Protactinium

Protactinium
Periodiek systeem H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo ↓ * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Algemeen
Naam	Protactinium
Symbool	Pa
Atoomnummer	91
Groep	Scandiumgroep
Periode	Periode 7
Blok	F blok
Reeks	Actiniden
Kleur	Zilver metalliek
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u)	231,04
Elektronenconfiguratie	[Rn]5f2 6d1 7s2
Oxidatietoestanden	+4, +5
Elektronegativiteit (Pauling)	1,5
Atoomstraal (pm)	156
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	568,30
Fysische eigenschappen
Dichtheid (kg·m−3)	15370
Smeltpunt (K)	1845
Kookpunt (K)	4300
Aggregatietoestand	Vast
Smeltwarmte (kJ·mol−1)	16,7
Verdampingswarmte (kJ·mol−1)	481
Kristalstructuur	Ortho
Molair volume (m3·mol−1)	15,18 · 10-6
Elektrische weerstand (μΩ·cm)	19,1
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1)	47
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt, tenzij anders aangegeven
Portaal    Scheikunde

Protactinium is een scheikundig element met symbool Pa en atoomnummer 91. Het is een metalliek zilverkleurig actinide.

Ontdekking

Tijdens het bestuderen van de vervalreeks van uranium-238 ontdekte Kasimir Fajans en Otto Göhring in 1913 het kortlevende isotoop ^234mPa (halveringstijd van 1,17 minuut) en noemde dat brevium (afgeleid van brevis, Latijn voor kort). Die naam werd veranderd in protoactinium door een groep wetenschappers onder leiding van Otto Hahn toen zij ²³¹Pa ontdekte. Gelijktijdig werd dezelfde ontdekking gedaan door de Britse wetenschappers Frederick Soddy en John Cranston. In 1949 werd de naam veranderd in protactinium. "Protoactinium" of de verkorte versie daarvan "protactinium" betekent "voor actinium" en verwijst naar het feit dat actinium een vervalprodukt is van het radioactieve protactinium.

In 1927 lukte het Aristid von Grosse om 2 mg Pa₂O₅ te produceren. Zeven jaar later isoleerde hij hieruit protactinium door het oxide te vervangen door jodide en het vervolgens in hoog vacuüm over een verhit element te leiden.

In 1961 was de United Kingdom Atomic Energy Authority in staat om 125 gram 99,9% zuivere protactinium te produceren uit 60 ton afvalmateriaal in een uit 12 stappen bestaand proces. In totaal kostte dat 500 duizend dollar en gedurende enkele jaren was het de enige bron van protactinium. Voor onderzoeksdoeleinden werd het verkocht tegen 2800 dollar per gram.

Toepassingen

Door de schaarste, hoge radioactiviteit en giftigheid zijn er geen industriële toepassingen voor protactinium. Op kleine schaal wordt het toegepast bij fundamenteel onderzoek.

Opmerkelijke eigenschappen

Protactinium is een actinide met een metallieke glans en is redelijk stabiel aan de lucht. Bij temperaturen onder 1,4 kelvin vertoont het supergeleidende eigenschappen.

Verschijning

In het mineraal uraniet wordt protactinium in een concentratie van ongeveer 0,1 ppm aangetroffen. Sommige uranietbronnen in Zaïre bevatten hogere concentraties, tot 3 ppm.

Isotopen

Zie Isotopen van protactinium voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Meest stabiele isotopen
Iso	RA (%)	Halveringstijd	VV	VE (MeV)	VP
230Pa	syn	17,4 d	α	1,310	226Ac
231Pa	syn	3,2760*104 j	α	5,149	227Ac
233Pa	syn	26,967 d	β-	1,245	233U

Van protactinium zijn 29 radioisotopen bekend. Met een halveringstijd van 32760 jaar is ²³¹Pa het meest stabiel. Andere isotopen met redelijk lange halveringstijden zijn ²³³Pa (bijna 27 dagen) en ²³⁰Pa (17,4 dagen). De overige isotopen zijn veel instabieler.

Toxicologie en veiligheid

Protactinium is zowel giftig als ook hoog radioactief. Het dient op dezelfde wijze te worden behandeld als plutonium.

Externe links

• Lenntech over: Protactinium
• (en) EnvironmentalChemistry.com over: Protactinium
• (en) WebElements.com over: Protactinium

Scandiumgroep
Scandium Yttrium Lanthaniden: Lanthanium · Cerium · Praseodymium · Neodymium · Promethium · Samarium · Europium · Gadolinium · Terbium · Dysprosium · Holmium · Erbium · Thulium · Ytterbium · Lutetium Actiniden: Actinium · Thorium · Protactinium · Uranium · Neptunium · Plutonium · Americium · Curium · Berkelium · Californium · Einsteinium · Fermium · Mendelevium · Nobelium · Lawrencium

WikiWoordenboek