Rok 2011 Rokiem Marii Sk ł odowskiej-Curie 3 grudnia 2010 r. Sejm Rzeczypospolitej Polskiej przyj ął uchwa łę w sprawie ustanowienia roku 2011 Rokiem.

Prezentacja na temat: "Rok 2011 Rokiem Marii Sk ł odowskiej-Curie 3 grudnia 2010 r. Sejm Rzeczypospolitej Polskiej przyj ął uchwa łę w sprawie ustanowienia roku 2011 Rokiem."— Zapis prezentacji:

1

2 Rok 2011 Rokiem Marii Sk ł odowskiej-Curie 3 grudnia 2010 r. Sejm Rzeczypospolitej Polskiej przyj ął uchwa łę w sprawie ustanowienia roku 2011 Rokiem Marii Sk ł odowskiej-Curie

3 Dorobek naukowy Do jej największych dokonań należą: opracowanie teorii promieniotwórczości, technik rozdzielania izotopów promieniotwórczych oraz odkrycie dwóch nowych pierwiastków: radu i polonu. Pod jej osobistym kierunkiem prowadzono też pierwsze w świecie badania nad leczeniem raka za pomocą promieniotwórczości. Była prekursorem nowej gałęzi chemii - radiochemii. Do jej największych dokonań należą: opracowanie teorii promieniotwórczości, technik rozdzielania izotopów promieniotwórczych oraz odkrycie dwóch nowych pierwiastków: radu i polonu. Pod jej osobistym kierunkiem prowadzono też pierwsze w świecie badania nad leczeniem raka za pomocą promieniotwórczości. Była prekursorem nowej gałęzi chemii - radiochemii.

4 Dorobek naukowy Dwukrotnie wyróżniona Nagrodą Nobla za osiągnięcia naukowe. Po raz pierwszy w roku 1903 z fizyki wraz z mężem Piotrem Curie za badania nad odkrytym przez Antoine Henri Becquerela zjawiskiem promieniotwórczości. Drugi raz w roku 1911 z chemii za wydzielenie czystego radu. Do dziś ( początek 2011r) pozostaje jedyną kobietą, która tę nagrodę otrzymała dwukrotnie Dwukrotnie wyróżniona Nagrodą Nobla za osiągnięcia naukowe. Po raz pierwszy w roku 1903 z fizyki wraz z mężem Piotrem Curie za badania nad odkrytym przez Antoine Henri Becquerela zjawiskiem promieniotwórczości. Drugi raz w roku 1911 z chemii za wydzielenie czystego radu. Do dziś ( początek 2011r) pozostaje jedyną kobietą, która tę nagrodę otrzymała dwukrotnie

5 Dorobek naukowy Po otrzymaniu nagrody Nobla Maria i Pierre stali się nagle bardzo sławni. Pierrowi władze Sorbony przyznały stanowisko profesora i zezwoliły na założenie własnego laboratorium, w którym Maria została kierownikiem badań. Po śmierci męża, 13 maja 1906r. Rada Wydziałowa Sorbony postanowiła utrzymać katedrę, stworzoną dla Pierra Curie, i powierzyła ją Marii wraz z pełnią władzy nad laboratorium. Umożliwiło to wyjście Marii z cienia. Stała się w ten sposób pierwszą kobietą - profesorem Sorbony. Parę lat później, w 1911, tylko dwóch głosów zabrakło jej do tego, aby stała się jednym z czterdziestu członków Académie française. Według niektórych ocen zadziałały tu w znacznej mierze ataki prasy, w gwałtowny sposób przejawiającej nieufność wobec rzadkiego jeszcze wówczas zjawiska, jakim była kobieta-naukowiec, a także ksenofobiczną postawę wobec cudzoziemców. Po otrzymaniu nagrody Nobla Maria i Pierre stali się nagle bardzo sławni. Pierrowi władze Sorbony przyznały stanowisko profesora i zezwoliły na założenie własnego laboratorium, w którym Maria została kierownikiem badań. Po śmierci męża, 13 maja 1906r. Rada Wydziałowa Sorbony postanowiła utrzymać katedrę, stworzoną dla Pierra Curie, i powierzyła ją Marii wraz z pełnią władzy nad laboratorium. Umożliwiło to wyjście Marii z cienia. Stała się w ten sposób pierwszą kobietą - profesorem Sorbony. Parę lat później, w 1911, tylko dwóch głosów zabrakło jej do tego, aby stała się jednym z czterdziestu członków Académie française. Według niektórych ocen zadziałały tu w znacznej mierze ataki prasy, w gwałtowny sposób przejawiającej nieufność wobec rzadkiego jeszcze wówczas zjawiska, jakim była kobieta-naukowiec, a także ksenofobiczną postawę wobec cudzoziemców.

6 Dorobek naukowy Maria Skłodowska-Curie jako jedyna kobieta uczestniczyła w Konferencjach Solvayowskich – dorocznych spotkaniach najwybitniejszych uczonych.

7 Badania prowadzące do odkrycia radu i polonu Po odkryciu zjawiska promieniotwórczości przez Antoine Henri Becquerela, M. Curie-Skłodowska przebadała minerały oraz związki chemiczne zawierające uran. Badania wykazały, że radioaktywność jest uzależniona od zawartości uranu w badanych próbkach a ponadto, że radioaktywność wykazują związki toru oraz stwierdziła, że zdolność promieniowania jest cechą atomów. Dalsze badania wykazały, że dwie rudy: blenda uranowa U 3 O 8 i chalkolit Cu(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2. nH 2 O okazały się znacznie bardziej aktywne niż sam uran. Dało to podstawy do przypuszczeń, że minerały te mogą zawierać pierwiastek lub pierwiastki znacznie bardziej aktywne od uranu Po odkryciu zjawiska promieniotwórczości przez Antoine Henri Becquerela, M. Curie-Skłodowska przebadała minerały oraz związki chemiczne zawierające uran. Badania wykazały, że radioaktywność jest uzależniona od zawartości uranu w badanych próbkach a ponadto, że radioaktywność wykazują związki toru oraz stwierdziła, że zdolność promieniowania jest cechą atomów. Dalsze badania wykazały, że dwie rudy: blenda uranowa U 3 O 8 i chalkolit Cu(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2. nH 2 O okazały się znacznie bardziej aktywne niż sam uran. Dało to podstawy do przypuszczeń, że minerały te mogą zawierać pierwiastek lub pierwiastki znacznie bardziej aktywne od uranu

8 Badania prowadzące do odkrycia polonu i radu Chalkolit Blenda uranowa

9 Badania prowadzące do odkrycia polonu i radu cd Blenda uranowa, zwana smółką uranową, pechblendą albo blendą smolistą to odmiana uranitu, którego głównym składnikiem jest tlenek uranu U 3 O 8 – (UO 3 ) 2. UO 2. W odróżnieniu od uranitu, blenda uranowa jest odmianą zbitą, pozbawioną struktury krystalicznej. Blenda uranowa promieniuje czterokrotnie silniej niż czysty uran. Obecnie minerał ten stanowi najważniejsze źródło uranu, radu i innych pierwiastków promieniotwórczych. Zawartość polonu i radu w blendzie uranowej (w zależności od jej pochodzenia) jest niewielka i wynosi około 0,1 mg polonu oraz 1,4 g radu na 1 tonę. Oba pierwiastki stanowią ogniwa szeregu uranowo- radowego. Najważniejszym izotopem polonu, zawartym w rudach uranu, jest 210 Po o t 1/2 =138,4 dni, a radu izotop 226 Ra o okresie półrozpadu t 1/2 =1620 lat Blenda uranowa, zwana smółką uranową, pechblendą albo blendą smolistą to odmiana uranitu, którego głównym składnikiem jest tlenek uranu U 3 O 8 – (UO 3 ) 2. UO 2. W odróżnieniu od uranitu, blenda uranowa jest odmianą zbitą, pozbawioną struktury krystalicznej. Blenda uranowa promieniuje czterokrotnie silniej niż czysty uran. Obecnie minerał ten stanowi najważniejsze źródło uranu, radu i innych pierwiastków promieniotwórczych. Zawartość polonu i radu w blendzie uranowej (w zależności od jej pochodzenia) jest niewielka i wynosi około 0,1 mg polonu oraz 1,4 g radu na 1 tonę. Oba pierwiastki stanowią ogniwa szeregu uranowo- radowego. Najważniejszym izotopem polonu, zawartym w rudach uranu, jest 210 Po o t 1/2 =138,4 dni, a radu izotop 226 Ra o okresie półrozpadu t 1/2 =1620 lat

10 Badania prowadzące do odkrycia polonu cd Wszystkie frakcje zawierały radioaktywny pierwiastek X, na każdym etapie wydzielano kolejne pierwiastki zawarte w blendzie uranowej, końcowym produktem był siarczek pierwiastka X. Wszystkie frakcje zawierały radioaktywny pierwiastek X, na każdym etapie wydzielano kolejne pierwiastki zawarte w blendzie uranowej, końcowym produktem był siarczek pierwiastka X. Blenda uranowa + HCl (aq ) Roztwór chlorków: U, Th, Pb, Cu, As, Sb, Bi, X + H 2 S (aq) Wytrącenie z roztworu siarczków: Pb, Cu, As, Sb, Bi, X + (NH 4 ) 2 S Przejście As i Sb do roztworu, pozostał osad Pb, Cu, Bi, X+ NH 3(aq) + HCl (aq) Przejście Cu do roztworu, osad wodorotlenków Pb, Bi, X + HCl (aq) + H 2 S (aq) Osad: siarczków Pb, Bi, X (sublimacja w temp. 700 o C) Siarczek XS = siarczek polonu PoS

11 Badania prowadzące do odkrycia polonu cd Otrzymana przez małżonków Curie mieszanina siarczków wykazywała radioaktywność 400-krotnie silniejszą niż uran. To potwierdzało, że w produkcie wyodrębnionym z blendy uranowej, zawierającym siarczek bizmutu, znajdował się przepowiedziany wcześniej pierwiastek. 18 lipca 1898 r. małżonkowie Curie poinformowali Akademię Nauk w Paryżu o odkryciu nowego pierwiastka – „ Jeśli istnienie tego metalu potwierdzi się, proponujemy dla niego nazwę „polon”- od nazwy ojczyzny jednego z nas […] ”

12 Właściwości polonu Wolny polon wydzielił w 1902 r. Willy Marckwald przez zanurzenie czystego bizmutu do roztworu otrzymanego przez roztworzenie bizmutu uzyskanego z odpadów po przerobie blendy uranowej w HCl. Bizmut jest aktywniejszy od polonu i wypiera go z soli – na bizmucie osadza się promieniotwórczy osad. Inna metoda polegała na redukcji soli polonu chlorkiem cyny(II).

13 Właściwości polonu Dane fizykochemiczne: Polon pierwiastkiem 16 grupy układu okresowego (tlenowiec). Liczba atomowa 84, liczba masowa najtrwalszego izotopu 209. Temperatura topnienia: 254°C. Temperatura wrzenia 962°C. Gęstość: 9,14 g/cm 3 Właściwości: Polon to szarobiały, promieniotwórczy metal. Znanych jest 27 izotopów polonu, najtrwalszy to 209 Po o t 1/2 = 102 lata. Polon występuje w dwóch odmianach alotropowych α i β. Pod względem występowania w wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej (litosferze, hydrosferze i atmosferze) polon zajmuje ok. 86 miejsce (procenty masowe). Polon otrzymuje się obecnie, w ilościach miligramowych, w wyniku naświetlania bizmutu neutronami: 209 Bi(n,γ) 210 Bi→(β - 5dni) 210 Po Izotop 210 Po ulega dalszemu rozpadowi α z okresem półtrwania T 1/2 = 138,4 dni. Dane fizykochemiczne: Polon pierwiastkiem 16 grupy układu okresowego (tlenowiec). Liczba atomowa 84, liczba masowa najtrwalszego izotopu 209. Temperatura topnienia: 254°C. Temperatura wrzenia 962°C. Gęstość: 9,14 g/cm 3 Właściwości: Polon to szarobiały, promieniotwórczy metal. Znanych jest 27 izotopów polonu, najtrwalszy to 209 Po o t 1/2 = 102 lata. Polon występuje w dwóch odmianach alotropowych α i β. Pod względem występowania w wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej (litosferze, hydrosferze i atmosferze) polon zajmuje ok. 86 miejsce (procenty masowe). Polon otrzymuje się obecnie, w ilościach miligramowych, w wyniku naświetlania bizmutu neutronami: 209 Bi(n,γ) 210 Bi→(β - 5dni) 210 Po Izotop 210 Po ulega dalszemu rozpadowi α z okresem półtrwania T 1/2 = 138,4 dni.

14 Własności chemiczne polonu Polon w związkach chemicznych przyjmuje stopnie utlenienia: - II, II, IV (najtrwalsze połączenia) i VI. Do najważniejszych związków polonu(II) należą: H 2 Po, PoCl 2 i PoO. Za najważniejsze związki polonu(IV) uznaje się: żółty PoO 2, różowy PoCl 4, czerwony PoBr 4, czarny PoI 4 oraz PoS i Po(OH) 4. Polon tworzy z metalami polonki, np. PbPo. Metaliczny polon reaguje z rozcieńczonymi kwasami, ulega też działaniu fluoru. Polon leży w układzie okresowym tuż pod tellurem i sąsiaduje z bizmutem w tym samym 6 okresie. Nic więc dziwnego, że pod pewnymi względami podobny jest do telluru, pod innymi do bizmutu. Wodorotlenek polonu(IV) jest zbliżony właściwościami do Bi(OH) 3, a siarczek polonu(II) PoS bardziej przypomina Bi 2 S 3. Polon w związkach chemicznych przyjmuje stopnie utlenienia: - II, II, IV (najtrwalsze połączenia) i VI. Do najważniejszych związków polonu(II) należą: H 2 Po, PoCl 2 i PoO. Za najważniejsze związki polonu(IV) uznaje się: żółty PoO 2, różowy PoCl 4, czerwony PoBr 4, czarny PoI 4 oraz PoS i Po(OH) 4. Polon tworzy z metalami polonki, np. PbPo. Metaliczny polon reaguje z rozcieńczonymi kwasami, ulega też działaniu fluoru. Polon leży w układzie okresowym tuż pod tellurem i sąsiaduje z bizmutem w tym samym 6 okresie. Nic więc dziwnego, że pod pewnymi względami podobny jest do telluru, pod innymi do bizmutu. Wodorotlenek polonu(IV) jest zbliżony właściwościami do Bi(OH) 3, a siarczek polonu(II) PoS bardziej przypomina Bi 2 S 3.

15 Badania prowadzące do odkrycia radu Małżonkowie Curie przypuszczali, że polon nie jest jedynym źródłem silnego promieniowania blendy uranowej. Korzystając z pomocy chemika Gustwa`a Bémont`a kontynuują prace nad rozdzielaniem składników minerału. W 1899 r. po przerobieniu kilkuset kilogramów odpadów pouranowych, otrzymali 2 kg radonośnego chlorku baru, który był około 60 razy aktywniejszy od uranu. Preparat ten był oczyszczany dalej metodą krystalizacji frakcjonowanej. Małżonkowie Curie przypuszczali, że polon nie jest jedynym źródłem silnego promieniowania blendy uranowej. Korzystając z pomocy chemika Gustwa`a Bémont`a kontynuują prace nad rozdzielaniem składników minerału. W 1899 r. po przerobieniu kilkuset kilogramów odpadów pouranowych, otrzymali 2 kg radonośnego chlorku baru, który był około 60 razy aktywniejszy od uranu. Preparat ten był oczyszczany dalej metodą krystalizacji frakcjonowanej.

16 Badania prowadzące do odkrycia radu cd Blenda uranowa + Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 Osady siarczanów(VI) i węglanów(IV) Po, Ba, X + HCl (aq) Roztwór chlorków polonu(II) i (IV) + H 2 S (aq) Osady siarczanów(VI) Ba i X + Na 2 CO 3 (w temp. wrzenia) Osad siarczku polonu(II) PoS Osad węglanów(IV) Ba i X + HCl (aq) Roztwór chlorków Ba i X (krystalizacja frakcjonowana) Roztwór BaCl 2 Osad XCl 2 = RaCl 2

17 Właściwości radu Dane fizykochemiczne: Rad to promieniotwórczy pierwiastek 2 grupy układu okresowego (berylowiec). Liczba atomowa 88, liczba masowa najtrwalszego izotopu 226 Temperatura topnienia: 700°C. Temperatura wrzenia 1700°C. Gęstość: 5,50 g/cm 3 Właściwości i otrzymywanie: Rad to srebrzysto-biały metal. Znanych jest 27 izotopów tego pierwiastka. Najtrwalszy z nich to izotop 226 Ra ma okres półrozpadu t 1/2 =1620 lat. Metaliczny rad otrzymuje się obecnie przez elektrolizę stopionego bromku radu. 85% zasobów radu stosuje się do celów leczniczych (w formie chlorku lub bromku), reszta wykorzystywana jest w nauce (np. w źródłach radowo- berylowych). Dane fizykochemiczne: Rad to promieniotwórczy pierwiastek 2 grupy układu okresowego (berylowiec). Liczba atomowa 88, liczba masowa najtrwalszego izotopu 226 Temperatura topnienia: 700°C. Temperatura wrzenia 1700°C. Gęstość: 5,50 g/cm 3 Właściwości i otrzymywanie: Rad to srebrzysto-biały metal. Znanych jest 27 izotopów tego pierwiastka. Najtrwalszy z nich to izotop 226 Ra ma okres półrozpadu t 1/2 =1620 lat. Metaliczny rad otrzymuje się obecnie przez elektrolizę stopionego bromku radu. 85% zasobów radu stosuje się do celów leczniczych (w formie chlorku lub bromku), reszta wykorzystywana jest w nauce (np. w źródłach radowo- berylowych).

18 Własności chemiczne radu Rad przyjmuje, w związkach chemicznych stopień utlenienia II. Jest pierwiastkiem bardzo aktywnym chemicznie. Łatwo reaguje z: wodą, tlenem, fluorem, chlorem, bromem i z rozcieńczonymi kwasami. Do najważniejszych związków chemicznych radu należą: dobrze rozpuszczalny w wodzie wodorotlenek Ra(OH) 2 - mocna zasada, tlenek radu RaO; rozpuszczalne w wodzie halogenki RaCl 2, RaBr 2, trudno rozpuszczalny w wodzie węglan RaCO 3 i siarczan(VI) RaSO 4. Związki chemiczne radu swoimi właściwościami przypominają odpowiednie związki baru. Kation radu jest bezbarwny. Sole radu (podobnie jak sole strontu) barwią płomień palnika gazowego na karminowo. Rad przyjmuje, w związkach chemicznych stopień utlenienia II. Jest pierwiastkiem bardzo aktywnym chemicznie. Łatwo reaguje z: wodą, tlenem, fluorem, chlorem, bromem i z rozcieńczonymi kwasami. Do najważniejszych związków chemicznych radu należą: dobrze rozpuszczalny w wodzie wodorotlenek Ra(OH) 2 - mocna zasada, tlenek radu RaO; rozpuszczalne w wodzie halogenki RaCl 2, RaBr 2, trudno rozpuszczalny w wodzie węglan RaCO 3 i siarczan(VI) RaSO 4. Związki chemiczne radu swoimi właściwościami przypominają odpowiednie związki baru. Kation radu jest bezbarwny. Sole radu (podobnie jak sole strontu) barwią płomień palnika gazowego na karminowo.

19 Materiały źródłowe UCHWAŁA Sejmu Rzeczypospolitej Polskiejz dnia 3 grudnia 2010 r. w sprawie ustanowienia roku 2011 Rokiem Marii Skłodowskiej-Curie, Materiały internetowe Muzeum M. Skłodowskiej-Curie w Warszawie, Prezentacja –mgr Krzysztof Kuśmierczyk doradca metodyczny ds. chemii m.st. Warszawy - „W jaki sposób Maria Skłodowska-Curie wydzieliła polon i rad z blendy uranowej?” Przygotował: S. Jankowski