ra₈₈) door een alfa -deeltje uit te geven, gevormd door twee protonen en twee neutronen. De thorium kan een reeks radioactieve desintegraties ondergaan totdat het een stabiel element wordt: lead-208.

Kan u van dienst zijn: loodchloride: eigenschappen, structuur, gebruik

De Torio-232 is in staat om neutronen te vangen om te transformeren in het uranium-233 radioactieve element, waardoor β-type straling uitkomt. Uranium daarentegen wordt gebruikt in kernreactoren voor energieproductie.

Reactiviteit

Het thorium is een elektropositief en zeer reactief metaal. Het oxideert zeer langzaam in de lucht, hoewel corrosie na enkele maanden kan optreden. Wanneer het in de lucht wordt verwarmd, wordt het ingeschakeld, waardoor een helder wit licht wordt uitgezonden terwijl de productie van torio -dioxide, tho₂.

Onder standaard temperatuur- en drukomstandigheden wordt het thorium langzaam aangevallen door water. Evenzo wordt het thorium niet opgelost in de meest voorkomende zuren, met uitzondering van zoutzuur, waarbij het oplost om een ​​zwart, onoplosbaar residu achter te laten.

Het wordt ook opgelost in geconcentreerd salpeterzuur met een kleine hoeveelheid katalytische of fluorosylicaat fluoride. De thorium is een pyroforisch metaal: wanneer het wordt gepoederd, kan het spontaan ontsteken.

Structuur

Torio -atomen vormen een kubieke structuur kristal gecentreerd op gezichten (FCC) bij kamertemperatuur. Wanneer het boven 1360 ºC wordt verwarmd, lijdt het glas een overgang naar de kubieke fase gecentreerd op het lichaam (BCC), van lagere dichtheid. Ondertussen verwerft het thorium onder hoge drukken (100 GPa of meer) een dichte tetragonale structuur gecentreerd op het lichaam (BCT).

Elektronische configuratie

Elektronische torium -instellingen

De verkorte elektronische configuratie voor de thorium is als volgt:

[RN] 6d² 7s²

Het verliezen van zijn vier Valencia -elektronen transformeert in het thr -kation⁴⁺. Merk op dat het, ondanks dat het een acteerwerk is, elektronen mist in zijn 5F -orbitalen, in tegenstelling tot de andere actiniden.

Kan u van dienst zijn: verspreidingsfase

Het verkrijgen van

Het belangrijkste mineraal dat wordt gebruikt om het thorium te verkrijgen, is het monaciet. De eerste stap is de scheiding van zijn primaire afzetting: de pegmatita. Alkalinotherrous metalen carbonaten worden uit het pegmatiet geëlimineerd door reactie van hun fragmenten met waterstofchloride.

De resulterende fragmenten worden gecalcineerd en gefilterd, en worden vervolgens een magnetische scheiding ondergaan. Aldus wordt een zandmateriaal van monacita verkregen. Dit zand wordt onderworpen aan een digestie van 93%zwavelzuur, bij een temperatuur van 210 tot 230 ° C en gedurende enkele uren. De gevormde zuuroplossing wordt later verdund met water tien keer het volume.

De overblijfselen van Monacita zinken naar de bodem, terwijl de thorium en de andere elementen van de zeldzame aarde in zuurbereiding drijven. PH tot 1 wordt aangepast.3, die de neerslag van het thorium als fosfaat produceert, terwijl de rest van het zeldzame land in suspensie in oplossing blijft.

Momenteel worden de scheiding en zuivering uitgevoerd met behulp van vloeibare oplosmiddelen, bijvoorbeeld eerbetoonfosfaat in queroseno.

Torio metaal kan optreden in commerciële hoeveelheden door metaalothermische reductie in Totrafluoruro de torio (THF₄) en torio dioxide (tho₂), of door elektrolyse van thoriumtetrachloride (Thcl₄)).

Toepassingen

De thorium heeft veel toepassingen gehad, waarvan vele sinds de jaren 1950 zijn weggegooid, omdat het radioactieve karakter een gezondheidsrisico vormde.

Industriëlen

Legeringen

Het thorium is gelegeerd met de wolfraam als elektrode in het TIG -lassen (wolfraam inerte gas), waardoor 2% van de legering vormt.

In kleine hoeveelheden is Torio toegevoegd aan wolfraamfilamenten om de kristallisatie te verminderen, waardoor de emissie van elektronen naar lagere temperaturen kan worden. Tungsten-Torio-draden zijn gebruikt in elektronische buizen en in de elektroden van de röntgen- en gelijkrichtersbuizen.

Torio -dioxide is gebruikt in wolfraambooglassen, omdat wolfraamweerstand tegen hoge temperaturen van metaalelektroden toeneemt. Het is echter in deze toepassing vervangen door circumlisher-, cerio- of lantano -oxiden.

Kan u van dienst zijn: waar komt plastic vandaan? Geschiedenis en typen

Bliksem

Totafluoruro de torio is daarentegen gebruikt als materiaal om de reflexen in multicapa optische coatings te verminderen, die transparant zijn voor licht met een golflengte tussen 0.350 tot 1.2 µm. Torio Salt is echter in dit gebruik vervangen door de Tetrluoruro de Lantano.

Torio -dioxide is gebruikt in de verlichting van het licht, voor het uitzenden van een briljant licht dat overeenkomt met zichtbaar licht. Hoewel het thorium nog steeds in deze toepassing wordt gebruikt, is het gedeeltelijk vervangen door de ITE.

Vuurvaste materialen

De thorium is ook gebruikt bij de uitwerking van refractaire materialen voor de metallurgische industrie en in keramische crisols voor onderwijs- en onderzoekslaboratoria.

Kernreactor

De Torio-232 wordt gebruikt in kernreactoren om slow motion neutronen te vangen, omdat dit wordt omgezet in uranium-233. Dit radioactieve element is fysiek en wordt gebruikt voor energieproductie.

De ontwikkeling van kernreactoren op basis van de Torio-32 is traag geweest, waardoor de eerste reactor met dit kenmerk in het Indian Point Energy Center, gevestigd in Buchanan USA, in het jaar 1962. Torio-232 kernreactoren stoten geen plutonium uit, waardoor ze minder verontreinigende stoffen zijn.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (vierde druk). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Thorium. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. National Center for Biotechnology Information (2020). Thorium.  PubChem Comunund Samenvatting voor CID 23974. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Dr. Doug Stewart. (2020). Thorium -elementenfeiten. Hersteld van: chemicool.com
5. De redacteuren van Enyclopaedia Britannica. (2020). Thorium. Hersteld van: Britannica.com
6. Lentech B.V. (2020). Thorium. Hersteld van: Lentech.com
7. Rachel Ross. (1 maart 2017). Feiten over thorium. Hersteld van: livescience.com
8. Advameg. (2020). Thorium. Hersteld van: chemiexplaed.com