Thoriumdioxid

Kristallstruktur
__ Th4+     __ O2−
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	$Fm \bar3 m$
Koordinationszahlen	Th[8], O[4]
Allgemeines
Name	Thoriumdioxid
Andere Namen	Thorium(IV)-oxid
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] keine Einstufung verfügbar H- und P-Sätze H: siehe oben EUH: siehe oben P: siehe oben EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] Giftig (T) R- und S-Sätze R: 45-23/24/25-33 S: 53-36/37/39-45
LD50	400 mg·kg−1 (Maus, oral)[5]
Radioaktivität
Radioaktiv
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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

Herstellung

Thoriumdioxid kann durch Oxidation von Thorium und nachfolgender Reinigung (Befreiung von Thoriumresten) hergestellt werden.

Eigenschaften

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

Anwendungen

Thoriumdioxid wird als Zusatz in optischen Gläsern genutzt, um die Lichtbrechung zu erhöhen. Früher war es ein 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.

Thoriumdioxid kann als Katalysator bei der Decarboxylierung von Carbonsäuren eingesetzt werden.^[6]

Gefahren

Thoriumdioxid 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 bestimmter Details in Röntgenbildern bis Ende der 1940er Jahre diente, wurde aufgrund des Krebsrisikos nach dem Zweiten Weltkrieg nicht mehr eingesetzt.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
2. ↑ ^{a b c} Thoriumdioxid bei webelements.com.
3. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. ↑ Datenblatt Thoriumdioxid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 17. Februar 2010.
5. ↑ ^{a b} BOC Edwards Sicherheitsdatenblatt.
6. ↑ Beispiel bei Orgsynth.org.

Literatur

• 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.