I 2 - Wydział Chemii UW

http://muzeum.if.pw.edu.pl/
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
www.youtube.com/watch?v=bYZ6sCDkooA
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 U3O8
i chalkolit Cu(UO2)2(PO4)2 . (8-12)
H2O 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.
Blenda uranowa, zwana smółką uranową, pechblendą albo blendą smolistą to odmiana
uranitu, którego głównym składnikiem jest tlenek uranu U3O8( 2UO3 . UO2).
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.
http://www.youtube.com/watch?v=MxgBKcKawTM
Schemat wyodrębnienia
polonu z blendy uranowej
Blenda uranowa
HCl aq
Roztwór: Chlorki U, Th, Pb, Cu, As, Sb, Bi, X
H 2S
Roztwór: chlorki U i Th
Osad: siarczki Pb, Cu, As, Sb, Bi, X
Kat. III grupy analitycznej
Roztwór: tleno- i siarkosole As i Sb
Kat. II B grupy
analitycznej
Kat. II grupy
analitycznej
(NH4)2S
Osad: siarczki Pb, Cu, Bi, X
HCl aq, potem NH3 aq
Roztwór: Cu(NH3)22+
Kat. II A grupy
analitycznej
Osad: wodorotlenki Pb, Bi, X
HCl aq, potem H2S
Osad: siarczki Pb, Bi, X
0,1mg Po / tona
blendy
Sublimacja w temp. 700oC
PbS, Bi2S3
Frakcje silnie promieniotwórcze, zawierające X
Siarczek polonu XS = PoS
Schemat wyodrębnienia
radu z blendy uranowej
Blenda uranowa
Na2CO3 potem H2SO4 aq
Roztwór: frakcja uranowa
Osad: siarczany(VI) i węglany Po, Ba, X
HCl aq
Roztwór: chlorki polonu(II) i (IV)
H2S
Osad: Siarczek polonu(II) PoS
Kat. II A grupy
analitycznej
Osad: siarczany(VI) Ba i X
temp. wrzenia
Na2CO3 aq
Kat. IV grupy
analitycznej
Osad: węglany Ba i X
HCl aq
Roztwór: chlorki Ba i X
Krystalizacja frakcjonowana
1.4g Ra / tona
blendy
Roztwór: BaCl2
Frakcje silnie promieniotwórcze, zawierające X
Osad: XCl2 = RaCl2
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 RaCl2 z wytworzeniem amalgamatu
na katodzie rtęciowej.
PODSTAWY CHEMII
ANALITYCZNEJ
Wykład 13
Analiza jakościowa - Aniony
8
ANALIZA ANIONÓW
F
(F-)
Cl
Br
I
(Cl-; ClO-; ClO2-; ClO3-; ClO4-)
(Br-; BrO3-)
(I-; IO3-; IO4-)
S
N
(S2-; SO32-; SO42-; S2O32-)
(NO2-; NO3-)
P
C
Si
(PO43-)
(C2O42- ; CN-; SCN-; CH3COO-; CO32-)
(SiO32-)
ANIONY – PRÓBY WSTĘPNE I CHARAKTERYSTYCZNE
Rozpuszczalność
pH (odczyn)
(NO3-; CH3COO-; (Cl-; SO42-)) (K+; Na+; NH4+…)
HClrozc
(S2-; CH3COO-; CO32-; CN- ; NO2-; S2O32-)
(aniony b. lotnych /nietrwałych kwasów..)
(mniej, ale nadal lotne: HCl; HBr; HI; HF…)
H2SO4 (stęż)
Utleniacz
Reduktor
(S2-; CH3COO-; CO32-; CN- ; NO2-)
(najczęściej MnO4-)
(najczęściej I-/skrobia )
Osady z AgNO3 / BaCl2(+HNO3)
Klasyfikacja anionów wg Bunsena
PRÓBY RED-OKS NA ANIONY
Utleniacze
Próba z KI  I2 (H2SO4/skrobia)
Cr2O72-; MnO4ClO-; ClO3-; BrO3-; IO3-; NO2-
Reduktory
Próba z KMnO4 (H2SO4)
S2-; SO32-; S2O32-; NO2Br-; I-; CN-; SCNCl-; C2O42-  Tylko „na gorąco”
Próba z Cl2 aq
Br-; IPróba z I2 (skrobia)
S2-; SO32-; S2O32-; CN-
GRUPY ANALITYCZNE ANIONÓW wg BUNSENA
AgNO3
I
Cl-; Br-; I-;
CN-; SCN-
Biały lub żółty osad
NIErozpuszczalny w HNO3
II
S2-; NO2-;
CH3COO- (?)
Biały lub czarny osad
rozp. w HNO3
III
SO32-; CO32-; C2O42-; BO2- Biały osad, rozp. w HNO3
IV
PO43-; AsO43-; S2O32-;
CrO42-
V
VI
NO3-; ClO3-; MnO4-; ClO4-
VII
SiO32-
SO42-; F-
Barwny osad,
rozp. w HNO3
BaCl2
Biały osad rozp. w HNO3
Biały osad
(lub żółty z CrO42-)
rozp. w HNO3
Biały osad, rozp. w HNO3
Biały osad
Żółty osad
w HNO3  biały osad SiO2 w HNO3  biały osad SiO2