Torio
Proprietà e composti del torio
Nella crosta terrestre il torio è piuttosto diffuso (0,001%).
I minerali principali sono la monazite, un fosfato di elementi delle terre rare che può contenere fino a circa il 10% di torio (e spesso contiene anche uranio), e il silicato torite, ThSiO4.
Il torio fu scoperto nel 1828 in Norvegia da J.J. Berzelius, che gli dette il nome del dio scandinavo del tuono, Thor.
La sua radioattività fu rivelata da Marie Curie nel 1898.
Il torio è un metallo bianco argenteo allo stato compatto, molle e duttile se purissimo, simile al platino. Elettropositivo quasi quanto il magnesio, presenta una notevole reattività e forma composti binari con tutti i non-metalli; con gli acidi tuttavia reagisce lentamente e non reagisce affatto con gli alcali, anche concentrati o allo stato fuso.
Forma idruri e composti intermetallici e molti metalli fusi lo intaccano facilmente.
A caldo si combina più o meno rapidamente con l'ossigeno (in polvere risulta piroforico) e si altera con facilità all'aria.
Composti del torio
Il torio forma composti in corrispondenza dei suoi stati di ossidazione +2, +3, +4; quest'ultimo è di gran lunga il più stabile e importante.
Lo ione Th4+, nonostante l'elevato valore della carica, è relativamente stabile all'idrolisi se in ambiente acido (a pH < 3); in soluzione acquosa è generalmente complessato in forma di acquoioni a elevato numero di coordinazione (anche fino a 12) o, se presenti anioni, in forma di complessi nei quali il torio è bi o tricoordinato, per esempio [ThF2]2+, [Th(NO3)3]+.
Il tetrafluoruro di torio, ThF4, è un solido bianco a elevato punto di fusione (> 1000 °C).
È un acido di Lewis e forma facilmente composti di addizione e sali complessi con i fluoruri alcalini e alcalino-terrosi, per esempio il fluotorato di calcio, CaThF6.
Anche il tetracloruro, ThCl4, forma facilmente complessi di vario tipo, quali per esempio addotti con ammoniaca, ammine organiche, composti organici ossigenati e altri donatori.
Il più importante e utilizzato composto del torio è il biossido, ThO2.
Si presenta generalmente come una polvere bianca, a elevatissimo punto di fusione (circa 3200 °C), insolubile negli idrossidi e carbonati alcalini anche fusi (poiché è un ossido basico, non anfotero), ma solubile in acido solforico concentrato.
Dalle soluzioni acide, per idrolisi o neutralizzazione con alcali, è facile ottenere una dispersione colloidale del diossido in forma idrata, molto reattiva.
Disciogliendo il diossido in acido nitrico si può ottenere per cristallizzazione il nitrato di torio, Th(NO3)4, in diverse forme idrate; per riscaldamento e calcinazione di questi idrati si ottiene come prodotto finale, attraverso la formazione di sali basici, nuovamente il diossido di torio.
Utilizzo del torio
II torio metallico trova impiego come assorbitore di gas (getter) nella tecnica dell'alto vuoto, e come componente di leghe, soprattutto con il magnesio; viene usato anche per elettrodi e cellule fotoelettriche sensibili a certe radiazioni ultraviolette.
La più rilevante applicazione si ha però in campo nucleare, poiché il 232Th rappresenta, dopo l'238U, l'elemento "fertile" più importante. Altri isotopi sono usati come traccianti radioattivi.
Torio
Metodo di produzione del torio
L'estrazione del torio dalle monaziti, arricchite con gli usuali processi meccanici, è resa complessa dalla presenza di lantanidi, spesso in per centuali rilevanti, di ittrio e di piccole quantità di uranio. Si seguono principalmente due processi, all'acido solforico e alla soda caustica.
Nel primo caso, dopo varie dissoluzioni e precipitazioni con reattivi diversi, si ottiene il torio sotto forma di ossalato insolubile, che viene purificato trasformandolo in solfato e ricristallizzando quest'ultimo.
Nel processo alla soda si perviene a una soluzione nitrica contenente lantanidi, torio e uranio: i primi si separano selettivamente con solventi organici, i nitrati di torio e di uranio mediante estrazione con acqua. I sali di torio così ottenuti vengono infine trasformati in tetrafluoruro, che, per riduzione con calcio metallico, da il torio.
ThF4 + 2 Ca → Th + 2 CaF2
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