Fr/Francium

Naam

Francium is vernoemd naar het geboorteland van de ontdekster, Frankrijk, (Latijn: Francia). In 1949 werd deze naam officieel vastgesteld door de internationale chemieorganisatie IUPAC. Vóór die tijd noemde men het actinium-K. Francium is, na gallium, het tweede element dat naar Frankrijk vernoemd is.

Ontdekking

De Franse onderzoekster Margueri­te Perey (foto), een student van Marie Curie en werkzaam bij l’Insti­tut du Radium (tegenwoordig Institut Curie) in Parijs, ontdekte francium in 1939 bij de zuivering van actinium houdend lanthaan. Na ver­wijde­ring van de bekende ontledingsproducten van het radioactieve actini­um bleef een intense gamma-straler achter.

Voorkomen

Francium is één van de meest zeldzame elementen op aarde. Er is slechts twintig tot dertig gram aanwezig; het aandeel in de aardkorst (op gewichtsbasis) is slechts 3 * 10^-21 %. Het komt voor als natuurlijk verval produc­t van actinium, bijvoorbeeld

${}_{89}{}^{225}\mathrm{Ac} \to {}_{87}{}^{221}\mathrm{Fr} + {}_2{}^4\mathrm{\alpha }$

Winning

Franciumverbindingen komen alleen voor in mineralen en gesteenten waarin actinium ver­bindingen aanwezig zijn als gevolg van radioactief verval, zoals uraan- en lanthaan minera­len. Franciumisotopen worden ook aangetroffen tussen de vervalproducten van kunstmatig gemaakt plutoni­um.

Bereiding

Vroeger

Ontdekster Margueri­te Perey verkreeg francium in 1939 bij de zuive­ring van een actinium- en ijzerhoudend lanthaan mine­raal, door achtereen­volgende behande­lingen met ceriumhydroxide in een oxiderend milieu, met waterstofsulfide in tegenwoor­digheid van lood en met barium­chlori­de en ammonia.

Later, in 1946, vond zij een effectievere scheiding door precipitatie met cesiumperchlo­raat of bepaalde cesiumdub­belzouten. In 1952 verkreeg de Amerikaanse chemicus Earl K. Hyde francium door copre­cipitatie met silicium­wolfraamzuur (H₄SiW₁₂O₄₀). Een jaar later slaagde de ontdekster er in (samen met Jean-Pierre Adloff) om verbindin­gen van dit element te isoleren middels papierchromatografie.

Tegenwoordig

Sporen van francium zijn te verkrijgen  door bestraling van thorium met protonen, deuteronen of heliumker­nen. Een andere mogelijkheid is het beschieten van radium met neu­tronen. Ook is een proces beschikbaar waarbij goudisotoop ¹⁹⁷Au wordt beschoten met zuurstofkernen ¹⁸O. Vanwege de  zeer korte levens­duur ( de langstle­vende isotoop van francium ²²³Fr heeft een halfwaarde­tijd van 23 minuten) is het zo goed als onmogelijk het element in weegba­re hoeveelheden af te zonderen.