El elemento químico protactinio está clasificado como un metal actínido. Fue descubierto en 1913 por Kasimir Fajans y Oswald Göhring.
Zona de datos
| El protactinio es un metal actínido | |
| Color: | plateado |
| Peso atómico: | 231.0359, sin isótopos estables | Estado: | sólido |
| Punto de fusión: | 1570 oC, 1843 K | Punto de ebullición: | 4000 oC, 4273 K | Electrones: | 91 | Protones: | 91 | Neutrones en el isótopo más abundante: | 140 | Capas de electrones: | 2,8,18,32,20,9,2 |
| Configuración de electrones: | 5f2 6d1 7s2 |
| Densidad @ 20oC: | 15.4 g/cm3 |
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| Volumen atómico: | 15.0 cm3/mol |
| Estructura: | fcc: cúbico centrado en la cara |
| Dureza: | – | Capacidad calorífica específica | 0,12 J g-1 K-1 | Calor de fusión | 12.34 kJ mol-1 |
| Calor de atomización | – |
| Calor de vaporización | 481 kJ mol-1 |
| Energía de primera ionización | 568 kJ mol-1 |
| 2ª energía de ionización | – |
| 3ª energía de ionización | – |
| Afinidad de electrones | – |
| Número de oxidación mínimo | 0 |
| Min. oxidación común | 0 |
| Número máximo de oxidación | 5 |
| Número máximo de oxidación común | 5 |
| Electronegatividad (Escala de Pauling) | 1,5 | Volumen de polarizabilidad | 25.4 Å3 |
| Reacción con aire | – |
| Reacción con 15 M HNO3 | – |
| Reacción con 6 M HCl | – |
| Reacción con 6 M NaOH | ninguno |
| Óxido(s) | PaO2 Pa2O5 | Hidruro(s) | PaH3 | Cloruro(s) | PaCl4 PaCl5 |
| Radio atómico | 163 pm | Radio iónico (ión 1+) | Radio iónico | – | Radio iónico (ion 2+) |
| Radio iónico (ion 3+) | 118 pm |
| Radio iónico (1- ion) | – |
| Radio iónico (2- ion) | |
| Radio iónico (3- ion) | – |
| Conductividad térmica | 47 W m-1 K-1 | Conductividad eléctrica | 5.6 x 106 S m-1 |
| Punto de congelación/fusión: | 1570 oC, 1843 K |
Lise Meitner y Otto Hahn en el laboratorio.
Descubrimiento del protactinio
La historia del descubrimiento del protactinio abarca varios años. El químico polaco Kasimir Fajans y el químico alemán Oswald Göhring descubrieron el protactinio en 1913 en Karlsruhe, Alemania. Llamaron al elemento «brevium» porque el isótopo que habían encontrado (protactinio-234) tiene una vida media muy corta (1,17 minutos). (1),(2)
Otto Hahn y Lise Meitner, en el Instituto Kaiser Wilhelm de Berlín, descubrieron en 1917 un isótopo de vida mucho más larga: el protactinio-231 (vida media de 32 670 años). Hahn y Meitner buscaban una «sustancia madre» que se descompusiera en actinio.
Otto Hahn escribió que su objetivo era «encontrar esa sustancia que… constituye el punto de partida de la serie del actinio, y determinar si se deriva el actinio y a través de qué intermediarios.» (1)
Su trabajo se vio interrumpido por la Primera Guerra Mundial. En 1917 examinaron los residuos de sílice que habían extraído de la pechblenda (óxido de uranio) más de dos años antes.
Identificaron el protactinio-231 al establecer que ninguna sustancia conocida podría haber emitido las partículas alfa que se observaron y por el actinio producido.
Frederic Soddy y John Cranston también descubrieron el protactinio de forma independiente en 1917, en la Universidad de Glasgow, Escocia. (1),(3)
En 1927 Aristid von Grosse aisló el óxido de protactinio (Pa2O5). En 1934 aisló el elemento del óxido convirtiéndolo en el yoduro (PaI5) y luego lo descompuso utilizando un filamento calentado en alto vacío. (4)
El nombre del elemento proviene de una combinación de la palabra griega ‘protos’ que significa primero y ‘actinio’.
Aspecto y características
Efectos nocivos:
El protactinio es nocivo por su radiactividad y además es tóxico.
Características:
El protactinio es un metal brillante, plateado y altamente radiactivo muy raro que se empaña lentamente en el aire hasta convertirse en óxido.
Casi todo el protactinio natural es el isótopo 231. Emite radiación alfa y se produce a través de la desintegración del uranio-235.
El protactinio es uno de los elementos naturales más raros y caros.
La mayor cantidad de protactinio obtenida hasta ahora ha sido de 125 gramos en 1961 de la Autoridad de Energía Atómica de Gran Bretaña. La extracción se realizó a partir de 60 toneladas de material de desecho nuclear. (5)
Usos del protactinio
El protactinio se utiliza principalmente con fines de investigación.
El protactinio-231 combinado con el torio-230 puede utilizarse para datar sedimentos marinos. (6)
Abundancia e isótopos
Abundancia corteza terrestre: 0,1 parte por trillón , 0,001 por moles
Abundancia sistema solar: insignificante
Costo, puro: 280 dólares por g
Costo, a granel: por 100g
Fuente: El protactinio se encuentra de forma natural en cantidades ínfimas (hasta 3 partes por millón) en los minerales de uranio. El protactinio también puede obtenerse como subproducto del procesamiento del uranio.
Isótopos: El protactinio tiene 27 isótopos cuya vida media se conoce, con números de masa de 212 a 238. El protactinio no tiene isótopos estables. Sus isótopos más longevos son el 231Pa, con una vida media de 32.760 años, el 233Pa con una vida media de 26,967 días y el 230Pa con una vida media de 17,4 días.
- Ruth Lewin Sime, The Discovery of Protactinium, Journal of Chemical Education., 63.8 Agosto 1986 páginas 653 – 657.
- Jeremy Bernstein, Plutonium: A History of the World’s Most Dangerous Element, National Academies Press, 2007 página 40.
- Discovery of Protactinium, University of Glasgow
- John Emsley, Nature’s building blocks: an A-Z guide to the elements., Oxford University Press, 2003 página 348.
- Andrew Ede, The chemical element: a historical perspective., Greenwood Publishing Group, 2006 página 146.
- John P Rafferty, Geochronology, Dating, and Precambrian Time: The Beginning of the World as We Know It, The Rosen Publishing Group, 2010 página 152.
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"Protactinium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 28 Feb. 2015. Web. <https://www.chemicool.com/elements/protactinium.html>.