Главная страница arrow-right Базы данных arrow-right База данных свойств веществ (поиск)
Карта сайта

Свойства вещества:

плутоний

Синонимы и иностранные названия:

plutonium (англ.)

Тип вещества:

неорганическое

Внешний вид:

серебристо-бел. металл

Кристаллические модификации, структура молекулы, цвет растворов и паров:

Имеет 6 аллотропных модификаций: альфа (моноклинная, плотность 19,82 г/см3 (25 С), хрупкая), бета (моноклинная, плотность 17,77 г/см3 (150 С)), гамма (ромбическая, плоность 17,19 г/см3 (210 С)), дельта (кубическая, плотность 15,92 г/см3 (320 С)), эпсилон (кубическая, плоность 16,48 г/см3 (500 С)), дельта-штрих (тетрагональная, плотность 15,99 г/см3 (465 С)). Температуры переходов: альфа в бета 122 С, бета в гамма 203 С, гамма в дельта 317 С, дельта в дельта-штрих 453 С, дельта-штрих в эпсилон 477 С. Дельта-форма может быть стабилизирована при комнатной температуре сплавлением с другими элементами, например, алюминием, церием, галлием, кремнием.

Брутто-формула (система Хилла):

Pu

Формула в виде текста:

Pu

Молекулярная масса (в а.е.м.): 239,05

Температура плавления (в °C):

640

Температура кипения (в °C):

3235

Температуры полиморфных переходов (в °C):

моноклинные крист. (α) в моноклинные крист. (β) = 122°C, ΔHперехода = 3,43 кДж/моль
моноклинные крист. (β) в ромбические крист. (γ) = 207°C, ΔHперехода = 0,565 кДж/моль
ромбические крист. (γ) в кубические крист. (δ) = 315°C, ΔHперехода = 0,586 кДж/моль
кубические крист. (δ) в тетрагональные крист. (δ') = 457°C, ΔHперехода = 0,084 кДж/моль
тетрагональные крист. (δ') в кубические крист. (ε) = 479°C, ΔHперехода = 1,841 кДж/моль

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

вода: реагирует [Лит.]
ртуть: 0,015 (20°C) [Лит.]

Плотность:

19,82 (25°C, г/см3, состояние вещества - кристаллы)
16,26 (640°C, г/см3, состояние вещества - кристаллы)
16,62 (664°C, г/см3, состояние вещества - жидкость)
16,43 (788°C, г/см3, состояние вещества - жидкость)

Способы получения:

  1. Получают, облучая U-238 нейтронами в специальных реакторах. Образующийся U-239 претерпевает бета-распад в Np-239, который бета-распадом дает Pu-239. Полученный плутоний извлекают из облученного урана и осколков деления осадительными или экстракционными методами. [Лит.]
  2. Восстановление фторидов плутония(III) или (IV), гексафторплутоната(IV) кальция или хлорида плутония(III) кальцием. [Лит.]
  3. Восстановление тетрафторида плутония барием. [Лит.]
  4. Восстановление диоксида плутония кальцием в расплаве хлорида кальция. [Лит.]

Реакции вещества:

  1. Легко окисляется в сухом воздухе и кислороде, причем скорость окисления увеличивается в присутствии влаги. Блестящая поверхность металла становится серой, затем темно-голубой и, наконец, серовато-зеленой, на поверхности образуется чушуйчатый оксид, который отслаивается, открывая доступ новым порциям кислорода, вплоть до полного разрушения металла. [Лит.]
  2. Медленно реагирует с 5 н. серной кислотой. [Лит.]
  3. Быстро растворяется в 72% хлорной кислоте. [Лит.]
  4. Очень медленно реагирует с плавиковой кислотой. [Лит.]
  5. Довольно быстро реагирует с 85% фосфорной кислотой. [Лит.]
  6. Медленно реагирует с разбавленной уксусной кислотой. [Лит.]
  7. Медленно растворяется в концентрированной трифторуксусной кислоте. [Лит.]
  8. Растворяется в кипящей азотной кислоте с добавкой 0,005 М плавиковой кислоты. [Лит.]
  9. Быстро растворяется в концентрированной и умеренно разбавленой соляной кислоте. [Лит.]
  10. Быстро растворяется в концентрированной и умеренно разбавленой бромоводородной кислоте. [Лит.]
  11. Быстро растворяется в концентрированной трихлоруксусной кислоте, в разбавленной растворение медленнее. [Лит.]
  12. При комнатной температуре реагирует очень медленно с водой с выделением водорода, немного быстрее при температуре кипения. [Лит.]
  13. Довольно быстро растворяется в 1,7 М сульфаминовой кислоте. Температура растворения должна быть ниже 40 С, чтоб избежать разложения кислоты. [Лит.]
  14. Реагирует с водородом, давая в зависимости от условий нестехиометрический дигидрид или тригидрид. [Лит.]

Реакции, в которых вещество не участвует:

  1. Ниже 1000 С не действует на тантал. Выше этой температуры тантал растворяется в расплавленном плутонии. [Лит.]
  2. Не реагирует с азотной кислотой любой концентрации из-за пассивации. [Лит.]
  3. С концентрированной серной кислотой образуется защитный слой, который останавливает дальнейшую реакцию. [Лит.]
  4. Не реагирует с ледяной уксусной кислотой, даже горячей. [Лит.]
  5. Не действует на тигли из оксида иттрия вплоть до 1500 С. [Лит.]
  6. Не действует при 1500 С на вольфрам, карбиды вольфрама, карбиды тантала. [Лит.]

Периоды полураспада:

22994Pu = 120 с (α (100%))
23094Pu = 1,7 мин (дефект масс 36934 кэВ)
23194Pu = 8,6 мин (β+ (87%), α (13%))
23294Pu = 33,7 мин (дефект масс 38366 кэВ)
23394Pu = 20,9 мин (β+ (99,88%), α (0,12%))
23494Pu = 8,8 ч (ЗЭ (около 94%), α (около 6%))
23594Pu = 25,3 мин (β+ (около 100%), α (0,0028%))
23694Pu = 2,858 года (α (около 100%), спонтанное деление (0,000000136%))
23794Pu = 45,2 дня (ЗЭ (около 100%), α (0,0042%))
23894Pu = 87,7 лет (α (около 100%), спонтанное деление (0,00000019%))
23994Pu = 24 110 лет (α (около 100%); спонтанное деление (0,000 000 000 31%); дефект масс 48589,9 кэВ)
24094Pu = 6564 года (α (около 100%), спонтанное деление (0,0000037%))
24194Pu = 14,35 лет (β (около 100%), α (0,00245%))
24294Pu = 375 000 лет (α (около 100%), спонтанное деление (0,00055%))
24394Pu = 4,956 ч (β (100%))
24494Pu = 80 000 000 лет (α (около 100%), спонтанное деление (0,121%))
24594Pu = 10,5 ч (β (100%))
24694Pu = 10,84 дня (β (100%))
24794Pu = 2,27 дня (β (100%))

Давление паров (в мм.рт.ст.):

0,01 (1463°C)
0,1 (1704°C)
1 (1955°C)
10 (2278°C)
100 (2710°C)

Стандартный электродный потенциал:

Pu3+ + 3e- → Pu, E = -2,031 (вода, 25°C)
Pu4+ + e- → Pu3+, E = 0,967 (вода, 25°C)

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

0 (т)

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

0 (т)

Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

51,5 (т)

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/(моль·K)):

32 (т)

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

347 (г)

Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

177,1 (г)

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/(моль·K)):

20,9 (г)

Энтальпия кипения ΔHкип (кДж/моль):

351

Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль)

2,824 (т)

Природные и антропогенные источники:

Впервые обнаружен в урановых рудах в 1942 году. Доля Pu-239 в урановых рудах составляет (0,01-9,1) · 10-12. Он образуется из U-238 в результате присоединения нейтрона и двух бета-распадов.

В природе удалось обнаружить Pu-244, сохранившийся с момента образования Солнечной системы.

Применение:

Изотоп Pu-238 используется в термоэлектрическим элементом на основе PbTe как стабильный и надежный источник электричества без движущихся частей. Использовался для космических аппаратов и стимуляторов сердечного ритма.

Изотоп Pu-239 используется как ядерное топливо и компонент ядерных боеприпасов.

История:

Открыт в 1940 г. Назван в честь планеты Плутон.

Дополнительная информация:

При работе с плутонием следует иметь ввиду, что может быть достигнута критическая масса, составляющая для неэкранированного шара Pu-238 - 15 кг, для экранированного шара Pu-238 - 7,8 кг, для шара Pu-239 полностью экранированного водой - 5425 г, для водных растворов - около 500 г. Работы проводятся в боксах с пониженным давлением, снабженными микрофильтрами на вентиляции. Pu-238 диффундирует через резиновые или неопреновые перчатки, поэтому используют перчатки покрытые слоем гипалона.

Металлический плутоний и некоторые его сплавы пирофорны.

Реагирует с разбавленной серной, соляной, хлорной кислотами. Не реагирует с концентрированной серной кислотой. Азотной кислотой пассивируется.

Дополнительная информация:

Электронная конфигурация атома 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f66s26p66d07s2.

Удельная тепловая мощность 238Pu = 0,456 Вт/г, для 238Pu = 1,923 мВт/г.

Критическая масса 238Pu в виде металлического шара без экранирования составляет 15,0 кг, с экранированием 10 см железа - 7,8 кг. Критическая масса 239Pu в виде металлического шара с полным отражением водой составляет 5,425 кг, в виде водного раствора нитрата плутония(IV) в сферическом контейнере из нержавеющей стали толщиной 0,317 мм без отражателя - 905 г, в виде водного раствора нитрата плутония(IV) с полным отражением - 547 г. Критическая масса 241Pu в виде смеси с водой с полным отражением - 260 г.

Источники информации:

  1. Encyclopedia of inorganic chemistry. - editor R. Bruce King, 2 Ed., 10 volume set. - 2005
  2. Вредные химические вещества: Радиоактивные вещества. Справочник. - Л., 1990. - С. 197
  3. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т.2. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - С. 570-584
  4. Милюкова М.С., Гусев Н.И., Сентюрин И.Г., Скляренко И.С. Аналитическая химия плутония. - М.: Наука, 1965. - С. 23-28
  5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 90, 306-307
  6. Руководство по неорганическому синтезу. - Т.4, под ред. Брауэра Г. - М.: Мир, 1985. - С. 1372-1376
  7. Справочник по редким металлам. - М.: Мир, 1965. - С. 511-580
  8. Химия актиноидов. - Т.2. - М.: Мир, 1997. - С. 5-169


Если не нашли нужное вещество или свойства можно выполнить следующие действия:
Если вы нашли ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.



© Сбор и оформление информации: Руслан Анатольевич Кипер