Tórium-dioxid
| Tórium-dioxid | |
| |
| IUPAC-név | tórium-dioxid tórium(IV)-oxid |
| Más nevek | tória |
| Kémiai azonosítók | |
|---|---|
| CAS-szám | 1314-20-1 |
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |
| Kémiai képlet | ThO2 |
| Moláris tömeg | 264,04 g/mol |
| Megjelenés | fehér színű, szilárd[1] |
| Sűrűség | 10,00 g/cm³, szilárd[1] |
| Olvadáspont | 3390 °C[1] |
| Forráspont | 4400 °C[1] |
| Oldhatóság (vízben) | oldhatatlan |
| Kristályszerkezet | |
| Kristályszerkezet | Fluorit |
| Koordinációs geometria |
Oktaéderes |
| Termokémia | |
| Std. képződési entalpia ΔfH |
-4,645 Kj/g |
| Standard moláris entrópia S |
15,593 cal mol-1 °C-1[2] |
| Veszélyek | |
| EU osztályozás | Mérgező (T), radioaktív[3] |
| R mondatok | R45-R23/24/25-R33[3] |
| S mondatok | S53-S36/37/39-S45[3] |
| Rokon vegyületek | |
| Azonos anion | hafnium-dioxid protaktínium-pentoxid urán-trioxid neptúnium-pentoxid plutónium-dioxid |
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |
A tórium-dioxid (ThO2) a tórium aktinoida fém egyetlen ismert oxidja. Köbös, fluorit típusú kristályrácsot alkot. Az olvadáspontja az oxidok közt a legmagasabb. Lúgok nem, erős savak pH 4 alatt gyengén oldják. A természetben thorianit ásványként fordul elő.
Fizikai tulajdonságai
[szerkesztés]
| λ (nm) | n |
|---|---|
| 589,3 | 2,105 |
| 564,1 | 2,110 |
| 435,8 | 2,135 |
Tiszta formában fehér színű, szagtalan por. Thorianitoknál előforduló, szennyezéseknek tulajdonítható kettőstörést nem mutat. Törésmutatója nagy, a hullámhossz függvényében csak kissé változik. A törésmutatóhoz 28° kritikus szög tartozik, amelynél nagyobb szögben kilépni próbáló fénysugár nem képes elhagyni a közeget, hanem visszaverődik.[4]
Felhasználása
[szerkesztés]- Az Auer-égő harisnyája tórium-dioxid és cérium-dioxid 99:1 arányú keverékéből áll, ami a tórium és cérium nitrátjával átitatott harisnya első kiégetésénél jön létre.
- Hőálló kerámiák alapanyaga.
- Laboratóriumi olvasztótégelyeket készítenek belőle.
- 2500 K felett használatos volfrám ellenállás-fűtésű kemencékben a volfrámkamra és a kemence fala közötti hőálló bélés anyaga.[5]
- Régebben nagy törésmutatójú optikai üvegek, lencsék készítésére használták, de a radioaktív bomlás idővel az üveg sárgulását, barnulását okozza. Emiatt helyette manapság már lantán-oxidot használnak.
- A Ruzicka szintézis katalizátora:
- A Fischer-Tropsch szintézis standard kobalt katalizátorához adva a keletkező szénhidrogének lánchosszúságát növeli. Tisztán is alkalmazható ennek a szintézisnek a katalizátoraként azzal a nagy előnnyel a Co, Fe, Ru alapú katalizátorokkal szemben, hogy a kén nem mérgezi el, valamint az elágazó szénláncú termékek (iso-C4) arányát növeli.[6]
- Védőgázas ívhegesztéshez használt volfrám elektródák 2-3% ThO2 stabilizátort tartalmaznak. Fő alkalmazási területe a magasan ötvözött és rozsdamentes acélok egyenáramú hegesztésénél van. Az adalékolás javítja a gyújtótulajdonságot, növeli az élettartamot és az áramterhelhetőséget.[7]
- Röntgen kontrasztanyagként használták 1931-től Thorotrast néven, amely 25%-os ThO2 kolloid szuszpenzió. A használat során felmerült egészségkárosító mellékhatásai miatt 1950-es évekre mindenhol kivonták a forgalomból. Újonnan kifejlesztett, jóval biztonságosabb hidrofil jódvegyületek vették át a szerepét.
- Tórium alapú atomreaktorokban (pl. AHWR) a hasadóanyagot tórium-dioxid formájában alkalmazzák.[5]
Élettani hatása
[szerkesztés]
Negatív élettani hatásairól sok adat van, mivel a Thorotrastot több mint 30 évig használták az egészségügyben. Egészségkárosító hatását a tórium alfa-bomlása okozza azokban a szervekben –máj, lép, nyirokcsomók, csontok –, amelyekben felhalmozódik. Biológiai felezési idejét 22 évre becsülik,[8] azaz aki kapott belőle, az gyakorlatilag élete végéig ki van téve a sugárzásnak, mert rendkívül lassan ürül ki a szervezetből. A májrák (vagy epevezetékrák) kockázata egykor Thorotrastot kapott betegek esetében jóval több mint százszorosa, leukémiakockázata hússzorosa a normálisnak.[9]
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ a b c d A tórium-dioxid (Webelements.com)
- ↑ Sigfred Peterson, R. E. Adams, and D. A. Douglas, Jr., PROPERTIES OF THORIUM, ITS ALLOYS, ANTI ITS COMPOUNDS, Oak Ridge National Laboratory, Contract No. W- 7405-eng- 26
- ↑ a b c A tórium-dioxid (Sigma-Aldrich)
- ↑ a b Ellis, W. P. and Lindstrom, R. M. (1964): “Refractive Indices of Fluoride Interference Films on Thorium Dioxide”, Opt. Acta 11, 287-294.
- ↑ a b Thorium Dioxide:Properties and Nuclear Application, Edited by J. Belle and R. M. Berman, Naval Reactors Office, United States Department of Energy
- ↑ C. A. Colmenares, W. McLean, Development of a Demonstration Reactor Using Thoria as a Fischer-Tropsch Catalyst. Lawrence Livermore National Lab., CA., Dec 1981, 19p
- ↑ Archivált másolat. [2012. május 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 25.)
- ↑ Archivált másolat. [2011. július 16-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 26.)
- ↑ Kaick, Gerhard van, Andreas Dalheimer, Sakiko Hornik, Alexander Kaul, Dagmar Liebermann, Hertha Lührs, Andreas Spiethoff, Kurt Wegener, H. Wesch (1999. december 1.). „The German Thorotrast Study: Recent Results and Assessment of Risks”. Radiation Research 152 (6), S64-S71. o. DOI:10.2307/3580117. ISSN 0033-7587. JSTOR 3580117.
Források
[szerkesztés]- Kocsmáros Iván – Szőkefalvi-Nagy Zoltán: Szervetlen kémia (tanárképző főiskolai tankönyvek sorozat). Tankönyvkiadó, 1980.