Технециевая кислота

Технециевая кислота
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 технециевая кислота
Хим. формула HTcO4
Физические свойства
Состояние твёрдый тёмно-красный кристалл
Молярная масса 163,01 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 14332-45-7
PubChem 11805084
SMILES
 
InChI
 
ChemSpider 9979749
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Техне́циевая кислота́ (HTcO4) — кислота, образуемая технецием со степенью окисления +7.

Свойства

Предыдущие 70 лет считалось, что в свободном виде кислота — тёмно-красные[1], почти коричневые кристаллы, хорошо растворимые в водной среде. Данные свойства вызывали недоумение у большинства химиков, работавших с технециевой кислотой [1]. В 2021 году эта загадка нашла объяснение [2] — на самом деле в данной системе Tc(VII) становится частично неустойчивым, и в процессе частичного восстановления из технециевой кислоты образуется полиоксометаллат Tc(V)-Tc(VII) состава (H7O3)4[Tc20O68]4H2O, обладающий, тем не менее, сильными кислотными свойствами [2].

По активности кислота лежит между марганцевой и рениевой кислотой[3], но ближе к рениевой (то есть относительно малоактивна). При электролизе раствора кислоты выделяется оксид технеция(IV) — TcO2[4]. По данным рентгено-структурного анализа твёрдая красная технециевая кислота представляет собой соединение, содержащее одновременно технеций(VII) и Tc(V) в составе кристаллов [3, стр. 97—99][5].

Получение

Кислота может получаться растворением в воде высшего оксида технеция Tc2O7[6][3], который, в свою очередь, образуется при сгорании технеция в кислороде[6]. Этот оксид также можно получить нагреванием в кислороде оксида технеция(IV)[6].

Другим методом синтеза служит окисление диоксида технеция пероксидом водорода.

Также технециевая кислота образуется при окислении металлического технеция бромной водой, пероксидом водорода, кислотами-окислителями, в частности, 30 %-й азотной кислотой.

Соли

Соли технециевой кислоты — пертехнетаты (иногда их называют менее правильно пертехнаты) (пертехнетат натрия NaTcO4, пертехнетат калия KTcO4, пертехнетат серебра AgTcO4, пертехнетат аммония NH4TcO4)[6]. Для технециевой кислоты не характерно образование труднорастворимых солей[7][8], так, растворимость KTcO4 равна 0,1 моль/л, а для NaTcO4 — 12 моль/л. Такое поведение связано с малым зарядом пертехнетат-аниона и особенностями его гидратации[9]. Только соли серебра, таллия и некоторых гидрофобных органических катионов малорастворимы.

Применение

Технециевая кислота и ее соли с цирконием и ураном способны к экстракции растворами, применяемыми при переработке отработанного ядерного топлива[10]. Вследствие этого, они оказывают заметное влияние на протекание промышленного репроцессинга на таких крупных ядерных заводах, как РТ-1 ПО Маяк (РФ), UP-3 Ля Аг (Франция) и должны учитываться при разработке технологии переработки ОЯТ[11].

Растворимые соли технециевой кислоты, например, пертехнетат натрия, используются в ядерной медицине для введения в организм человека радиоактивного изотопа технеция 99mTc при радиоизотопной диагностике (в частности, сцинтиграфии).

Пертехнетаты также используются в металлургии, как антикоррозийные добавки к сталям, причем их эффективность на порядок превосходит антикоррозийное действие аналогичных ингибиторов коррозии, например, хроматов[7].

Литература

  • Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.

Примечания

  1. ↑ Спицын В. И., Кузина А.Ф. Технеций. — М.: Наука, 1980. — С. 23. — 150 с.
  2. ↑ Тайна красной технециевой кислоты. Коммерсантъ (29 июня 2022). Дата обращения: 22 июля 2024. Архивировано 22 июля 2024 года.
  3. ↑ German K.E., Poineau F. Technetium: new trends in investigation and application. — M.: Издательский дом "Граница", 2011. — С. 15—17. — 461 с. — ISBN 978-5-94691-473-4. Архивировано 17 июля 2021 года.
  4. ↑ Schwochau, K. Technetium: Chemistry and Radiopharmaceutical Applications. — Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2000. — С. 45. — 500 с. — ISBN ISBN 978-3-527-29496-1. Архивировано 3 января 2016 года.
  5. ↑ Konstantin German, Xavier Gaona, Erik Johnstone, John Mccloy, Irina Troshkina. Proceedings and selected lectures of the 10th International Symposium on Technetium and Rhenium – Science and Utilization, October 3-6, 2018 - Moscow – Russia, Eds: K. German, X. Gaona, M. Ozawa, Ya. Obruchnikova, E. Johnstone, A. Maruk, M. Chotkowski, I. Troshkina, A. Safonov. Moscow: Publishing House Granica, 2018, 525 p. ISBN 978-5-9933-0132-7. — 2018-12-02. — ISBN 9785993301327. Архивировано 9 декабря 2021 года.
  6. ↑ 1 2 3 4 Технеций (недоступная ссылка)
  7. ↑ 1 2 UKRAINE.com.ua : Сайт www.library.ospu.odessa.ua не настроен на сервере. Дата обращения: 21 декабря 2008. Архивировано из оригинала 3 июля 2007 года.
  8. ↑ Purification of Alkaline Solutions and Wastes from Actinides and Technetium by Coprecipitation with Some Carriers Using the Method of Appearing Reagents/ V. F. Peretrukhin, V. I. Silin, A. V. Kareta, A. V. Gelis, V. P. Shilov, K. E. German, E. V. Firsova, A. G. Maslennikov, V. E. Trushina\ Final report of Institute of Physical Chemistry of Russian Academy of Sciences Contract with DOE, PNNL 1998\ PNNL-11988
  9. ↑ Yuri A.Ustynyuk, Igor P.Gloriozov, Nelly I.Zhokhova, Konstantin E.German, Stepan N.Kalmykov. Hydration of the pertechnetate anion. DFT study (EN) // Journal of Molecular Liquids : журнал. — 2021. — 15 ноября (т. 342). — С. 117404.
  10. ↑ Обручникова Я.А., Герман К.Э. Редкие элементы в ядерном топливном цикле. Глава:Химические формы технеция при его восстановлении в азотнокислых растворах в присутствии тория и циркония / под ред. Трошкиной И.Д., Озавы М., Германа К.Э.. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2018. — С. 55-63. — 272 с. — ISBN 978-5-7237-1600-1. Архивировано 17 июля 2021 года.
  11. ↑ Мелентьев А.Б., Машкин А.Н., Герман К.Э. Редкие элементы в ядерном топливном цикле. Глава 2-4 Поведение технеция в процессах переработки ОЯТ на заводе РТ-1 / под. ред. Трошкиной И.Д., Озавы М., Германа К.Э.. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2018. — С. 75-92. — 272 с. — ISBN 978-5-7237-1600-1. Архивировано 17 июля 2021 года.

4