Thorium(IV)-oxid

Sicherheitshinweise

Radioaktiv

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H- und P-Sätze

Giftig bei Verschlucken.
Giftig bei Hautkontakt.
Giftig bei Einatmen.
Kann Krebs erzeugen (Expositionsweg angeben, sofern schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).
Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).

Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.
Einatmen von Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol vermeiden.
Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.
Bei Verschlucken: Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.

Toxikologische Daten

400 mg/kg (LD₅₀, Maus, oral)

Thorium(IV)-oxid (auch Thoriumdioxid und kurz ThO₂) ist das einzige stabile Oxid des radioaktiven Elements und Actinoids Thorium. In der Natur kommt die Verbindung als Mineral Thorianit vor.

Kristallstruktur

_ Th⁴⁺ 0 _ O²⁻
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	Fm3m (Nr. 225)
Koordinationszahlen	Th[8], O[4]
Allgemeines
Name	Thorium(IV)-oxid
Andere Namen	Thoriumdioxid THORIUM DIOXIDE (INCI)
Verhältnisformel	ThO₂
Kurzbeschreibung	weißer, kristalliner Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	1314-20-1
EG-Nummer	215-225-1
ECHA-InfoCard	100.013.842
PubChem	14808
Eigenschaften
Molare Masse	264,04 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	10 g/cm³
Schmelzpunkt	3050 °C
Siedepunkt	4400 °C
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser und Säuren

Herstellung

Thorium(IV)-oxid kann durch Oxidation von Thorium und nachfolgende Reinigung (Befreiung von Thoriumresten) hergestellt werden.

Es kann auch durch thermische Zersetzung von Thorium(IV)-hydroxid, Thorium(IV)-oxalat, Thorium(IV)-carbonat oder Thorium(IV)-nitrat hergestellt werden. Thorium(IV)-sulfat ist als Ausgangsmaterial weniger gut geeignet, da die letzten Spuren Sulfat nur sehr schwer abgespalten werden.

Eigenschaften

Thorium(IV)-oxid ist ein geruchloses weißes Pulver. Das Mineral Thorianit kristallisiert kubisch im Fluoritgitter. Es hat den höchsten Schmelzpunkt aller Oxide, weist eine hohe Lichtbrechung und eine hohe Dichte von 9,86 g/cm³ auf. Die Wasserlöslichkeit von Thoriumdioxid ist sehr gering. Erst im stark sauren pH-Bereich unter pH = 4 steigt die Löslichkeit leicht an. Das enthaltene Thorium ist ein Alphastrahler. Die Aktivität von einem Gramm Thorium(IV)-oxid beträgt 7100 Becquerel.

Anwendungen

Thorium(IV)-oxid dient als Zusatz in optischen Gläsern, um die Lichtbrechung zu erhöhen. Früher war es Bestandteil von Glühstrümpfen. Weiterhin gibt es Wolframelektroden, die zwischen 0,35 % und 4,20 % Thoriumdioxid enthalten, um beim Wolframinertgasschweißen (WIG) den elektrischen Funken zu stabilisieren. Aufgrund der Radioaktivität des Thoriums wird die zivile Anwendung eingeschränkt. Thoriumdioxid wird auch als Brutmaterial in Brutreaktoren genutzt.

Thorium(IV)-oxid kann als Katalysator bei der Decarboxylierung von Carbonsäuren eingesetzt werden.

Gefahren

Thorium(IV)-oxid 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 giftig. Der extrem langlebige radioaktive Stoff erhöht das Krebsrisiko. Das Röntgenkontrastmittel Thorotrast, das zum Hervorheben von Details in Röntgenbildern oder bei Angiografien bis Ende der 1940er-Jahre diente, wurde aufgrund des Krebsrisikos nach dem Zweiten Weltkrieg nicht mehr eingesetzt.

Literatur

A. F. Holleman: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 57.–70., wesentlich erweiterte, umgearbeitete und verbesserte Auflage. De Gruyter, Berlin 1964, S. 516, doi: 10.1515/9783112312889-023 (Kapitel XXI. Die Titangruppe: Thorium).
J. F. Thorpe and G. A. R. Kon: Cyclopentanone In: Organic Syntheses. 5, 1925, S. 37, doi: 10.15227/orgsyn.005.0037; Coll. Vol. 1, 1941, S. 192 ( PDF).
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.
A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.

Basierend auf einem Artikel in:

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