by

Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Thorium

Penemuan Thorium
Thorium ditemukan oleh Jöns Jacob Berzelius pada tahun 1828, di Stockholm, Swedia setelah ia menerima sampel mineral hitam yang tidak biasa dari Hans Esmark yang ditemukan di sebuah pulau dekat Brevik, Norwegia. Mineral mengandung banyak unsur yang diketahui termasuk besi, mangan, timah, timah dan uranium ditambah zat lain yang tidak bisa diidentifikasi oleh Berzelius. Dia menyimpulkan bahwa mineral itu mengandung unsur baru. Dia menyebut mineral hitam thorite, untuk menghormati dewa Skandinavia Thor. Analisisnya menunjukkan bahwa 57,91% dari thorite adalah oksida dari elemen baru yang diusulkan, yang ia menyebutnya thorium. (1)
Batangan Rhodium

Untuk mengisolasi logam thorium, Berzelius menemukan metode yang paling efektif adalah dengan mereaksikan thorium klorida dengan kalium, untuk menghasilkan kalium klorida dan thorium. (Berzelius membuat thorium klorida dengan mencampurkan thorium oksida dengan karbon dan memanaskan menjadi panas merah dalam aliran gas klorin.) (2)

Berzelius mengisolasi thorium dari klorida menggunakankalium mirip dengan pendekatan yang digunakan oleh Wöhler dan Bussy untuk mengisolasi berilium pada tahun 1828 dan oleh Ørsted untuk mengisolasi aluminium pada tahun 1825.

Jöns Jacob Berzelius

Thorium ditemukan menjadi radioaktif oleh Gerhard Schmidt pada tahun 1898, elemen pertama setelah uranium diidentifikasi sebagai demikian. Marie Curie juga menemukan ini, secara terpisah, di kemudian hari di tahun yang sama. (3).

Pada awal 1900-an Ernest Rutherford dan Frederick Soddy menemukan bahwa thorium meluruh menjadi unsur-unsur lain dengan laju tetap yang merupakanpenemuan kunci dalam pemahaman kita tentang unsur-unsur radioaktif. (4), (5)

Metode untuk memproduksi logam thorium dengan kemurnian tinggi ditemukan pada tahun 1925 oleh Anton Eduard van Arkel dan Jan Hendrik de Boer. Thorium iodida terdekomposisi pada filamen tungsten panas putih yang menciptakan batang kristal torium murni. (6) Sebelum penemuan thorium, Berzelius telah menemukan dua unsur lainnya, cerium pada 1803 dan selenium pada tahun 1817.

Penampilan dan Karakteristik
Efek berbahaya:
Thorium bersifat radioaktif, logam ini juga terakumalsi dalam tulang binatang hidup, termasuk tulang manusia, di mana ia dapat tetap untuk jangka waktu yang panjang. (7)
Karakteristik:
1. Torium adalah logam yang radioaktif, terang, lunak, berwarna putih keperakan, yang memudar sangat lambat (berbulan-bulan) menjadi oksida hitam. Isotop paling stabil adalah thorium-232, dengan waktu paruh 14,05 miliar tahun. Hampir 100% dari thorium yang ditemukan di Bumi adalah thorium-232, yang hanya sedikit radioaktif karena memiliki waktu paruh yang panjang. (Umur uranium-235 adalah 700 juta tahun, lebih pendek dengan faktor 20).

2.Thorium secara kimiawi reaktif dan bereaksi oleh oksigen, hidrogen, halogen dan belerang. (6) Bubuk thorium bersifat piroforik (tersulut secara spontan di udara). (7)

3. Thorium dimorfik, berubah dari kubus yang berpusat wajah menjadi kubus yang berpusat pada tubuh di atas 1360 oC. (6)

4. Thorium memiliki rentang cairan terbesar dari setiap elemen, mencakup lebih dari 3000 derajat antara titik leleh 2023 K (1750 oC) dan titik didihnya 5063 K (4790 oC).

5. Thorium dioxida (thoria) memiliki titik leleh tertinggi dari oksida yang dikenal.

6. Hampir semua thorium yang terjadi secara alami adalah thorium-232 yang meluruh perlahan menjadi radium logam golongan II A oleh emisi partikel alfa.

7. Thorium-232 dapat dikonversi oleh neutron termal (lambat) menjadi uranium-233 yang dapat dipecah melalui urutan reaksi berikut:

32Th + n ⇒ 233Th

      ß meluruh      ß meluruh

233Th     ⇒    233Pa     ⇒     233U

8. Fisi uranium-233 dapat memberikan neutron untuk memulai siklus lagi. Siklus reaksi ini dikenal sebagai siklus thorium. (6)

Penggunaan Thorium
1. Kemungkinan yang menarik untuk masa depan adalah bahan bakar reaktor nuklir dengan thorium. Tidak hanya thorium lebih berlimpah di Bumi daripada uranium, tetapi 1 ton thorium yang ditambang dapat menghasilkan energi sebanyak 200 ton uranium yang ditambang. (8)

2. Perbedaan dalam output energi dari dua elemen muncul karena sebagian besar uranium yang ditambang adalah uranium-238, yang tidak fisil. (Uranium yang terjadi secara alami lebih dari 99% uranium-238 dengan hanya sekitar 0,7% dari fissile uranium-235.) Hampir semua thorium yang ditambang, dapat dengan mudah dibuat menjadi uranium isotop uranium-233 melalui pemboman neutron (seperti yang ditunjukkan di bawah). ).

Rantai peluruhan Thorium-232. Inilah yang dilakukan thorium secara alami. Namun, jika kita membombardirnya dengan neutron kita dapat membuat uranium-233, yang darinya kita dapat menghasilkan energi nuklir

3. Limbah dari reaktor thorium diharapkan kehilangan radioaktivitas berbahaya setelah sekitar 400-500 tahun, dibandingkan dengan ribuan tahun untuk limbah nuklir yang diproduksi hari ini. (8)

4. Penelitian bahan bakar thorium berlanjut di beberapa negara termasuk Amerika Serikat dan India. (9)

5. Sebagian besar penggunaan thorium non-nuklir didorong oleh sifat unik oksidanya.

6. Thorium dioksida digunakan dalam mantel gas Welsbach pada abad ke-19 dan saat ini mantel ini masih dapat ditemukan di lentera berkemah. (Titik leleh Thorium dioksida yang sangat tinggi memastikannya tetap kokoh, bersinar dengan cahaya putih terang yang intens pada suhu gas pembakaran lentera.)

7. Thorium dioxida digunakan untuk keramik tahan panas.

8. Kaca yang mengandung thorium dioksida memiliki indeks bias tinggi dan dispersi rendah, sehingga thorium dioksida ditambahkan ke kaca untuk digunakan dalam lensa berkualitas tinggi dan peralatan ilmiah.

9. Paduan thorium-magnesium digunakan dalam industri aerospace untuk mesin pesawat. Paduan ini ringan dan memiliki kekuatan yang sangat baik dan ketahanan muai pada suhu tinggi.

10. Thorium digunakan untuk melapisi filamen tungsten dalam bola lampu.

11. Permintaan untuk thorium dalam aplikasi non-nuklir menurun karena masalah lingkungan dan kesehatan karena radioaktivitasnya.

Kelimpahan dan Isotop
Kelimpahan dalam kerak bumi : 6 bagian per juta berat, 0,5 bagian per juta mol
Kelimpahan dalam tata surya : 0,3 bagian per miliar berat, 2 bagian per triliun mol
Biaya, murni: $ per 100g
Biaya, massal: $ per 100g

Sumber:

1. Thorium tidak ditemukan di alam tetapi ditemukan di sejumlah mineral: terutama monasit dan bastnasit. Secara komersial thorium diekstrak dari pasir monazite (mineral fosfat). Kelembutan kimia monasit membuat ekstraksi proses yang kompleks dan multi-tahap. (6)

2. Logam thorium dapat diisolasi dengan elektrolisis torium klorida anhidrat dengan kalsium.

Isotop:

Thorium memiliki 28 isotop yang waktu paruhnya diketahui, dengan nomor massa 210 hingga 237. Semuanya radioaktif. Isotop yang paling stabil adalah 232Th, dengan waktu paruh 14,05 miliar tahun dan kelimpahan hampir 100%.
Sifat Fisik Lain nya
Simbol dan Golongan: Th, logam aktinida
Warna: Keperakan
Massa atom: 232,0381, no stable isotopes
Bentuk: Padat
Titik leleh: 1750 oC, 2023 K
Titik didih: 4790 oC, 5063 K
Elektron: 90
Proton: 90
Neutron: 142
Kulit elektron: 2,8,18,32,18,10,2
Konfigurasi elektron: [Rn] 6d2 7s2
Massa jenis@ 20oC: 11,7 g/cm3
Volume atomik: 19,9 cm3/mol
Struktur: center cubik face
Daftar Pustaka
  1. The Quarterly Journal of Science, Literature and Art., The Royal Institure of Great Britain., July to December 1829 p412.
  2. Jöns Jacob Berzelius, The Quarterly Journal of Science, Literature and Art., The Royal Institure of Great Britain., January to June 1830, p88.
  3. Lawrence Badash, The Discovery of Thorium’s Radioactivity., Journal of Chemical Education, (April 1966) p219.
  4. Ernest Rutherford, The Cause and Nature of Radioactivity., The Collected Papers of Lord Rutherford of Nelson, Vol. 1, pp. 472-94.
  5. Jean Pierre Adloff, Robert Guillaumont, Fundamentals of Radiochemistry., CRC Press, 1993, p2.
  6. M. S. Wickleder, B. Fourest,P. K. Dorhout, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements., Springer., Vol 1.3, p53-63.
  7. Argonne National Laboratory, Thorium Human Health Fact Sheet
  8. Carlo Rubbia, Using Thorium Could Reduce Risk of Nuclear Power., 2011.
  9. World Nuclear Association, Thorium

Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

News