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Torio

El elemento químico torio se clasifica como un metal actínido. Fue descubierto en 1828 por Jöns Jacob Berzelius.

Descubrimiento del torio

El torio fue descubierto por Jöns Jacob Berzelius en 1828, en Estocolmo, Suecia, después de recibir una muestra de un mineral negro inusual de Hans Esmark encontrado en una isla cercana a Brevik, Noruega.

El mineral contenía una gran cantidad de elementos conocidos, incluidos hierro, manganeso, plomo, estaño y uranio, además de otra sustancia que Berzelius no pudo identificar. Llegó a la conclusión de que el mineral contenía un nuevo elemento.

Llamó al mineral negro torita, en honor al dios escandinavo Thor.

Su análisis indicó que el 57,91% de la torita era un óxido del nuevo elemento propuesto, al que llamó torio.

Para aislar el torio metálico, Berzelius descubrió que el método más efectivo era hacer reaccionar el cloruro de torio con potasio, para producir cloruro de potasio y torio. (Berzelius hizo cloruro de torio mezclando óxido de torio con carbón y calentándolo al rojo vivo en una corriente de cloro gaseoso).

El aislamiento de torio de Berzelius de su cloruro utilizando potasio fue similar al enfoque utilizado por Wöhler y Bussy para aislar el berilio en 1828 y por Ørsted para aislar el aluminio en 1825.

Gerhard Schmidt descubrió que el torio era radiactivo en 1898, el primer elemento después del uranio que se identificó como tal.

Marie Curie también encontró esto, de forma independiente, más tarde en el mismo año.

A principios del siglo XX, Ernest Rutherford y Frederick Soddy descubrieron que el torio se descomponía en otros elementos a un ritmo fijo, un descubrimiento clave en nuestra comprensión de los elementos radiactivos.

Un método para producir torio metálico de alta pureza fue descubierto en 1925 por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer. El yoduro de torio se descompone en un filamento de tungsteno al rojo vivo creando una barra de cristal de torio puro.

Antes de su descubrimiento del torio, Berzelius había descubierto otros dos elementos, el cerio en 1803 y el selenio en 1817.

Apariencia y Características

Efectos nocivos:

El torio es radiactivo. Se acumula en los huesos de animales vivos, incluidos los huesos humanos, donde puede permanecer durante un largo período de tiempo.

Características:

• El torio es un metal radiactivo, brillante, blando, de color blanco plateado, que se deslustra muy lentamente (durante muchos meses) hasta convertirse en óxido negro. El isótopo más estable es el torio-232, con una vida media de 14.050 millones de años. Casi el 100% del torio que se encuentra en la Tierra es torio-232, que es solo ligeramente radiactivo porque tiene una vida media muy larga. (La vida media del uranio-235 es de 700 millones de años, más corta por un factor de 20).
• El torio es químicamente reactivo y es atacado por el oxígeno, el hidrógeno, los halógenos y el azufre. El polvo de torio es pirofórico (se enciende espontáneamente en el aire).
• El torio es dimórfico, cambiando de cúbico centrado en las caras a cúbico centrado en el cuerpo por encima de 1360^oC.
• El torio tiene el rango líquido más grande de cualquier elemento, abarcando más de 3000 grados entre su punto de fusión de 2023 K (1750^oC) y su punto de ebullición de 5063 K (4790^oC).
• El dióxido de torio (torio) tiene el punto de fusión más alto de todos los óxidos conocidos.
• Casi todo el torio natural es torio-232, que se descompone lentamente en el radio metálico del Grupo 2 mediante la emisión de partículas alfa.
• El torio-232 se puede convertir mediante neutrones térmicos (lentos) en uranio-233 fisionable a través de la siguiente secuencia de reacción:
  • ²³²Th + n ⇒ ²³³Th
  • ß decaimiento ß decaimiento
  • ²³³Th ⇒     ²³³ Pa ⇒     ²³³ U
• La fisión del uranio-233 puede proporcionar neutrones para comenzar de nuevo el ciclo. Este ciclo de reacciones se conoce como el ciclo del torio. ⁽⁶⁾

Usos del torio

• Una posibilidad emocionante para el futuro es alimentar los reactores nucleares con torio. El torio no solo es más abundante en la Tierra que el uranio, sino que 1 tonelada de torio extraído puede producir tanta energía como 200 toneladas de uranio extraído.
• La diferencia en la producción de energía de los dos elementos surge porque la mayor parte del uranio extraído es uranio-238, que no es fisionable. (El uranio natural tiene más del 99% de uranio-238 con solo alrededor del 0,7% del uranio-235 fisionable). Sin embargo, casi todo el torio extraído puede convertirse fácilmente en el isótopo de uranio fisionable uranio-233 a través del bombardeo de neutrones (como se muestra arriba).
• Se espera que los desechos de un reactor de torio pierdan su peligrosa radiactividad después de unos 400-500 años, en comparación con los muchos miles de años de los desechos nucleares producidos en la actualidad.
• La investigación del combustible de torio continúa en varios países, incluidos EE. UU. e India.
• La mayoría de los usos no nucleares del torio están impulsados ​​por las propiedades únicas de su óxido.
• El dióxido de torio se usó en los mantos de gas de Welsbach en el siglo XIX y hoy en día estos mantos todavía se pueden encontrar en las linternas de camping. (El punto de fusión muy alto del dióxido de torio asegura que se mantenga sólido, brillando con una luz blanca intensa y brillante a la temperatura del gas ardiente de la linterna).
• El dióxido de torio se utiliza para cerámicas resistentes al calor.
• El vidrio que contiene dióxido de torio tiene un alto índice de refracción y baja dispersión, por lo que se agrega dióxido de torio al vidrio para usarlo en lentes de alta calidad y equipo científico.
• Las aleaciones de torio y magnesio se utilizan en la industria aeroespacial para motores de aviones. Estas aleaciones son livianas y tienen una excelente resistencia y resistencia a la fluencia a altas temperaturas.
• El torio se utiliza para recubrir los filamentos de tungsteno de las bombillas.
• La demanda de torio en aplicaciones no nucleares está disminuyendo debido a problemas ambientales y de salud debido a su radiactividad.

Abundancia e isótopos

• Abundancia en la corteza terrestre: 6 partes por millón en peso, 0,5 partes por millón en moles
• Abundancia en el sistema solar: 0,3 partes por billón en peso, 2 partes por billón en moles
• Fuente: El torio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en varios minerales: principalmente monacita y bastnasita. Comercialmente, el torio se extrae de la arena de monacita (mineral de fosfato). La inercia química de la monacita hace que la extracción sea un proceso complejo y de varias etapas. El torio metálico se puede aislar por electrólisis del cloruro de torio anhidro con calcio.
• Isótopos: el torio tiene 28 isótopos cuyas vidas medias se conocen, con números de masa de 210 a 237. Todos son radiactivos. El isótopo más estable es el ²³²Th, con una vida media de 14 050 millones de años y una abundancia de prácticamente el 100 %.

Símbolo	Th
Número atómico	90
Valencia	+4, +3 y +2
Peso atómico	232.038
Punto de ebullición (ºC)	4788
Punto de fusión (ºC)	1755
Densidad (Kg/m3)	11724
Estructura atómica	[Rn] 6d2 7s2

Descubre más elementos en nuestra tabla periódica.

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