Protactínio

Protactínio
Tório ← Protactínio → Urânio Pr     91 Pa                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Pa ↓ Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
branco prateado brilhante
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Protactínio, Pa, 91
Série química	Actinídeo
Grupo, período, bloco	n/a, 7, f
Densidade, dureza	15370 kg/m3, dureza desconhecida
Número CAS	7440-13-3
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atômica	231,03588 u
Raio atómico (calculado)	163 pm
Raio covalente	200 pm
Raio de Van der Waals	pm
Configuração electrónica	[Rn] 7s2 6d1 5f2
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	2, 3, 4, 5
Óxido	fracamente básico
Estrutura cristalina	tetragonal
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	1841 K
Ponto de ebulição	4300 K
Entalpia de fusão	12,34 kJ/mol
Entalpia de vaporização	481 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor
Velocidade do som	m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,5
Calor específico	120 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	5,29·106 S/m
Condutividade térmica	47 W/(m·K)
1º Potencial de ionização	568 kJ/mol
2º Potencial de ionização	kJ/mol
3º Potencial de ionização	kJ/mol
4º Potencial de ionização	kJ/mol
5º Potencial de ionização	kJ/mol
6º Potencial de ionização	kJ/mol
7º Potencial de ionização	kJ/mol
8º Potencial de ionização	kJ/mol
9º Potencial de ionização	kJ/mol
10º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 229Pa sintético 1,4 d α 5,58 225Ac 230Pa sintético 17,4 d ε β− 1,310 1,310 230Th 230U 231Pa ~100% 32760 a α 5,149 227Ac 232Pa sintético 1,31 d β− 0,31 232U 233Pa sintético 26,967 d β− 0,571 233U 234mPa traços 1,17 min β− TI 2,29 0,0694 234U 234Pa 234Pa traços 6,75 h β− 0,23 234U
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O protactínio é um elemento químico de símbolo Pa e de número atômico igual a 91 (91 prótons e 91 elétrons), com massa atómica aproximada de 231,0 u. À temperatura ambiente, o protactínio encontra-se no estado sólido. Não existe atualmente nenhum uso para o protactínio fora do âmbito da pesquisa científica básica. Foi identificado pela primeira vez em 1913 por Kasimir Fajans e O. H. Göhring.

Características principais

O protactínio é um elemento metálico prateado que pertence ao grupo dos actinídios, com lustre metálico brilhante que se conserva no ar por poucas horas. Torna-se um supercondutor em temperaturas abaixo de 1,4 K.

Aplicações

Devido a sua escassez, alta radioatividade e toxicidade, não existe atualmente nenhum uso para o protactínio fora do âmbito da pesquisa científica básica

História

O protactínio (do grego "protos", "primeiro") foi identificado pela primeira vez em 1913, quando Kasimir Fajans e O. H. Göhring encontraram o isótopo de curta duração 234m-Pa, com meia-vida de aproximadamente 1,17 minutos, durante seus estudos sobre a série de decaimento do U-238. Deram ao novo elemento o nome de "Brevium" (do latim "brevis", "breve"). O nome foi mudado para "Protoactinium" ("protoactínio") em 1918 quando dois grupos de cientistas (Otto Hahn e Lise Meitner, na Alemanha, e Frederick Soddy e John Cranston no Reino Unido), independentemente, descobriram o 231-Pa. Em 1949, o nome foi abreviado para "protactínio".

Em 1927, Aristid V. Grosse preparou 2 mg de Pa₂O₅, do qual o protactínio foi isolado. Em 1934, foi isolado pela primeira vez a partir de 0.1 mg de Pa₂O₅, primeiro convertendo o óxido em iodeto e, em seguida, decompondo o iodeto eletricamente com uso de um filamento aquecido em alto vácuo, conforme a reação:

2PaI₅ → 2Pa + 5I₂.

É possível recuperá-lo dos minerais de urânio por extração com solvente. O PaF₄ obtido é reduzido com bário.

Em 1961, no Reino Unido, produziu-se 125 gramas de protactínio 99,9% puro, processando 60 toneladas de minérios de urânio. Esta foi a única fonte de protactínio do mundo por muitos anos seguintes

Ocorrência

O protactínio é um produto da fissão do tório, plutônio e urânio. É o mais raro dos elementos de ocorrência natural.

O protactínio ocorre na pechblenda na proporção de 1 parte de Pa-231 para 10 milhões de partes do minério. Os minérios do Zaire tem aproximadamente 3 ppm. O protactínio é um dos elementos mais raros e caros.

Compostos

• Fluoretos: PaF₄ e PaF₅
• Cloretos: PaCl₄ e PaCl₅
• Brometos: PaBr₄ e PaBr₅
• Iodetos: PaI₃, PaI₄ e PaI₅
• Óxidos: PaO, PaO₂ e Pa₂O₅

Isótopos

Contém 29 radioisótopos do protactínio foram identificados, sendo os mais estáveis 231-Pa com meia-vida de 32760 anos, 233-Pa com meia-vida de 26.967 dias, e 230-Pa com meia vida de 17.4 dias. Todos os demais isótopos radioativos apresentam meias-vidas abaixo de 1.6 dias, e maioria destes abaixo de 18 segundos. Este elemento apresenta 2 meta estados, 217m-Pa (t_½ 1.15 milisegundos) e 234m-Pa (t_½ 1.7 minutos).

O principal modo de decaimento anterior ao isótopo mais estável, 231-Pa, é a emissão alfa, e o modo dos posteriores é a emissão beta menos. Os produtos de decaimento primários antes do 231-Pa são os isótopos do elemento Ac (actínio e os produtos primários após são os isótopos do elemento U (urânio).

Precauções

O protactínio é tóxico e altamente radioativo, portanto, requer precauções de manuseio semelhantes aquelas usadas com o plutônio.

Ligações externas

• WebElements.com - Protactinium
• EnvironmentalChemistry.com - Protactinium
• It's Elemental - Protactinium
• InfoHaunter
• Em PT