Thorium(IV)-oxid

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Kristallstruktur
Struktur von Thoriumdioxid
__ Th4+     __ O2−
Kristallsystem

kubisch

Raumgruppe

Fm \bar3 m

Koordinationszahlen

Th[8], O[4]

Allgemeines
Name Thorium(IV)-oxid
Andere Namen

Thoriumdioxid

Verhältnisformel ThO2
CAS-Nummer 1314-20-1
PubChem 14808
Kurzbeschreibung

weißer, kristalliner Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 264,04 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

10 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

3390 °C[2]

Siedepunkt

4400 °C[2]

Löslichkeit

unlöslich in Wasser und Säuren[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 301​‐​311​‐​331​‐​350​‐​373
P: 201​‐​261​‐​280​‐​301+310 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][3]
Giftig
Giftig
(T)
R- und S-Sätze R: 45​‐​23/24/25​‐​33
S: 53​‐​36/37/39​‐​45
Toxikologische Daten

400 mg·kg−1 (LD50Mausoral)[5]

Radioaktivität
Radioaktiv
 
Radioaktiv
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Thorium(IV)-oxid (Thoriumdioxid, ThO2) ist das einzige stabile Oxid des radioaktiven Elements und Actinoids Thorium. In der Natur kommt die Verbindung als Mineral Thorianit vor.

Herstellung[Bearbeiten]

Thorium(IV)-oxid kann durch Oxidation von Thorium und nachfolgende Reinigung (Befreiung von Thoriumresten) hergestellt werden.

Es kann auch durch thermische Zersetzung von Thorium(IV)-hydroxid, Thorium(IV)-oxalat, Thorium(IV)-carbonat oder Thorium(IV)-nitrat hergestellt werden. Thorium(IV)-sulfat ist als Ausgangsmaterial weniger gut geeignet, da die letzten Spuren Sulfat nur sehr schwer abgespalten werden.[6]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Thorium(IV)-oxid ist ein geruchloses weißes Pulver. Das Mineral Thorianit kristallisiert kubisch im Fluoritgitter. Es hat den höchsten Schmelzpunkt aller Oxide, weist eine hohe Lichtbrechung und eine hohe Dichte von 9,86 g·cm−3 auf. Die Wasserlöslichkeit von Thoriumdioxid ist sehr gering. Erst im stark sauren pH-Bereich unter pH = 4 steigt die Löslichkeit leicht an.

Anwendungen[Bearbeiten]

Thorium(IV)-oxid dient als Zusatz in optischen Gläsern, um die Lichtbrechung zu erhöhen. Früher war es Bestandteil von Glühstrümpfen. Weiterhin enthalten Wolframelektroden zu 2 bis 3 % Thoriumdioxid, um beim Elektroschweißen den elektrischen Funken zu stabilisieren. Aufgrund der Radioaktivität des Thoriums wird die zivile Anwendung eingeschränkt. Thoriumdioxid wird auch als Brutmaterial in Brutreaktoren genutzt.

Thorium(IV)-oxid kann als Katalysator bei der Decarboxylierung von Carbonsäuren eingesetzt werden.[7]

Gefahren[Bearbeiten]

Thorium(IV)-oxid wirkt reizend auf Haut und Augen. Bei Verletzungen kann es in den Körper gelangen und toxisch wirken, beim Einatmen kann es sich in der Lunge ablagern und diese bestrahlen. Auch beim Verschlucken ist es sehr giftig. Der extrem langlebige Stoff erhöht das Krebsrisiko.[5] Das Röntgenkontrastmittel Thorotrast, das zum Hervorheben von Details in Röntgenbildern bis Ende der 1940er-Jahre diente, wurde aufgrund des Krebsrisikos nach dem Zweiten Weltkrieg nicht mehr eingesetzt.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  2. a b c Thoriumdioxid bei webelements.com.
  3. a b c Datenblatt Thorium(IV)-oxid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 5. November 2012 (PDF).
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. a b BOC Edwards Sicherheitsdatenblatt.
  6.  Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band I, Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 1145.
  7. Beispiel bei Orgsynth.org.

Literatur[Bearbeiten]

  • Mathias S. Wickleder, Blandine Fourest, Peter K. Dorhout: Thorium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 52–160; doi:10.1007/1-4020-3598-5_3.
  • Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1972.