Radio.

(o radium; dal latino radius: raggio). Chim. - Elemento chimico di numero atomico 88, peso atomico 226,025; simbolo: Ra. Nella tavola periodica degli elementi costituisce il termine più pesante dei metalli alcalino-terrosi, cioè del II gruppo sottogruppo A; è quindi l'omologo superiore del bario. È l'elemento radioattivo per eccellenza. Fu scoperto nel 1898 dai coniugi P. e M. Curie, che dalla pechblenda della Boemia isolarono il suo bromuro (RaBr₂); allo stato metallico fu isolato dalla signora Curie solo nel 1910, elettrolizzando il cloruro allo stato fuso. La scoperta del r. fu una conseguenza dell'osservazione che la pechblenda aveva una radioattività superiore di ben 5 volte a quella che poteva essere prodotta dai sali di uranio da essa ottenuti; di qui l'ipotesi dell'esistenza di un altro elemento, molto più radioattivo dell'uranio, e la ricerca che condusse all'isolamento del r. Il r. è un fortissimo emettitore di radiazioni ed è stato la fonte di più usata di radiazioni (sia per ricerche sia in medicina sia in usi industriali) fino a non molti anni or sono. Il suo isolamento dai minerali di uranio operato da coniugi Curie segnò quindi una tappa importante nello sviluppo della fisica atomica sperimentale. ║ Stato naturale del r.: il r. esiste in natura in quantità estremamente basse ( si stima che costituisca circa il 9,5 · 10^-11 della crosta terrestre); esso è diffuso in tracce in diversi minerali ma non presenta concentrazioni massicce. Le sorgenti più ricche sono i minerali di uranio, e in particolare certe pechblende, che contengono una parte di r. ogni 3.000.000 di parti di uranio. Il r. è presente nell'uranio naturale essenzialmente con due isotopi: ²²³Ra e ²²⁶Ra, due prodotti di decadimento spontaneo dell'uranio. Il primo si forma nel decadimento dell'uranio-235 e decade con un periodo di dimezzamento (tempo nel quale una massa di un isotopo si trasforma per metà per effetto del decadimento radioattivo) di 11,68 giorni; il secondo si forma invece nel decadimento spontaneo dell'uranio-238, in un periodo di 1.622 anni, trasformandosi in radon-222. Altri isotopi del r. esistenti in natura sono il 228 e il 224, che si formano nel decadimento spontaneo del torio-232, esistente in natura. A sua volta il Ra-224 decade in alfa verso il radon-220 con un periodo di 3,64 giorni. Nella serie di decadimento del nettunio-237, un isotopo artificiale, si incontra invece il radio-225 che decade in beta con un periodo di 15 giorni circa. La principale fonte di r. è oggi costituita dalla pechblenda estratta presso il Grande Lago degli Orsi, nel Canada, dalla quale il r. è ottenuto come sottoprodotto dell'estrazione dell'uranio in ragione di poco più di 100 g l'anno. ║ Isotopi del r.: l'isotopo su cui è stata condotta tutta la sperimentazione sul r. è il Ra-226, quello disponibile in maggior quantità. Esso decade trasformandosi in radon per emissione di una particella alfa; un grammo di Ra-226 emette 3,7 · 10¹⁰ particelle alfa per secondo (questa intensità è stata assunta come unità di misura della radioattività e denominata Curie, abbreviato Ci, in onore di P. e M. Curie). Ciò significa che l'energia emessa da 1 g di r. in un'ora è di 107 J. ║ Preparazione del r.: la preparazione del r. viene fatta in parallelo con l'estrazione dell'uranio, del quale rappresenta un sottoprodotto. Nel trattamento della pechblenda si forma un residuo insolubile in acido solforico che è costituito da solfato di bario e di r., insolubile in acqua, soprattutto in presenza di H₂SO₄. Si opera quindi la trasformazione del solfato in carbonato per fusione con carbonato sodico o altro; questo viene poi trattato con acido cloridrico, per cui si ha una soluzione di BaCl₂, e RaCl₂, che sono alquanto solubili. Questa soluzione subisce diverse operazioni di purificazione; quindi con H₂SO₄ vengono di nuovo precipitati BaSO₄ e RaSO₄. Per la separazione del r. dal bario si opera mediante cristallizzazione frazionata dei relativi bromuri BaBr₂ e RaBr₂, sfruttando la differenza di solubilità. Si ottiene alla fine un concentrato di RaBr₂ puro almeno al 90%. Il metallo allo stato libero può invece essere ottenuto per elettrolisi di una soluzione del suo cloruro RaCl₂ operando con anodo di lega platino-iridio e catodo di mercurio, col quale si amalgama il r. depositato. L'amalgama può poi essere decomposto termicamente in un ambiente di idrogeno puro per ottenere il r. metallico. Queste operazioni vanno condotte da operatori protetti contro le radiazioni. Il r. deve essere conservato in recipienti a tenuta, in quanto oltre al radon, il r. emette anche particelle alfa. ║ Proprietà fisiche del r.: il r. metallico si presenta come un metallo bianco lucente che ha peso specifico fra 5 e 6. Fonde a circa 700 °C e bolle fra 1.140 e 1.500 °C. Per il suo continuo decadimento radioattivo, il metallo (o i suoi sali) oltre a emettere particelle alfa, radon, raggi beta e raggi gamma, produce anche del calore, per cui è sempre a una temperatura superiore a quella ambiente di almeno 1 o 2 °C. 1 g di r. emette nell'arco di circa 2.000 anni una quantità di calore superiore a quella liberata da 200 kg di carbone. Le altre sue proprietà fisiche sono poco note; si sa che il calore di combustione e quello di vaporizzazione sono rispettivamente di 27,4 e 2,4 kcal per grammo-atomo e che il raggio ionico nella valenza +2, l'unica stabile che presenta, è di 1,40 Å. ║ Proprietà chimiche e composti del r.: il r. è molto reattivo. A contatto con l'acqua reagisce energicamente dando il suo idrato e idrogeno, come se fosse un metallo alcalino; a contatto con l'aria si altera superficialmente per formazione di un nitruro. Nei suoi composti presenta sempre la valenza +2; fra essi i più noti sono il bromuro, il cloruro, il solfato e il carbonato, preparati durante la sua separazione o per applicazioni particolari. I composti contenenti r. colorano la fiamma di rosso intenso. ║ Funzione biologica del r.: il r. è presente in tracce nell'organismo umano, in quantità inferiori a 0,1 μg; esso subisce un metabolismo parallelo a quello del calcio, concentrandosi quindi nelle ossa, ma si pensa che non presenti particolari funzioni biologiche. La quantità massima tollerata dall'organismo viene stimata intorno a 1 μg. Tenori di r. maggiori, come quelli riscontrabili in soggetti vissuti in zone di intensa ricaduta di isotopi radioattivi dopo un'esplosione nucleare, portano ad anemia, crescite cancerogene e, in generale, a tutti i fenomeni connessi con l'intossicazione radioattiva. ║ Usi del r.: il r. ha avuto una grande importanza pratica, soprattutto in medicina, prima che fossero disponibili in quantità isotopi radioattivi artificiali; oggi il suo impiego in questo campo è venuto meno. Viene invece ancora utilizzato come standard di emissione radioattiva, come sorgente di radiazioni e nella preparazione di vernici fosforescenti (infatti è presente in certi composti, come il solfuro di zinco, in cui eccita una brillante fosforescenza).