Tórium-dioxid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Tórium-dioxid
CaF2 polyhedra.png
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
ΔfHo298
-4.645 Kj/g
Standard moláris
entrópia
So298
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 standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

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 | forrásszöveg szerkesztése]

Thorianit ikerkristály
Tórium-dioxid törésmuatója[4]
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 | forrásszöveg szerkesztése]

  • 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.
The Ruzicka large ring synthesis
  • 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 javitja 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 mindehol 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 | forrásszöveg szerkesztése]

Thorotrast röntgen-kontrasztanyag üvege és doboza

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 | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b c d A tórium-dioxid (Webelements.com)
  2. 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
  3. ^ a b c A tórium-dioxid (Sigma-Aldrich)
  4. ^ a b Ellis, W. P. and Lindstrom, R. M. (1964): “Refractive Indices of Fluoride Interference Films on Thorium Dioxide”, Opt. Acta 11, 287-294.
  5. ^ a b Thorium Dioxide:Properties and Nuclear Application, Edited by J. Belle and R. M. Berman, Naval Reactors Office, United States Department of Energy
  6. 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
  7. http://hegesztes-technika.hu/hir.php?cmnewscmd=n&cmnewsid=wolframelektrodak_tulajdonsagai_20110702
  8. http://www.ead.anl.gov/pub/doc/thorium.pdf
  9. 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.  

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Kocsmáros Iván – Szőkefalvi-Nagy Zoltán: Szervetlen kémia (tanárképző főiskolai tankönyvek sorozat). Tankönyvkiadó, 1980.