Transkrypt

1

2 W jaki sposób Maria Skłodowska-Curie wydzieliła polon i rad z blendy uranowej? Warsztaty metodyczne dla nauczycieli chemii szkół gimnazjalnych i ponadgimnazjalnych 29 stycznia 2008 mgr Krzysztof Kuśmierczyk doradca metodyczny ds. chemii m.st. Warszawy Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie Warszawa, ul. Freta 16

3 Uczona zbadała dużą liczbę metali, soli, tlenków i minerałów. Wszystkie analizowane związki uranu okazały się bardzo aktywne. Badaczka ustaliła, że aktywność preparatów zależy od zawartości w nich uranu. Ponadto udowodniła, że poza związkami uranu, aktywność promieniotwórczą wykazują także związki toru. Mierząc natężenie promieniowania emitowanego przez związki toru, stwierdziła że i w tym wypadku zdolność promieniowania jest cechą atomów. Dwie rudy: blenda uranowa U 3 O 8 i chalkolit Cu(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2. (8-12) H 2 O okazały się znacznie bardziej aktywne niż sam uran. Był to fakt zdumiewający nasunął przypuszczenie, że minerały te mogą zawierać pierwiastek lub pierwiastki znacznie bardziej aktywne od uranu. Hipotezę tę potwierdziła normalna aktywność syntetycznego chalkolitu, otrzymanego przez Marię Skłodowską - Curie.

4 Blenda uranowa, zwana smółką uranową, pechblendą albo blendą smolistą to odmiana uranitu, którego głównym składnikiem jest tlenek uranu U 3 O 8 ( 2UO. 3 UO 2 ). W odróżnieniu od uranitu, blenda uranowa jest odmianą zbitą, pozbawioną struktury krystalicznej. Minerał ten występuje głównie w Kanadzie (nad Wielkim Jeziorem Niedźwiedzim) i w Europie, w okolicy Jachymowa - w postaci naciekowych skupień o smolistym połysku. Blenda uranowa promieniuje czterokrotnie silniej niż czysty uran. Obecnie minerał ten stanowi najważniejsze źródło uranu, radu i innych pierwiastków promieniotwórczych.

5 Roztwór: Chlorki U, Th, Pb, Cu, As, Sb, Bi, X Roztwór: chlorki U i Th Kat. III grupy analitycznej Blenda uranowa HCl aq H 2 S Roztwór: tleno- i siarkosole As i Sb Kat. II B grupy analitycznej Roztwór: Cu(NH 3 ) 2 2+ Osad: siarczki Pb, Cu, As, Sb, Bi, X (NH 4 ) 2 S Schemat wyodrębnienia polonu z blendy uranowej Osad: siarczki Pb, Cu, Bi, X HCl aq, potem NH 3 aq Osad: wodorotlenki Pb, Bi, X Kat. II grupy analitycznej HCl aq, potem H 2 S Kat. II A grupy analitycznej 0,1mg Po / tona blendy Osad: siarczki Pb, Bi, X Sublimacja w temp. 700 o C PbS, Bi 2 S 3 Siarczek polonu XS = PoS Frakcje silnie promieniotwórcze, zawierające X

6 Blenda uranowa Schemat wyodrębnienia radu z blendy uranowej Na 2 CO 3 potem H 2 SO 4 aq Roztwór: frakcja uranowa Osad: siarczany(vi) i węglany Po, Ba, X HCl aq Roztwór: chlorki polonu(ii) i (IV) Osad: siarczany(vi) Ba i X H 2 S temp. wrzenia Na 2 CO 3 aq Kat. IV grupy analitycznej Osad: Siarczek polonu(ii) PoS Kat. II A grupy analitycznej Osad: węglany Ba i X HCl aq Roztwór: chlorki Ba i X 1.4g Ra / tona blendy Roztwór: BaCl 2 Krystalizacja frakcjonowana Osad: XCl 2 = RaCl 2 Frakcje silnie promieniotwórcze, zawierające X

7 Nagroda Nobla z chemii 1911 Za prace z zakresu chemii radu, a zwłaszcza za otrzymanie tego metalu w stanie wolnym badaczka otrzymała Nagrodę Nobla po raz drugi, tym razem z chemii. Zastosowana metoda polegała na elektrolizie roztworu RaCl 2 z wytworzeniem amalgamatu na katodzie rtęciowej.

8 PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJ Wykład 13 Analiza jakościowa - Aniony 8

9 F (F - ) ANALIZA ANIONÓW Cl (Cl - ; ClO - ; ClO ; ClO 3- ; ClO 4- ) Br (Br - ; BrO 3- ) I (I - ; IO 3- ; IO 4- ) S (S ; SO 3 ; SO 4 ; S 2 O 3 ) N (NO ; NO 3- ) P (PO 4 3- ) C (C 2 O 4 ; CN - ; SCN - ; CH 3 COO - ; CO 3 ) Si (SiO 3 )

10 ANIONY PRÓBY WSTĘPNE I CHARAKTERYSTYCZNE Rozpuszczalność (NO 3- ; CH 3 COO - ; (Cl - ; SO 4 )) (K + ; Na+; NH 4 + ) ph (odczyn) (S ; CH 3 COO - ; CO 3 ; CN - ; NO ) HCl rozc H 2 SO 4 (stęż) Utleniacz Reduktor (S ; CH 3 COO - ; CO 3 ; CN - ; NO ; S 2 O 3 ) (aniony b. lotnych /nietrwałych kwasów..) (mniej, ale nadal lotne: HCl; HBr; HI; HF ) (najczęściej MnO 4- ) (najczęściej I - /skrobia ) Osady z AgNO 3 / BaCl 2 (+HNO 3 ) Klasyfikacja anionów wg Bunsena

11 PRÓBY RED-OKS NA ANIONY Utleniacze Reduktory Próba z KI I 2 (H 2 SO 4 /skrobia) Cr 2 O 7 ; MnO 4 - ClO - ; ClO 3- ; BrO 3- ; IO 3- ; NO 2 - Próba z KMnO 4 (H 2 SO 4 ) S ; SO 3 ; S 2 O 3 ; NO - 2 Br - ; I - ; CN - ; SCN - Cl - ; C 2 O 4 Próba z Cl 2 aq Br - ; I - Tylko na gorąco Próba z I 2 (skrobia) S ; SO 3 ; S 2 O 3 ; CN -

12 GRUPY ANALITYCZNE ANIONÓW wg BUNSENA I Cl - ; Br - ; I - ; CN - ; SCN - AgNO 3 BaCl 2 Biały lub żółty osad NIErozpuszczalny w HNO 3 II III IV V VI VII S ; NO ; CH 3 COO - (?) Biały lub czarny osad rozp. w HNO 3 SO 3 ; CO 3 ; C 2 O 4 ; BO 2 - Biały osad, rozp. w HNO 3 PO 4 3- ; AsO 4 3- ; S 2 O 3 ; CrO 4 NO 3- ; ClO 3- ; MnO 4- ; ClO - 4 SO 4 ; F - SiO 3 Barwny osad, rozp. w HNO 3 Żółty osad w HNO 3 biały osad SiO 2 Biały osad rozp. w HNO 3 Biały osad (lub żółty z CrO 4 ) rozp. w HNO 3 Biały osad, rozp. w HNO 3 Biały osad w HNO 3 biały osad SiO 2