Tórium-dioxid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
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 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]

Thorianit ikerkristály
Tórium-dioxid törésmutatója[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]

  • 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 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]

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]

  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. Archivált másolat. [2012. május 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 25.)
  8. Archivált másolat. [2011. július 16-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 26.)
  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]

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