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UNIVERSIDAD CENTRA DE VENEZUELA FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE QUIMICA DEPARTAMENTO DE GEOQUIMICA

Cátedra: QUIMICA INORGANICA GENERAL

Presentación asociada al tema 3: Descripción de los elementos de los grupos principales

QUÍMICA Y GEOQUÍMICA DEL THORIO. PROFESOR: MANUEL MARTINEZ

AUTOR: GONZALEZ BRENDA ROMERO DANIEL


DESCUBRIMIENTO

QUÍMICA Y GEOQUÍMICA DEL THORIO.

Descubierto por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius, en el año 1828 El nombre procede de "Thor", el Dios de la guerra en la mitología escandinava (Único elemento que tiene nombre de un dios nórdico)  El elemento se descubrió investigando un mineral de color negro encontrado en Noruega. El mineral se conoce ahora como torita y es mayoritariamente ortosilicato de torio, ThSiO4. El torio se asignó inicialmente al grupo IV B (grupo 4) de la Tabla Periódica; teniendo en cuenta su masa atómica, valencia, etc., se considera actualmente que es el segundo miembro de la serie de los actínidos.


OBTENCION DEL THORIO

QUÍMICA Y GEOQUÍMICA DEL THORIO.

Hay varios métodos para obtener el metal.

Por reducción del oxido de torio (IV) (ThO2) con calcio. Por electrólisis de dicloruro de torio (ThCl2) anhidro fundido con una mezcla de cloruros de sodio y potasio. Por reducción del tetracloruro de torio (ThCl4) con calcio mezclado con cloruro de cinc anhidro. Por reducción del tetracloruro de torio con un metal alcalino .


CARACTERISTICAS GENERALES Nombre: Torio Masa atómica (uma): 232,038 Período: 7 Grupo: Actínidos Valencias:PROPIEDADES +2, +3, +4

Densidad (g/cm3): 11,720 Color: Plateado Punto de fusión (ºC): 1750 Punto de ebullición (ºC): 4788 Volumen atómico PROPIEDADES (cm3/mol): 19,80 PERIODICAS Configuración electrónica: [Rn] 6d2 7s2 Radio atómico (Å): 1,80 Radio iónico (Å): 1,01 (+3) Radio covalente (Å): 1,65 Energía de ionización (kJ/mol): 587 Electronegatividad: 1,30

PROPIEDADES

QUÍMICA Y GEOQUÍMICA DEL THORIO.

 Cuando está puro, el torio es un metal pesado blanco plateado, brillante, blando, muy dúctil, que puede ser laminado, moldeado y estirado en frío. Es estable al aire y mantiene el brillo metálico durante meses.  si está pulverizado o se calienta en el aire se inflama espontáneamente,  Cuando está contaminado con óxido, lentamente pierde el brillo y pasa a ser gris y finalmente negro.  Es atacado lentamente por el agua y los ácidos minerales, excepto el clorhídrico.  Las propiedades físicas también están influenciadas por el grado de contaminación con el óxido. Aunque se obtiene torio de muy alta pureza, frecuentemente contiene un porcentaje de varias décimas de óxido  El torio se alea con el magnesio y le da gran estabilidad y resistencia a la tracción a elevadas temperaturas.


QUÍMICA Y GEOQUÍMICA DEL THORIO.

 Todos los elementos no metálicos, excepto los gases raros, forman compuestos binarios con él.  Con pocas excepciones, el torio exhibe una valencia de 4+ en todas sus sales.  Químicamente, tiene algunas semejanzas con el zirconio y el hafnio.  El compuesto más soluble del torio es el nitrato, el cual, como se prepara generalmente, parece tener la fórmula Th(NO3)4 . 4H2O. El óxido más común del torio es ThO2, toria.  El torio se combina con los halógenos para formar gran variedad de sales.  El sulfato de torio se puede obtener en forma anhidra o como cierto número de hidratos.  Se conocen bien los carbonatos, fosfatos, yodatos, cloratos, cromatos, molibdatos y otras sales inorgánicas de torio.  El torio forma también sales con muchos ácidos orgánicos, de los cuales el oxalato insoluble en agua Th(C2O4)2 6H2O, es importante en la preparación de compuestos puros de torio


ABUNDANCIA

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Es tres veces más abundante que el uranio y tan abundante como el plomo y más que el molibdeno: representa el 9,6x10-4% en peso de la corteza. Se encuentra en los minerales torita (ThSiO4), torianita ((Th,U)O2). Su fuente comercial es el mineral monacita (CePO4 con Y, Th, La,...), que contiene de un 3 a un 9% de ThO2, junto con otras tierras raras, del que se obtiene por lixiviación con ácido concentrado caliente y se precipita de la disolución resultante en forma de oxalato de torio Tierra: Tierra:

Agua de mar: 0.000001 mg/L 13 Corteza: 9.6 mg/kg = 0.00096% 13

Tierra:

Total: 51.2 ppb 14

Mercurio:

Total: 39.4 ppb 14

Venus:

Total: 53.7 ppb 14

Condritas:

Total: 0.027 (relative to 106 atoms of Si) 15


ISOTOPOS

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Se conocen veintinueve isótopos de masas comprendidas entre 210 y 238; todos son radiactivos e inestables. En la Naturaleza se encuentra 232-Th (1,405x1010 años, es un emisor alfa, 100%). Entre el resto, por su período de semidesintegración, hay que destacar: 230-Th (75380,0 años), 229-Th (7340,0 años); los demás tienen período de semidesintegración de días o menos. Algunos reciben nombres específicos: 227-Th (18,72 días) y 228-Th (1,9116 años) de "radioactinio"; 230-Th de "ionio"; 231-Th (25,52 días) de "uranio Y"; 234-Th (24,10 días) de "uranio X1". El de menor período de semidesintegración es 218-Th (109 nanosegundos).


GEOQUÍMICA DEL THORIO un elemento radiactivo que se produce naturalmente en concentraciones bajas, presentando un promedio de 6 ppm de concentración en la corteza (Dill, 2010). En la naturaleza, casi todo el torio es torio232 (232Th), con un tiempo de vida media de 1.4 x 1010, aunque varios isótopos adicionales pueden estar presentes en cantidades inferiores como el 228Th, 230Th y 234Th (Housecroft et al., 2006).

Bastnaesita ((Ce,La,Th…)CO3F

En las arenas monacíticas se encuentran apreciables cantidades de Th (hasta el 30%.) formada por ortofosfatos de lantánidos

está ampliamente distribuida en la naturaleza, se obtiene principalmente como una arena(oscura y de composicion variable), que se separa de otras arenas por medios físicos o mecánicos. El mineral de torio más común y el más importante desde el punto de vista comercial.

Los minerales más comunes del Th son principalmente:

Torita (ThSiO4)

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Torianita (ThO2), Monacita ((Ce,La,Nd,Pr,Th,Y...)PO4) Brookita ((Ti,Th)O2)


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El Th, está geoquímicamente asociado junto con el uranio (U) a los elementos de la serie lantánida.

por lo tanto es de esperarse que se encuentren juntos en los distintos depósitos minerales. Entre los depósitos más resaltantes tenemos ROCAS MAGMÁTICAS CARBONATITICAS, INTRUSIVAS Y EFUSIVAS

que contengan más de un 50% en volumen de minerales carbonatados,son las rocas que contienen más comúnmente depósitos de REE, Th y U. Calcita, dolomita y ferrocarbonatitas se producen en ambientes continentales, raramente en ambientes oceánicos y generalmente se relacionan a gran escala a intraplacas de fracturas, fisuras o fosas tectónica.

DEPOSITOS DE HIERRO HIDROTERMALES

estos fluidos hidrotermales son procedentes de una serie de intrusivos alcalino-carbonatita. Con una amplia variedad de minerales, tales como REE bastnaesita, monacita, aeschynita, apatito, parisita, huanghoita, fergusonita, fersmite, xenotima, daqingshanite, cordielita, chevkinita, britolita.


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Entre los depósitos más resaltantes tenemos

DEPÓSITOS ASOCIADOS A ESTRUCTURAS,

Los depósitos relacionados con estructuras no representan gran importancia económica. Estas intrusiones en forma de vetas por lo general contienen minerales que pueden contener concentraciones importantes de Th como: monacita hipogénica REE-(Ce) y allanita-(Ce) van acompañados de minerales, apatito, uraninita, Torianita.

TH CONTENIDO EN FOSFATO DE HUESO DE LOS SEDIMENTOS DE LA PLATAFORMA

Los fosfato de hueso de los sedimentos de la plataforma exterior de compuestas de fragmentos de cráneos de peces y la cinta de ballenas contienen, entre otros elementos, La, Ce, Th y U asociado a fluorcarbonato-apatito cristalinos.


USOS DEL TORIO Los compuestos de óxido de torio se utilizan en la producción de mantas de gas incandescentes El óxido de torio se ha empleado también incorporado al tungsteno metálico, y sirve para producir filamentos para lámparas eléctricas. Se emplea en catalizadores para facilitar ciertas reacciones de química orgánica y tiene aplicaciones especiales como material cerámico de alta temperatura. El metal o sus óxidos se utilizan en algunas lámparas electrónicas, fotoceldas y electrodos especiales para soldadura. El torio tiene aplicaciones importantes como agente de aleación en algunas estructuras metálicas. Tal vez el empleo más importante del torio metálico, aparte del campo nuclear, esté en la tecnología del magnesio. En un reactor nuclear, el torio puede ser convertido en uranio 233, que es un combustible atómico.

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EFECTOS DEL THORIO Las personas siempre estarán expuestas a pequeñas cantidades

de torio a través del aire, la comida y el agua, porque se encuentra casi en cualquier lugar en La Tierra, pero normalmente puede ser ignorada. Respirar torio en el lugar de trabajo puede incrementar las posibilidades de desarrollar enfermedades de pulmón y páncreas inclusive cancer muchos años después de la exposición. El torio tiene la habilidad de cambiar el material genético. Las personas a las que les ha sido inyectado torio para los rayos X especiales pueden desarrollar enfermedades del hígado. El torio es radiactivo y puede ser almacenado en los huesos. Debido a esto tiene la habilidad de causar cáncer de huesos muchos años después de que la exposición haya tenido lugar. La respiración de grandes cantidades de torio puede ser letal. Las personas a menudo mueren de envenenamiento por metales cuando se someten a una exposición excesiva

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EFECTOS DEL THORIO ESTABILIDAD AMBIENTAL

EFECTOS DEL MATERIAL EN PLANTAS Y ANIMALES:

EFECTOS DE LOS PRODUCTOS QUÍMICOS EN LA VIDA ACUÁTICA

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El torio reaccionará lentamente con el agua, el oxígeno y otros compuestos para formar una variedad de compuestos del torio. Debido al tamaño del producto, no se esperan efectos ambientales inusuales de estos productos; sin embargo, grandes escapes de torio pueden ser dañinos para las plantas y animales afectados.

Debido al tamaño del producto y a la forma del producto, estos productos no se puede anticipar que causen efectos adversos en la vida acuática; sin embargo, grandes escapes de torio en un cuerpo de agua pueden ser dañinos para las plantas acuáticas y los animales. La eliminación de los vertidos debe realizarse de acuerdo con las adecuadas regulaciones federales, estatales y locales


REFERENCIAS Dill, H. (2010). The “chessboard” classification scheme of mineral deposits: Mineralogy and geology from aluminum to zirconium. Earth-Science Reviews, 100, 1-420. Housecroft, C. & Sharpe, A. (2006). Química Inorgánica (2a Ed.). México D.F: Pearson Educación. http://www.lenntech.es/periodica/elementos/th.htm#ixzz2uFTqjllE http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/th.html http://www.chemistry-reference.com/pdictable/q_elements.asp? Symbol=Th&language=es


Quimica y geoquimica del torio