Франций элемент. Свойства, добыча и применение франция

Не молдавий, не руссий и, даже, не виргиний. Поговорим о франции. Что он должен быть в природе, рассчитал Менделеев.

Потомки химика принялись за поиски элемента. Менделеев нарек его эко-цезием. Из-за схожести химических свойств с цезием, вещество искали рядом с ним.

Изучали, в основном, минералы. Ученым несколько раз казалось, что они обнаружили  металл.

Сначала, радовались химики американского штата Вирджиния, в честь которого и хотели назвать элемент.

Инициативу перехватили ученые Молдовы, тоже решившие, что нашли франций. «Находили» его и в России, именуя руссием.

Но, как видно из итогового названия, открытие металла принадлежит французам, точнее, одной из них – Маргарите Перей.

Она работала в парижском институте Кюри, где и извлекла франций из препарата актиния.

Свойства франция

Актиний – еще один элемент таблицы Менделеева, токсичный, близкий к лантану. Изучая препарат металла, Маргарита Перей обнаружила бета-излучение, не подходившее ни к одному из известных изотопов.

На дворе шел 1939-ый. Франций оставался одним из 4-ех неоткрытых веществ. Период полураспада изотопа, обнаруженного Перей при очистке актиния от радиоактивных продуктов, составлял 21-у минуту.

Изотоп подвергли исследованиям. Свойства вещества полностью совпали с предсказаниями Менделеева, то есть, с параметрами эко-цезия. На исследования ушли почти 10 лет. Франций вписали в таблицу в 1946-ом.

Как уже понятно, франций – элемент таблицы Менделеева с радиоактивными свойствами.

Из-за них металл исследуют в микроскопических количествах, дабы излучение не превышало норму.

Осторожно относиться к францию обязывает и его химическая активность. Из ряда щелочных металлов, к коим относится герой статьи, она самая высокая.

Раз элемент щелочной, значит, располагается в главной подгруппе 1-ой группы таблицы Менделеева. Период седьмой.

Атомный номер франция – 87, соответственна и масса. Степень окисления у металла 1-я, отображается, как +1.

При близости свойств к цезию, стандартный потенциал 87-го элемента более отрицательный.

Это значит, что вещество может быть выделено только на ртутном катоде. Изучение стопорит неустойчивость амальгамы франция, то есть, его соединения с ртутью.

Дуэт распадается за считанные минуты, стоит лишь отключить ток. Так что, многие химические свойства самого активного из щелочных металлов провозглашены, так сказать, теоретически, исходя из расчетов, а не опытов.

Франций – элемент, склонный образовывать соли. Большинство из них легко растворимы в воде.

Исключениями являются:  перхлорат, хлороплатинат, пикраткобальтинитрит. Они слаборастворимы.

В контакт 87-ой металл вступает и с гетерополикислотами. Элемент выделяется вместе с ними из кислых растворов.

Образует франций и галогениды. Так называют соединения галогенов, находящихся в главной подгруппе 7-ой группы таблицы Менделеева, с другими элементами.

Среди галогенидов 87-го металла есть летучие, к примеру, хлорид франция. Возгонка начинается при 225-ти градусах на воздухе и при 110-ти в вакууме.

Гораздо ниже температура плавления франция – всего 27 градусов. Закипает вещество при 667-ми по шкале Цельсия.

Высчитанная плотность металла – 1,9 граммов на кубический сантиметр. При этом, все меняется, когда 87-ой элемент проходит полураспад.

Итогом становится превращение франция в изотоп уже другого металла – радия.

Применение франция

Пока, франций интересен науке лишь с теоретической точки зрения. Вещество радиоактивное, быстро распадается, поэтому, работать с ним трудно.

К тому же, франций невозможно получить в больших количествах, а главное, найти в природе. Именно поэтому не увенчались успехом изыскания, связанные с минералами.

Именно поэтому Маргарита Перей обнаружила франций в препаратах актиния, полученных искусственным путем.

В общем, вещество не только опасно, но и дефицитно, поэтому промышленники стараются не прибегать к его «услугам».

В 20-ом веке химический элемент франций, точнее, его хлорид использовали для обнаружения раковых опухолей и их лечения.

У мутировавших клеток непроницаемые мембраны. Кислород не проникает. Внутри начинается брожение глюкозы. Отсюда выплеск энергии, позволяющий опухоли бесконтрольно разрастаться.

У хлорида франция есть свойство проникать сквозь мембраны раковых клеток. Щелочная среда металла приводит Ph в норму, блокирует брожение глюкозы.

Звучит стройно. Но, на это способен и хлорид цезия. Поэтому, медики прекратили тратить дефицитный франций, хоть его эффективность немногим выше.

Добыча франция

Маргарита Перей, когда-то, обнаружила изотоп франция с периодом полураспада в 21-у минуту.

Самый устойчивый изотоп элемента ушел не далеко. Его период полураспада – 22,5 минут.

Такой изотоп можно найти в природных ветвях радиоактивного ряда 235-го урана.

Подобный ряд есть и у тория. Но, в нем находят 224-ый франций с периодом полураспада всего в 3 минуты.

Получается, в земной коре франций, все же, есть. Только вот, количество его столь мало, что запасами это считать не приходиться.

Равновесное содержание 224-го изотопа, к примеру, составляет всего 0,5 граммов.

Равновесным называют относительное массовое содержание вещества в газовой сфере. Общее количество франция в земной коре не превышает 30-ти граммов.

Получают франций, как и в 1940-е, из актиния. Выделить чистый металл не выходит. Из актиния получают только соединения 87-го элемента.

Характеристика франция позволяет отсоединить его ионообменным способом. Разделение проводят на колонке со смолой «Дауэкс-50».

Чистота добытого франция равна 95%. Учитывая, что период полураспада самого «живучего» изотопа составляет 22 минуты, уже через 11 из них количество металла уменьшается вдвое.

Поскольку франций близок по свойствам с цезием, он сокристаллизуется с его соединениями. У цезия есть ряд нерастворимых солей.

Франций добывают путем соосаждения с ними. Чаще всего берут перхлорат или кремневольфрамат цезия.

Осаждение из растворов проводят в специальных лабораториях, рассчитанных для работы с радиоактивными веществами.

Цена франция

В случае с металлами цену принято устанавливать за грамм. Но, франций – исключение.

Один грамм 87-го элемента количественно сравним с тоннами платины, золота, серебра, если ориентироваться на содержание металлов в земной коре.

Поэтому, стоимость франция столь высока, что не объявляется, да, и нужды в этом нет. Как уже говорилось, практическое применение у вещества отсутствует.

Его используют для научных, лабораторных опытов. Но, необходимые микрограммы франция ученые могут добыть сами.

Нет нужды закупать реагент. Поэтому, цена металла столь же теоретическая, как и многие его свойства. Одно из них – стремление растворить самого себя.

Настолько франций радиоактивен и химически подвижен. Возможно, именно поэтому вещества так мало… Не растворил ли 87-ой элемент уже большую часть своих запасов?

Анализируя их, стоит учесть, что франций – самый тяжелый из щелочных металлов.  Для образности, представим вату.

Чтобы набрать 30 граммов, нужны большие объемы. Чтобы запастись аналогичным количеством 87-го вещества, хватит крупиц.