金属钍的发现与应用

金属钍的发现与应用


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-14 编辑:xuzhiping 浏览次数: 6300

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摘要: 1815年,瑞典化学家贝采里乌斯在分析一块产于法龙镇附近的矿物时,发现其中有一种与氧化锆相似的氧化物,贝氏认为它是一种新元素,并用古代北欧雷神之名为它命名,称为Thorium。但后来证实这种所谓的新元素其实就是稀土元素钍。 13年以后(1828年),贝采里乌斯...

1815年,瑞典化学家贝采里乌斯在分析一块产于法龙镇附近的矿物时,发现其中有一种与氧化锆相似的氧化物,贝氏认为它是一种新元素,并用古代北欧雷神之名为它命名,称为Thorium。但后来证实这种所谓的新元素其实就是稀土元素钍。

13年以后(1828年),贝采里乌斯又从挪威勒峰岛上采回的一种黑色花岗岩中发现了一种新元素,贝氏决定仍用ThoriUm(Th,钍)为它命名。原来这种黑色矿石的主要成分是硅酸钍。贝采里乌斯先将它制成氟化钍钾,然后用金属钾进行还原,最后制出了不太纯的金属钍。

钍在元素周期表中属于锕系,钍的氧化物和稀土元素的氧化物同样是很难被还原的。目前工业上主要采用电解熔融的钍盐(如氟化钍)来制取金属钍。

钍是一种银白色金属,外观很像铂,质地软,可以进行各种机械加工,但它较难熔化(熔点为1842°C)。钍的化学性质稳定,在空气中不易被氧化,也不易被稀酸和强碱溶液腐蚀,只有王水或浓盐酸能够将其溶解。在高温下钍可以与氧、硫和卤素等发生剧烈反应,而粉末状的钍则可在空气中燃烧,生成白色的二氧化钍。

二氧化钍是重要的耐火材料,常用它制作坩埚。将二氧化钍掺入金属钨中,既可提高钨丝的强度,又能抑制钨的蒸发,从而使白炽灯泡更加明亮和耐用。二氧化钍还有一个用途就是制作煤油汽灯的发光网罩。在电灯尚未普及的年代,公共场所的照明常常使用煤油汽灯,它主要利用煤油蒸汽喷在一个白色的固体网罩上进行燃烧,发出明亮的白光。1885年,奥地利化学家威尔巴赫发现,用硝酸钍制作的煤油汽灯网罩发光特别明亮.因此大家都称它为“奥欧灯”。制作这种网罩一般先用棉纱(后来改用苎麻线)织成网,然后浸泡在硝酸钍溶液之中,使纤维充分吸附硝酸钍后晾干备用。使用时,将纱(线)网结扎在煤油蒸汽的喷嘴上,然后用火点燃,使纤维炭化后形成网罩的骨架,吸附在纤维上的硝酸钍则转化为二氧化钍。当煤油蒸汽在这种网罩上燃烧时,即可发出白色、明亮的光芒。

金属钍一般不能直接作为核燃料使用。但是,钍受到中子轰击后可以转变为铀-233,从而发生链状裂变反应,因此它也是重要的核燃料之一。

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