Plutonium
| český název | Plutonium |
| latinský název | Plutonium |
| anglický název | Plutonium |
| chemická značka | Pu |
| protonové číslo | 94 |
| relativní atomová hmotnost | (244,0642) |
| perioda | 7 |
| skupina | III.B |
| zařazení | aktinoidy |
| rok objevu | 1940 |
| objevitelé | Seaborg, McMillan, Kennedy, Wahl |
| teplota tání [°C] | 641 |
| teplota varu [°C] | 3232 |
| hustota [g cm-3] | 19,8 |
| hustota při teplotě tání [g cm-3] | 16,63 |
| elektronegativita | 1,28 |
| oxidační stavy | II, III, IV, V, VI, VII |
| elektronová konfigurace | [Rn]5f6 7s2 |
| atomový poloměr [pm] | 243 |
| specifické teplo [J g-1K-1] | 0,13 |
| slučovací teplo [kJ mol-1] | 2,84 |
| tepelná vodivost [W m-1 K-1] | 6 |
| elektrická vodivost [S m-1] | 6,7.105 |
| 1. ionizační potenciál [eV] | 6,06 |
| modul pružnosti ve smyku [GPa] | 43 |
| modul pružnosti v tahu [GPa] | 96 |
| skupenství za norm. podmínek | s |
Chemické vlastnosti a reakce
Chemický prvek plutonium je tmavošedý, silně elektropozitivní a radioaktivní kov. Nestabilnější izotop plutonia 242Pu má poločas rozpadu 3,73.105 let.
Plutonium reaguje s horkou vodou za vzniku šedomodrého hydroxidu plutonitého, s horkou vodou nasycenou kyslíkem reaguje za vzniku zeleného hydroxidu plutoničitého:
2Pu + 6H2O → 2Pu(OH)3 + 3H2
Pu + 2H2O + O2 → Pu(OH)4
Plutonium reaguje s minerálními kyselinami za vzniku plutonité soli a vývoje vodíku:
2Pu + 3H2SO4 → Pu2(SO4)3 + 3H2
2Pu + 6HCl → 2PuCl3 + 3H2
Reakce plutonia s kyselinou dusičnou probíhá za vzniku plutoničité soli a bez vývoje vodíku:
3Pu + 16HNO3 → 3Pu(NO3)4 + 8H2O + 4NO
Sloučeniny
Ve sloučeninách se plutonium vyskytuje v oxidačních stupních +II až +VII, nejstabilnější sloučeniny jsou plutoničité. Vodné roztoky soli plutonia mají chrakteristické zbarvení podle mocenství, Pu3+ - modrá, Pu4+ - žlutohnědá, Pu5+ - růžová, Pu6+ - žlutá, oranžová, Pu7+ - zelená.
Chemické vlastnosti trojmocných sloučenin plutonia se nejvíce podobají vlastnostem samaria. Ostatní chemické vlastnosti plutonia se velmi podobají vlastnostem uranu. Plutonium i všechny jeho sloučeniny jsou prudce jedovaté.
Výroba a využití
V přírodě se plutonium nalézá v nepatrném množství v uranových rudách, ve kterých vzniká přirozeným radioaktivním rozpadem.
Plutonium se vyrábí ozařováním jader 238U rychlými neutrony v množivých jaderných reaktorech typu FBR (Fast Breeder Reactor) podle rovnice:.
238U + 1n → 239U + β → 239Np + β → 239Pu + β
Jako chladivo se pro rychlý reaktor FBR s uran-plutoniovým palivovým cyklem používá kapalný sodík. Důležitým zdrojem plutonia jsou také vyhořelé uranové palivové články z reaktorů jaderných elektráren. Světová roční produkce plutonia se odhaduje na 20 t.
Nejdůležitější využití nalézá plutonium, ve formě izotopu 239Pu, jako základní surovina pro výrobu jaderných zbraní. Izotop 238Pu byl použit jako trvanlivý energetický zdroj pro seizmické i další vědecké přístroje rozmístěné na povrchu Měsíce při výpravách projektu Apollo. Pro jaderné využití se plutonium leguje přídavkem gallia a jeho povrch se pokrývá ochrannou vrstvou niklu.
Zdroje
- REMY, Heinrich. Anorganická chemie - II. díl. 2. české vydání, dotisk. Praha: SNTL 1971.