Cтраница 3
Металлический торий растворяется в соляной кислоте. Разбавленные водные растворы фтористоводородной и серной кислот, а также концентрированные растворы хлорной и фосфорной кислот медленно растворяют торий. Азотная кислота пассивирует металл, поэтому растворение ториевых блоков обычно ведется в азотной кислоте с добавкой иона F -, который разрушает пленку ThOa на поверхности металла. Скорость растворения тория зависит от температуры и концентрации азотной кислоты. [31]
![]() |
Общая схема производства металлического урана. [32] |
Металлический торий впервые был получен Берцелиусом восстановлением тетрахлорида тория калием. Полученный металл не был чист, гак как он имеет высокую температуру плавления и химически очень активен при высокой температуре. [33]
Впервые металлический торий получил Берцелиус [100] восстановлением ТЬСЦ металлическим калием, однако полученный продукт был сильно загрязнен. Современные методы металлургии тория развиваются в следующих основных направлениях: 1) металлотермическое восстановление ThO2; 2) металлотермическое восстановление галогенидов ( ТЬСЦ и ThF4); 3) электролиз расплавленных солей. [34]
Компактный металлический торий быстро тускнеет на воздухе, а порошок металла пирофорен. Взаимодействие металлического тория с кислородом протекает с заметной скоростью при 250 С и быстро при 450 С. Кипящая вода превращает металл в ТЮ2 с выделением водорода. Со многими металлами торий образует интерметаллические соединения. Сплавы тория обычно более реакционноспособны, чем чистый торий; исключение составляют лишь сплавы с цирконием. [35]
Металлический торий высокой чистоты приготовить трудно, так как при восстановлении окиси он соединяется с восстановителями и дает сплавы. Впервые довольно чистые образцы тсрия были получены в 1909 г. электролизом расплавленной смеси хлористой соли тория и хлористых солей щелочных металлов. [36]
Производство металлического тория осложняется не только вследствие высокой электроиоложительности тория, но также из-за его высокой точки плавления. Все металлургические операции и охлаждение должны проводиться в вакууме или в атмосфере инертного газа. Так как восстановление имеет место при температуре ниже точки плавления, то большинство методов производства металлического тория дает порошок, который часто является пирофорным. В основном методе восстановления, используемом в США, эта трудность устранена путем восстановления смеси ThF4 и ZnCl2 кальцием. Металл, полученный в результате этого восстановления, представляет собой компактный сплав тория с цинком. Цинк отгоняется в вакууме при 1100 С. Полученная ториевая губка может быть превращена в компактную форму плавкой в дуговой печи с расходуемым электродом. [37]
![]() |
Прибор для получения безводного ТЫ4. [38] |
Навеску металлического тория ( 1 г) в лодочке помещают в фарфоровую или кварцевую трубку, обогреваемую трубчатой электропечью. [39]
Порошок металлического тория переводится в компактное состояние металлокерамическим методом - прессованием в штабики с последующим спеканием в вакууме при температуре М00 -: 1400 С, после чего они могут подвергаться ковке, прокатке, волочению и прессованию в холодном состоянии. Особенно легко обрабатывается давлением торий, полученный методом термической диссоциации тетрайодида тория. [40]
Порошок металлического тория, приготовленный по гидридному способу ( с. Таблетки либо нагревают в индукционной печи в графитовых тиглях, либо укладывают между охлаждаемыми водой медными электродами и нагревают, пропуская через них электрический ток. [41]
Реакция металлического тория с водными растворами кислот имеет некоторые интересные отличительные черты и заслуживает пояснений. Концентрированная азотная кислота делает торий пассивным, но добавление иона фтора снимает пассивность, однако механизм этого процесса еще не ясен. Соляная кислота энергично взаимодействует с торием, но несмотря на быстроту реакции после ее окончания остается черный осадок. Как концентрированная, так и разбавленная кислоты превращают в черное вещество примерно 25 % исходного металла. Среднее состояние окисления тория в этом продукте очень близко к 2, как показало измерение водорода, выделившегося при полном растворении остатка в соляной кислоте, содержащей небольшое количество иона фтора. В черном продукте присутствует небольшое количество водорода, по-видимому, в виде воды. Сейчас накоплены некоторые данные, заставляющие сомневаться в существовании окислов класса МО для актинидных элементов. [42]
Вместо металлического тория можно использовать гидрид тория, б Предположительно. [43]
Реакция металлического тория с минеральными кислотами во многих отношениях представляет большой интерес для радиохимиков. Разбавленная фтористоводородная кислота, азотная кислота, серная или концентрированная фосфорная кислота медленно взаимодействуют с металлическим торием в виде слитков. Концентрированная азотная кислота делает торий пассивным, однако при добавлении фторид-иона растворение происходит непрерывно. Найдено, что при растворении небольших мишеней тория концентрированная азотная кислота, содержащая 0 01 моль / л ( NH4bSiF6 ( или HF), является хорошим растворителем. [44]
Прочность металлического тория, полученного восстановлением в бомбе и затем отожженного, при повышении его тампературы постоянно уменьшается. Предел прочности и предел текучести отожженного металла при температуре 500 примерно вдвое меньше, чем при комнатной температуре. Однако относительное удлинение является минимальным при 250, а при температуре около 450 оно превышает относительное удлинение при комнатной температуре. [45]