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【科普】铀和钍的化合物及有关性质
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@aa100007
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黄饼以及钍盐╮(╯▽╰)╭
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2015-02-05 16:39
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钍很早就被发现了,只不过当时的人们把它当做灯罩来用,并未意识到其特殊性。后来,人们发现它具有放射性,甚至可以俘获热的中子接着二次衰变为U233,U233是可裂变物质,因此逐步也就开展了对钍的研究。
目前来说,钍主要分布于以下三种化合物当中:
(1)磷酸盐:主要矿物为独居石,还有磷酸钇矿里面也伴生有钍;
(2)氧化物矿:主要为方钍石,含有氧化钍、氧化铀和一些其他放射性物质;
(3)硅酸盐:主要成分为氧化物。
钍生产主要来源是独居石矿。
下面就是几张独居石矿物图。
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钍的一个特性就是熔点很高,所以这也导致了制备金属钍的时候出现困难。起初人们把经硝酸钍热解后产生绵软的氧化钍粉末与钙混合在氧化钙衬里的坩埚里面,在氩气中加热到接近1300K左右,即可发生还原反应,将钍置换出来。即:
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2015-02-05 16:40
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反应是放热的,粗估生成热约为-ΔH(293)=41KJ,但这一热量尚不足以熔化金属钍。得到金属锭的方法是下面这种:
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7楼
2015-02-05 16:40
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不过,这一反应的生成热依然不足以达到钍的熔点,熔化可以用金属Mg还原ThCl4。高纯钍还有一种制备方法是Van Arkel法,即令钍的碘化物在灼热的灯丝上分解为金属钍和碘。温度在900℃~1700℃之间最为适宜:
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8楼
2015-02-05 16:40
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Mg24_3050
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金属钍是银白色的,具有良好的机械加工性能,这点上强于铀。关于钍的各项必备数据,百度百科上有,这里不罗列了。钍的Th4+离子没有成对的电子,所以,钍化合物是反磁性的。这需要说明。
金属钍对干燥的大气稳定,只是生成一层淡蓝色氧化物薄膜,其后,随着温度上升,腐蚀速度加快。350℃以下,钍对氧呈现抛物线腐蚀速率,350℃以后到450℃左右,腐蚀速率逐渐趋向于直线型,也就是渐渐加快。由于钍氧反应放热,放出的热量一定程度上助长了腐蚀的深入发展。二氧化钍的莫氏硬度约为5.6。
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9楼
2015-02-05 16:41
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