Berikut nobel kuliahnya maria curie tahun 1911
Nobel Lecture, December 11, 1911
Radium and the New Concepts in Chemistry
Some 15 years ago the radiation of uranium was discovered by Henri Becquerel1, and two years later the study of this phenomenon was extended to other substances, first by me, and then by Pierre Curie and myself2. This study rapidly led us to the discovery of new elements, the radiation of which, while being analogous with that of uranium, was far more intense. All the elements emitting such radiation I have termed radioactive, and the new property of matter revealed in this emission has thus received the name radioactivity. Thanks to this discovery of new, very powerful radioactive substances, particularly radium, the study of radioactivity progressed with marvellous rapidity: Discoveries followed each other in rapid succession, and it was obvious that a new science was in course of development. The Swedish Academy of Sciences was kind enough to celebrate the birth of this science by awarding the Nobel Prize for Physics to the first workers in the field, Henri Becquerel, Pierre Curie and Marie Curie (1903).
From that time onward numerous scientists devoted themselves to the study of radioactivity. Allow me to recall to you one of them who, by the certainty of his judgement, and the boldness of his hypotheses and through the many investigations carried out by him and his pupils, has succeeded not only in increasing our knowledge but also in classifying it with great clarity; he has provided a backbone for the new science, in the form of a very precise theory admirably suited to the study of the phenomena. I am happy to recall that Rutherford came to Stockholm in 1908 to receive the Nobel Prize as a well-deserved reward for his work.
Far from halting, the development of the new science has constantly continued to follow an upward course. And now, only 15 years after Becquerel's discovery, we are face to face with a whole world of new phenomena belonging to a field which, despite its close connexion with the fields of physics and chemistry, is particularly well-defined. In this field the importance of radium from, the viewpoint of general theories has been decisive. The history of the discovery and the isolation of this substance has furnished proof of my hypothesis that radioactivity is an atomic property of matter and can provide a means of seeking new elements. This hypothesis has led to present-day theories of radioactivity, according to which we can predict with certainty the existence of about 30 new elements which we cannot generally either isolate or characterize by chemical methods. We also assume that these elements undergo atomic transformations, and the most direct proof in favour of this theory is provided by the experimental fact of the formation of the chemically defined element helium starting from the chemically-defined element radium.
Viewing the subject from this angle, it can be said that the task of isolating radium is the corner-stone of the edifice of the science of radioactivity. Moreover, radium remains the most useful and powerful tool in radioactivity laboratories. I believe that it is because of these considerations that the Swedish Academy of Sciences has done me the very great honour of awarding me this year's Nobel Prize for Chemistry.
It is therefore my task to present to you radium in particular as a new chemical element, and to leave aside the description of the many radioactive phenomena which have already been described in the Nobel Lectures of H. Becquerel, P. Curie and E. Rutherford.
Before broaching the subject of this lecture, I should like to recall that the discoveries of radium and of polonium were made by Pierre Curie in collaboration with me. We are also indebted to Pierre Curie for basic research in the field of radioactivity, which has been carried out either alone, in collaboration with his pupils.
The chemical work aimed at isolating radium in the state of the pure salt, and at characterizing it as a new element, was carried out specially by me, but it is intimately connected with our common work. I thus feel that I interpret correctly the intention of the Academy of Sciences in assuming that the award of this high distinction to me is motivated by this common work and thus pays homage to the memory of Pierre Curie.
I will remind you at the outset that one of the most important properties of the radioactive elements is that of ionizing the air in their vicinity (Becquerel). When a uranium compound is placed on a metal plate A situated opposite another plate B and a difference in potential is maintained between the plates A and B, an electric current is set up between these plates; this current can be measured with accuracy under suitable conditions and will serve as a measure of the activity of the substance. The conductivity imparted to the air can be ascribed to ionization produced by the rays emitted by the uranium compounds.
In 1897, using this method of measurement, I undertook a study of the radiation of uranium compounds, and soon extended this study to other substances, with the aim of finding out whether radiation of this type occurs in other elements. I found in this way that of the other elements known, only the compounds of thorium behave like the compounds of uranium.
I was struck by the fact that the activity of uranium and thorium compounds appears to be an atomic property of the element uranium and of the element thorium. Chemical compounds and mixtures containing uranium and thorium are active in direct proportion to the amount of these metals contained in them. The activity is not destroyed by either physical changes of state or chemical transformations.
I measured the activity of a number of minerals; all of them that appear to be radioactive always contain uranium or thorium. But an unexpected fact was noted: certain minerals (pitchblende, chalcolite, autunite) had a greater activity than might be expected on the basis of their uranium or thorium content. Thus, certain pitchblendes containing 75% of uranium oxide are about four times as radioactive as this oxide. Chalcolite (crystallized phosphate of copper and uranium) is about twice as radioactive as uranium. This conflicted with views which held that no mineral should be more radioactive than metallic uranium. To explain this point I prepared synthetic chalcolite from pure products, and obtained crystals, whose activity was completely consistent with their uranium content; this activity is about half that of uranium.
I then thought that the greater activity of the natural minerals might be determined by the presence of a small quantity of a highly-radioactive material, different from uranium, thorium and the elements known at present. It also occurred to me that if this was the case I might be able to extract this substance from the mineral by the ordinary methods of chemical analysis. Pierre Curie and I at once carried out this research, hoping that the proportion of the new element might reach several per cent. In reality the proportion of the hypothetical element was far lower and it took several years to show unequivocally that pitchblende contains at least one highly-radioactive material which is a new element in the sense that chemistry attaches to the term.
We were thus led to create a new method of searching for new elements, a method based on radioactivity considered as an atomic property of matter. Each chemical separation is followed by a measurement of the activity of the products obtained, and in this way it is possible to determine how the active substance behaves from the chemical viewpoint. This method has come into general application, and is similar in some ways to spectral analysis. Because of the wide variety of radiation emitted, the method could be perfected and extended, so that it makes it possible, not only to discover radioactive materials, but also to distinguish them from each other with certainty.
It was also found in using the method being considered, that it was in fact possible to concentrate the activity by chemical methods. We found that pitchblende contains at least two radioactive materials, one of which, accompanying bismuth, has been given the name polonium, while the other, paired with barium, has been called radium.
Other radioactive elements have been discovered since: actinium (Debierne), radiothorium and mesothorium (Hahn), ionium (Boltwood), etc.
We were convinced that the materials which we had discovered were new chemical elements. This conviction was based solely on the atomic nature of radioactivity. But at first, from the chemical viewpoint, it was as if our substances had been, the one pure bismuth, and the other pure barium. It was vital to show that the radioactive property was connected with traces of elements that were neither bismuth nor barium. To do that the hypothetical elements had to be isolated. In the case of radium isolation was completely successful but required several years of unremitting effort. Radium in the pure salt form is a substance the manufacture of which has now been industrialized; for no other new radioactive substance have such positive results been obtained.
The radiferous minerals are being subjected to very keen study because the presence of radium lends them considerable value. They are identifiable either by the electrometric method, or very simply by the impression they produce on a photographic plate. The best radium mineral is the pitchblende from St. Joachimsthal (Austria) which has for a long time been processed to yield uranium salts. After extraction of the latter, the mineral leaves a residue which contains radium and polonium. We have normally used this residue as our raw material.
The first treatment consists in extracting the radiferous barium and the bismuth containing the polonium. This treatment, which was first performed in the laboratory on several kilograms of raw material (as many as 20 kg) had then to be undertaken in a factory owing to the need to process thousands of kilograms. Actually, we gradually learned from experience that the radium is contained in the raw material in the proportion of a few decigrams per ton. About 10 to 20 kg crude barium sulphate containing radium are extracted from one ton of residue. The activity of these sulphates is even then 30 to 60 times greater than that of uranium. These sulphates are purified and converted to chlorides. In the mixture of barium and radium chlorides the radium is present only in the proportion of about 3 parts per 100,000. In the radium industry in France a much lower grade mineral is most often used and the proportion indicated is far lower still. To separate the radium from the barium I have used a method of fractional crystallization of the chloride (the bromide can also be used). The radium salt, less soluble than the barium salt, becomes concentrated in the crystals. Fractionation is a lengthy, methodical operation which gradually eliminates the barium. To obtain a very pure salt I have had to perform several thousands of crystallizations. The progress of the fractionation is monitored by activity measurements.
A first proof that the element radium existed was furnished by spectral analysis. The spectrum of a chloride enriched by crystallization exhibited a new line which Demarcay attributed to the new element. As the activity became more concentrated, the new line increased in intensity and other lines appeared while the barium spectrum became at the same time less pronounced. When the purity is very high the barium spectrum is scarcely visible.
I have repeatedly determined the average atomic weight of the metal in the salt subjected to spectral analysis. The method used was the one consisting in determining the chlorine content in the form of silver chloride in a known amount of the anhydrous chloride. I have found that this method gives very good results even with quite small amounts of substance (0.1 to 0.5 g), provided a very fast balance is used to avoid the absorption of water by the alkaline-earth salt during the weighings. The atomic weight increases with the enrichment of the radium as indicated by the spectrum. The successive atomic weights obtained were: 138; 146; 174; 225; 226.45. This last value was determined in 1907 with 0.4 g of very pure radium salt. The results of a number of determinations are, 226.62; 226.31; 226.42. These have been confirmed by more recent experiments.
The preparation of pure radium salts and the determination of the atomic weight of radium have proved positively that radium is a new element and have enabled a definite position to be assigned to it. Radium is the higher homologue of barium in the family of alkaline-earth metals; it has been entered in Mendeleev's table in the corresponding column, on the row containing uranium and thorium. The radium spectrum is very precisely known. These very clear-cut results for radium have convinced chemists and justified the establishment of the new science of radioactive substances.
In chemical terms radium differs little from barium; the salts of these two elements are isomorphic, while those of radium are usually less soluble than the barium salts. It is very interesting to note that strong radioactivity of radium involves no chemical anomalies and that the chemical properties are actually those which correspond to the position in the Periodic System indicated by its atomic weight. The radioactivity of radium in solid salts is ca. 5 million times greater than that of an equal weight of uranium. Owing to this activity its salts are spontaneously luminous. I also wish to recall that radium gives rise to a continuous liberation of energy which can be measured as heat, being about 118 calories per gram of radium per hour.
Radium has been isolated in the metallic state (M. Curie and A. Debierne, 1910). The method used consisted in distilling under very pure hydrogen the amalgam of radium formed by the electrolysis of a chloride solution using a mercury cathode. One decigram only of salt was treated and consequently considerable difficulties were involved. The metal obtained melts at about 700°C, above which temperature it starts to volatilize. Is it very unstable in the air and decomposes water vigorously.
The radioactive properties of the metal are exactly the ones that can be forecast on the assumption that the radioactivity of the salts is an atomic property of the radium which is unaffected by the state of combination. It was of real importance to corroborate this point as misgivings had been voiced by those to whom the atomic hypothesis of radioactivity was still not evident.
Although radium has so far only been obtained in very small amounts, it is nevertheless true to say, in conclusion, that it is a perfectly defined and already well-studied chemical element.
Unfortunately, the same cannot be stated for polonium, for which nevertheless considerable effort has already been spent. The stumbling block here is the fact that the proportion of polonium in the mineral is about 5,000 times smaller than that of radium.
Before theoretical evidence was available from which to forecast this proportion, I had conducted several extremely laborious operations to concentrate polonium and in this way had secured products with very high activity without being able to arrive at definite results as in the case of radium. The difficulty is heightened by the fact that polonium disintegrates spontaneously, disappearing by half in a period of 140 days. We now know that radium has not an infinite life either, but the rate of disappearance is far less (it disappears by half in 2,000 years). With our facilities we can scarcely hope to determine the atomic weight of polonium because theory foresees that a rich mineral can contain only a few hundredths of a milligram per ton, but we can hope to observe its spectrum. The operation of concentrating polonium, as I shall point out later, is, moreover, a problem of great theoretical interest.
Recently, in collaboration with Debierne, I undertook to treat several tons of residues from uranium mineral with a view to preparing polonium. Initially conducted in the factory, then in the laboratory, this treatment finally yielded a few milligrams of substance about 50 times more active than an equal weight of pure radium. In the spectrum of the substance some new lines could be observed which appear attributable to polonium and of which the most important has the wavelength 4170.5 Å. According to the atomic hypothesis of radioactivity, the polonium spectrum should disappear at the same time as the activity and this fact can be confirmed experimentally,
I have so far considered radium and polonium only as chemical substances. I have shown how the fundamental hypothesis which states that radioactivity is an atomic property of the substance has led to the discovery of new chemical elements. I shall now describe how the scope of this hypothesis has been greatly enlarged by the considerations and experimental facts which resulted in establishing the theory of atomic radioactive transformations.
The starting-point of this theory must be sought in the considerations of the source of the energy involved in the phenomena of radioactivity. This energy becomes manifest as an emission of rays which produce thermal, electrical and light phenomena. As the emission occurs spontaneously without any known cause of excitation, various hypotheses have been advanced to account for the liberation of energy. One of the hypotheses put forward at the beginning of our research by Pierre Curie and myself consisted in assuming that the radiation is an emission of matter accompanied by a loss in weight of the active substances and that the energy is taken from the substance itself whose evolution is not yet completes and which undergoes an atomic transformation. This hypothesis, which at first could only be enunciated together with other equally valid theories, has attained dominant importance and finally asserted itself in our minds owing to a body of experimental evidence which substantiated it. This evidence is essentially the following: A series of radioactive phenomena exists in which radioactivity appears to be tied up to matter in an imponderable quantity, the radiation moreover not being permanent but disappearing more or less rapidly with time. Such are polonium, radioactive emanations and deposits of induced radioactivity.
It has been established moreover in certain cases that the radioactivity observed increases with time. This is what happens in the case of freshly prepared radium, of the emanation freshly introduced into the measuring apparatus, of thorium deprived of thorium X, etc.
A careful study of these phenomena has shown that a very satisfactory general explanation can be given by assuming that each time a decrease of radioactivity is observed there is a destruction of radioactive matter, and that each time an increase of activity is observed, there is a production of radioactive matter. The radiations which disappear and appear are, besides, of very varied nature and it is admitted that every kind of rays determined can serve to characterize a substance which is its source, and appears and disappears with it.
As radioactivity is in addition a property which is essentially atomic, the production or the destruction of a distinct type of radioactivity corresponds to a production or a destruction of atoms of a radioactive substance.
Finally, if it is supposed that radioactive energy is a phenomenon which is borrowed from atomic transformation, it can be deduced from this that every radioactive substance undergoes such a transformation, even though it appears to us to be invariable. Transformation in this case is only very slow and this is what takes place in the case of radium or uranium.
The theory I have just summarized is the work of Rutherford and Soddy, which they have called theory of atomic disintegration. By applying this theory it can be concluded that a primary radioactive substance such as radium undergoes a series of atomic transmutations by virtue of which the atom of radium gives birth to a train of atoms of smaller and smaller weights, since a stable state cannot be attained as long as the atom formed is radioactive. Stability can only be attained by inactive matter.
From this point of view one of the most brilliant triumphs of the theory is the prediction that the gas helium, always present in radioactive minerals, can represent one of the end-products of the evolution of radium, and that it is in the form of alpha rays that the helium atoms which are formed when radium atoms distintegrate are discharged. Now, the production of helium by radium has been proved by the experiments of Ramsay and Soddy, and it cannot now be contested that the perfectly defined chemical element, radium, gives rise to the formation of another equally defined element - helium. Moreover, the investigations done by Rutherford and his students have proved that the alpha particles emitted by radium with an electric charge are also to be found in the form of helium gas in the space where they have been recovered.
I must remark here that the bold interpretation of the relationship existing between radium and helium rests entirely upon the certitude that radium has the same claim to be a chemical element as have all the other known elements, and that there can be no question of regarding it to be a molecular combination of helium with another element. This shows how fundamental in these circumstances has been the work carried out to prove the chemical individuality of radium, and it can also be seen in what way the hypothesis of the atomic nature of radioactivity and the theory of radioactive transformations have led to the experimental discovery of a first clearly-established example of atomic transmutation. This is a fact the significance of which cannot escape anyone, and one which incontestably marks an epoch from the point of view of chemists.
Considerable work, guided by the theory of radioactive transformations, has led to approximately 30 new radioactive elements being envisaged, classified in 4 series according to the primary substance: these series are uranium, radium, thorium and actinium. The uranium and radium series can, in fact, be combined, for it seems to be proved that radium is a derivative of uranium. In the radium series the last known radioactive body is polonium, the production of which by radium is now a proven fact. It is likely that the actinium series is related to that of radium.
We have seen that helium gas is one of the products of radium distintegration. The helium atoms are detached from those of radium and its derivatives during the course of the transformation. It is supposed that after the departure of four atoms of helium, the radium atom yields one atom of polonium; the departure of a fifth helium atom determines the formation of an inactive body with an atomic weight believed to be equal to 206 (20 units below that of radium). According to Rutherford this final element is nothing more than lead, and this supposition is now being subjected to experimental verification in my laboratory. The production of helium from polonium has been directly proved by Debierne.
The relatively large amount of polonium prepared by Curie and Debierne has allowed an important study to be undertaken. This consists in counting a large number of alpha particles emitted by polonium and in collecting and measuring the corresponding volume of helium. Since each particle is a helium atom, the number of helium atoms is thus found which occupy a given volume and have a given weight. It can therefore allow us to deduce, in a general way, the number of molecules in a grammolecule. This number, known as Avogadro's constant, is of great importance. Experiments conducted on polonium have supplied a first value for this number, which is in good agreement with the values obtained by other methods. The enumeration of alpha particles is done by an electrometric method due to Rutherford; this method has been brought to perfection by means of a photographic recording apparatus.
Recent investigations have shown that potassium and rubidium emit a very feeble radiation, similar to the beta radiation of uranium and radium. We do not yet know whether we should regard these substances as true radioactive bodies, i.e. bodies in the process of transformation.
To conclude I should like to emphasize the nature of the new chemistry of radioactive bodies. Tons of material have to be treated in order to extract radium from the ore. The quantities of radium available in a laboratory are of the order of one milligram, or of a gram at the very most, this substance being worth 400,000 francs per gram. Very often material has been handled in which the presence of radium could not be detected by the balance, nor even by the spectroscope. And yet we have methods of measuring so perfect and so sensitive that we are able to know very exactly the small quantities of radium we are using. Radioactive analysis by electrometric methods allows us to calculate to within 1% a thousandth of a milligram of radium, and to detect the presence of 10-10 grams of radium diluted in a few grams of material. This method is the only one which could have led to the discovery of radium in view of the dilution of this substance in the ore. The sensitivity of the methods is still more striking in the case of radium emanation, which can be detected when the quantity present amounts, for example, to only 10-10 mm3. As the specific activity of a substance is, in the case of analogous radiations, approximately in inverse proportion to the average life, the result is that if the average life is very brief, the radioactive reaction can attain an unprecedented sensitivity. We are also accustomed to deal currently in the laboratory with substances the presence of which is only shown to us by their radioactive properties but which nevertheless we can determine, dissolve, reprecipitate from their solutions and deposit electrolytically. This means that we have here an entirely separate kind of chemistry for which the current tool we use is the electrometer, not the balance, and which we might well call the chemistry of the imponderable.
1. H. Becquerel, Compt. Rend., (1896).
2. P. Curie and M. Curie, Compt. Rend., (1898); (1899).
3. M. Curie, Rev. Gen. Sci., (1899); Rev. Sci., (1900).
From Nobel Lectures, Chemistry 1901-1921, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1966
Jika dibahasa indonesiakan
Radium dan Konsep Baru di Kimia
Beberapa 15 tahun yang lalu radiasi uranium ditemukan oleh Henri Becquerel1, dan dua tahun kemudian mempelajari fenomena ini diperpanjang sampai zat lain, pertama oleh saya, dan kemudian oleh Pierre Curie dan myself2. Studi ini cepat membawa kami ke penemuan elemen baru, radiasi yang, sementara analog dengan uranium, jauh lebih intens. Semua elemen memancarkan radiasi seperti saya disebut radioaktif, dan properti baru dari materi yang terungkap dalam emisi ini telah demikian menerima radioaktivitas nama. Berkat penemuan baru, zat radioaktif yang sangat ampuh, terutama radium, penelitian radioaktivitas berkembang dengan kecepatan mengagumkan: Penemuan diikuti satu sama lain dalam suksesi yang cepat, dan jelas bahwa ilmu pengetahuan baru dalam proses pembangunan. Akademi Ilmu Pengetahuan Swedia cukup baik untuk merayakan kelahiran ilmu ini dengan pemberian Hadiah Nobel untuk Fisika kepada para pekerja pertama di lapangan, Henri Becquerel, Pierre Curie dan Marie Curie (1903).
Sejak saat itu banyak ilmuwan seterusnya mengabdikan diri untuk mempelajari radioaktivitas. Izinkan saya untuk mengingat untuk Anda salah satu dari mereka yang, oleh kepastian penghakiman-Nya, dan keberanian hipotesis dan melalui banyak penyelidikan yang dilakukan oleh dia dan murid-muridnya, telah berhasil tidak hanya dalam meningkatkan pengetahuan kita tetapi juga dalam mengklasifikasikan itu dengan sangat jelas, ia telah menyediakan backbone untuk ilmu baru, dalam bentuk teori yang sangat tepat mengagumkan cocok untuk mempelajari fenomena. Saya senang untuk mengingat bahwa Rutherford datang ke Stockholm pada tahun 1908 untuk menerima Hadiah Nobel sebagai imbalan yang memang layak untuk karyanya.
Jauh dari tersendat-sendat, perkembangan ilmu pengetahuan baru telah terus-menerus terus mengikuti kursus ke atas. Dan sekarang, hanya 15 tahun setelah penemuan Becquerel, kita berhadapan dengan seluruh dunia fenomena baru milik bidang yang, meskipun hubungan erat dengan bidang fisika dan kimia, sangat baik didefinisikan.Dalam bidang ini pentingnya radium dari, sudut pandang teori umum telah menentukan.Sejarah penemuan dan isolasi zat ini telah dilengkapi bukti hipotesis saya bahwa radioaktivitas adalah properti atom materi dan dapat menyediakan cara untuk mencari unsur-unsur baru. Hipotesis ini telah menyebabkan teori sekarang radioaktivitas, menurut yang kita dapat memprediksi dengan pasti keberadaan sekitar 30 elemen baru yang kita tidak bisa secara umum baik mengisolasi atau karakterisasi dengan metode kimia. Kami juga menganggap bahwa elemen-elemen ini mengalami transformasi atom, dan bukti paling langsung yang mendukung teori ini diberikan oleh fakta eksperimental pembentukan unsur kimia helium pasti mulai dari elemen kimia radium yang ditetapkan.
Melihat subjek dari sudut ini, dapat dikatakan bahwa tugas mengisolasi radium adalah sudut-batu dari bangunan ilmu radioaktivitas. Selain itu, radium tetap merupakan alat yang paling berguna dan kuat di laboratorium radioaktivitas. Saya percaya bahwa itu karena pertimbangan bahwa Akademi Ilmu Pengetahuan Swedia telah dilakukan saya kehormatan yang sangat besar dari pemberian saya tahun ini Hadiah Nobel Kimia.
Oleh karena itu tugas saya untuk hadir untuk anda radium khususnya sebagai unsur kimia baru, dan meninggalkan selain deskripsi dari fenomena radioaktif banyak yang telah diuraikan dalam Ceramah Nobel H. Becquerel, P. Curie dan E. Rutherford .
Sebelum menggerek subjek kuliah ini, saya ingin mengingat bahwa penemuan radium dan polonium dibuat oleh Pierre Curie bekerja sama dengan saya. Kami juga berhutang kepada Pierre Curie untuk penelitian dasar di bidang radioaktivitas, yang telah dilakukan baik sendirian, bekerja sama dengan murid-muridnya.
Pekerjaan kimia ditujukan untuk mengisolasi radium di negara bagian garam murni, dan pada mengkarakterisasi sebagai unsur baru, khusus dilakukan oleh saya, tetapi berhubungan erat dengan pekerjaan kita bersama. Aku demikian merasa bahwa saya menafsirkan dengan benar maksud dari Akademi Ilmu Pengetahuan di asumsi bahwa penghargaan ini perbedaan tinggi untuk saya adalah termotivasi oleh pekerjaan umum dan dengan demikian membayar penghormatan ke memori Pierre Curie.
Saya akan mengingatkan Anda pada awalnya bahwa salah satu sifat yang paling penting dari unsur-unsur radioaktif adalah bahwa dari ionisasi udara di sekitar mereka (Becquerel). Ketika suatu senyawa uranium ditempatkan pada pelat logam A terletak diseberang lain plat B dan perbedaan potensial dipertahankan antara A dan B piring, sebuah arus listrik yang diatur antara pelat; ini arus dapat diukur dengan akurasi dalam kondisi yang cocok dan akan berfungsi sebagai ukuran aktivitas zat. konduktivitas yang disampaikan ke udara dapat berasal dari ionisasi yang dihasilkan oleh sinar yang dipancarkan oleh senyawa uranium.
Pada tahun 1897, menggunakan metode pengukuran, saya melakukan studi tentang radiasi senyawa uranium, dan segera diperluas penelitian ini untuk zat lain, dengan tujuan untuk mencari tahu apakah radiasi dari jenis ini terjadi pada unsur-unsur lain.Saya menemukan cara ini bahwa unsur lain yang dikenal, hanya senyawa torium berperilaku seperti senyawa uranium.
Saya terkesan oleh fakta bahwa aktivitas senyawa uranium dan thorium tampaknya menjadi properti atom uranium elemen dan dari unsur thorium. senyawa kimia dan campuran mengandung uranium dan thorium aktif dalam proporsi langsung dengan jumlah logam ini terkandung di dalamnya. Kegiatan ini tidak hancur dengan baik perubahan fisik dari transformasi negara atau kimia.
Aku mengukur aktivitas sejumlah mineral, semua dari mereka yang muncul untuk menjadi radioaktif selalu mengandung uranium atau thorium. Tapi kenyataannya tak terduga telah dicatat: mineral tertentu (bijih-bijih uranium, chalcolite, autunite) mempunyai aktivitas lebih besar daripada yang diharapkan atas dasar uranium atau thorium konten. Dengan demikian, pitchblendes tertentu yang mengandung 75% oksida uranium sekitar empat kali lebih radioaktif sebagai oksida ini. Chalcolite (fosfat mengkristal dari tembaga dan uranium) adalah sekitar dua kali lebih radioaktif seperti uranium. Hal ini bertentangan dengan pandangan yang menyatakan bahwa tidak ada mineral harus lebih radioaktif dari uranium logam. Untuk menjelaskan titik ini aku siap chalcolite sintetis dari produk murni, dan kristal yang diperoleh, yang kegiatannya benar-benar konsisten dengan kandungan uranium mereka, kegiatan ini adalah sekitar setengah dari uranium.
Saya kemudian berpikir bahwa aktivitas lebih besar dari mineral alam yang ditentukan oleh adanya sejumlah kecil dari bahan yang sangat-radioaktif, berbeda dari uranium, thorium dan unsur-unsur yang dikenal saat ini. Hal ini juga terjadi kepada saya bahwa jika ini adalah kasus saya mungkin bisa mengekstrak zat ini dari mineral dengan metode biasa analisis kimia. Pierre Curie dan aku segera melakukan penelitian ini, berharap bahwa proporsi dari elemen baru bisa mencapai beberapa persen. Pada kenyataannya proporsi dari elemen hipotesis jauh lebih rendah dan butuh beberapa tahun untuk menunjukkan dengan tegas bahwa bijih-bijih uranium berisi setidaknya satu materi yang sangat-radioaktif yang merupakan elemen baru dalam arti bahwa kimia melekat pada istilah tersebut.
Kami dengan demikian menyebabkan membuat metode baru mencari elemen baru, sebuah metode berdasarkan radioaktivitas dianggap sebagai properti atom materi.Setiap pemisahan kimia adalah diikuti dengan pengukuran aktivitas produk yang diperoleh, dan dengan cara ini adalah mungkin untuk menentukan bagaimana zat aktif berperilaku dari sudut pandang kimia. Metode ini telah datang ke dalam aplikasi umum, dan mirip dalam beberapa cara untuk analisis spektral. Karena berbagai radiasi, metode bisa disempurnakan dan diperluas, sehingga memungkinkan, tidak hanya untuk menemukan bahan radioaktif, tetapi juga untuk membedakan mereka dari satu sama lain dengan pasti.
Ini juga ditemukan dalam menggunakan metode yang dipertimbangkan, bahwa sebenarnya mungkin untuk mengkonsentrasikan kegiatan dengan metode kimia. Kami menemukan bijih-bijih uranium yang mengandung setidaknya dua bahan radioaktif, salah satunya, yang menyertai bismut, telah diberi nama Polonium, sementara yang lain, dipasangkan dengan barium, telah disebut radium.
unsur radioaktif lain telah ditemukan sejak: aktinium (Debierne), radiothorium dan mesothorium (Hahn), ionium (Boltwood), dll
Kami yakin bahwa bahan-bahan yang kami telah menemukan adalah unsur kimia baru.Keyakinan ini didasarkan hanya pada sifat atom radioaktivitas. Tapi pada awalnya, dari sudut pandang kimia, seolah-olah zat kami telah, yang bismut satu murni, dan barium murni lainnya. Hal ini penting untuk menunjukkan bahwa properti radioaktif berhubungan dengan jejak unsur yang tidak bismut atau barium. Untuk melakukan bahwa unsur-unsur hipotesis harus terisolasi. Dalam kasus isolasi radium benar-benar berhasil tetapi diperlukan beberapa tahun tak henti-hentinya usaha. Radium dalam bentuk garam murni adalah zat pembuatan yang kini telah maju, karena tidak ada zat radioaktif lainnya baru memiliki hasil positif seperti telah diperoleh.
Mineral radiferous sedang mengalami penelitian yang sangat tajam karena adanya radium meminjamkan mereka nilai cukup. Mereka diidentifikasi baik dengan metode elektrometri, atau sangat sederhana oleh kesan yang mereka hasilkan di piring fotografi. Mineral radium terbaik adalah bijih-bijih uranium dari St Joachimsthal (Austria) yang telah lama diproses untuk menghasilkan garam uranium. Setelah ekstraksi terakhir, mineral meninggalkan residu yang berisi radium dan polonium. Kami memiliki residu ini biasanya digunakan sebagai bahan baku kami.
Perlakuan pertama terdiri dari mengekstrak barium radiferous dan bismut mengandung polonium tersebut. Perlakuan, yang pertama kali dilakukan di laboratorium pada beberapa kilogram bahan baku (sebanyak 20 kg) harus kemudian dilakukan di pabrik karena kebutuhan untuk proses ribuan kilogram. Sebenarnya, secara bertahap kami belajar dari pengalaman bahwa radium yang terkandung dalam bahan baku dalam proporsi dari beberapa decigrams per ton. Sekitar 10 sampai 20 kg barium sulfat yang mengandung radium mentah diekstraksi dari satu ton residu. Kegiatan sulfat ini bahkan kemudian 30 sampai 60 kali lebih besar daripada uranium. Sulfat ini adalah dimurnikan dan dikonversi menjadi klorida. Dalam campuran klorida barium dan radium radium hadir hanya dalam proporsi sekitar 3 bagian per 100.000. Dalam industri radium di Perancis mineral yang jauh lebih rendah kelas yang paling sering digunakan dan proporsi yang ditunjukkan masih jauh lebih rendah. Untuk memisahkan radium dari barium, aku telah menggunakan metode kristalisasi fraksional dari klorida (bromida juga bisa digunakan). Garam radium, kurang larut daripada garam barium, menjadi terkonsentrasi di kristal. Fraksinasi adalah operasi, panjang metodis yang secara bertahap menghilangkan barium tersebut. Untuk memperoleh garam sangat murni saya harus melakukan beberapa ribu crystallizations. Kemajuan fraksinasi dipantau dengan pengukuran aktivitas.
Sebuah bukti pertama bahwa ada unsur radium yang dilengkapi dengan analisis spektral. Spektrum dari suatu klorida diperkaya dengan kristalisasi dipamerkan baris baru yang Demarcay disebabkan oleh unsur baru. Sebagai kegiatan menjadi lebih terkonsentrasi, baris baru meningkat dalam intensitas dan jalur lain muncul sedangkan spektrum barium menjadi pada saat yang sama kurang menonjol. Ketika kemurnian sangat tinggi spektrum barium adalah hampir tidak terlihat.
Saya telah berulang kali menentukan berat atom rata-rata logam dalam garam dilakukan analisa spektral. Metode yang digunakan adalah satu yang terdiri dalam menentukan kadar klorin dalam bentuk perak klorida dalam jumlah yang diketahui dari klorida anhidrat. Saya telah menemukan bahwa metode ini memberikan hasil yang sangat baik bahkan dengan jumlah yang cukup kecil dari substansi (0,1-0,5 g), memberikan keseimbangan yang sangat cepat digunakan untuk menghindari penyerapan air dengan garam alkali tanah selama timbangan. Meningkat berat dengan pengayaan atom radium yang ditunjukkan dengan spektrum. Berat atom berturut-turut diperoleh: 138, 146, 174, 225, 226,45. Ini nilai terakhir ditentukan pada tahun 1907 dengan 0,4 g garam radium sangat murni. Hasil dari sejumlah penentuan ini, 226,62, 226,31, 226,42. Ini telah dikonfirmasi oleh percobaan yang lebih baru.
Penyusunan garam radium murni dan penentuan berat atom radium telah membuktikan positif bahwa radium adalah elemen baru dan telah memungkinkan posisi pasti akan ditugaskan untuk itu. Radium adalah homolog lebih tinggi dari barium dalam keluarga logam alkali tanah, tetapi telah dimasukkan dalam tabel Mendeleev di kolom yang sesuai, pada baris mengandung uranium dan thorium. Spektrum radium sangat tepat diketahui. Hasil ini sangat jelas untuk radium telah meyakinkan ahli kimia dan membenarkan pembentukan ilmu baru zat radioaktif.
Dalam istilah kimia radium sedikit berbeda dari barium; garam dari dua elemen isomorfik, sedangkan radium biasanya kurang larut dibandingkan dengan garam barium. Hal ini sangat menarik untuk dicatat bahwa radioaktivitas yang kuat radium tidak melibatkan anomali kimia dan bahwa sifat kimia sebenarnya mereka yang sesuai dengan posisi dalam Sistem Berkala ditunjukkan dengan berat atom. Radioaktivitas radium dalam garam padat ca. 5 juta lebih besar dari bobot yang sama uranium kali.Karena kegiatan ini garamnya secara spontan bercahaya. Saya juga ingin mengingat radium yang melahirkan pembebasan terus menerus dari energi yang dapat diukur sebagai panas, karena sekitar 118 kalori per gram radium per jam.
Radium telah terisolasi di negara logam (M. Curie dan A. Debierne, 1910). Metode yang digunakan terdiri dalam penyulingan bawah hidrogen sangat murni campuran dari radium dibentuk oleh elektrolisis larutan klorida menggunakan katoda merkuri. Salah satunya decigram garam diobati dan akibatnya cukup kesulitan terlibat. Logam diperoleh meleleh pada sekitar 700 ° C, di atas yang suhunya mulai menguap. Apakah sangat tidak stabil di udara dan terurai air keras.
Sifat radioaktif logam persis orang-orang yang dapat meramalkan pada asumsi bahwa radioaktivitas garam adalah properti atom radium yang terpengaruh oleh negara kombinasi. Itu penting nyata untuk menguatkan titik ini sebagai keraguan telah disuarakan oleh mereka yang hipotesis atom radioaktivitas masih belum jelas.
Walaupun radium sejauh ini hanya diperoleh dalam jumlah yang sangat kecil, namun benar untuk mengatakan, dalam kesimpulan, bahwa itu adalah sempurna didefinisikan dan sudah dipelajari dengan baik unsur kimia.
Sayangnya, hal yang sama tidak dapat dinyatakan untuk polonium, yang namun banyak upaya telah dibelanjakan. Batu sandungan di sini adalah fakta bahwa proporsi polonium dalam mineral adalah sekitar 5.000 kali lebih kecil dibandingkan dengan radium.
Sebelum bukti teoritis yang tersedia dari yang untuk memperkirakan proporsi ini, saya telah melakukan operasi yang sangat melelahkan beberapa untuk berkonsentrasi polonium dan dengan cara ini telah dijamin produk dengan aktivitas yang sangat tinggi tanpa bisa mencapai hasil tertentu seperti dalam kasus radium. Kesulitan akan meningkat oleh kenyataan bahwa polonium hancur secara spontan, menghilang dengan setengah dalam masa 140 hari. Kita sekarang tahu radium yang bukan hidup yang tak terbatas baik, tetapi tingkat penghilangan jauh lebih sedikit (menghilang dengan setengah dari 2.000 tahun). Dengan fasilitas kami yang tak bisa berharap untuk menentukan berat atom polonium karena teori meramalkan bahwa mineral yang kaya dapat berisi hanya sedikit dari seratus miligram per ton, tetapi kita dapat berharap untuk mengamati spektrum-nya. Operasi berkonsentrasi polonium, sebagaimana akan saya tunjukkan nanti,, apalagi, masalah kepentingan teoritis besar.
Baru-baru ini, bekerja sama dengan Debierne, saya melakukan untuk mengobati beberapa ton residu dari mineral uranium dengan maksud untuk mempersiapkan polonium. Awalnya dilakukan di pabrik, maka di laboratorium, pengobatan ini akhirnya menghasilkan beberapa miligram zat sekitar 50 kali lebih aktif daripada bobot yang sama radium murni. Dalam spektrum substansi beberapa baris baru bisa diamati yang muncul terkait dengan polonium dan yang paling penting memiliki panjang gelombang 4170,5 Å. Menurut hipotesis atom radioaktivitas, spektrum polonium harus hilang pada saat yang sama sebagai kegiatan dan kenyataan ini dapat dikonfirmasikan eksperimen,
Saya sejauh ini dianggap radium dan polonium hanya sebagai zat kimia. Saya telah menunjukkan bagaimana fundamental hipotesis yang menyatakan radioaktivitas yang merupakan properti atom dari substansi telah menyebabkan penemuan unsur kimia baru. Sekarang saya akan menjelaskan bagaimana lingkup hipotesis ini telah sangat diperbesar oleh pertimbangan dan fakta-fakta eksperimental yang mengakibatkan dalam membangun teori transformasi radioaktif atom.
Titik-awal dari teori ini harus dicari dalam pertimbangan sumber energi yang terlibat dalam fenomena radioaktivitas. Energi ini menjadi nyata sebagai emisi sinar yang menghasilkan fenomena termal, listrik dan cahaya. Sebagai emisi terjadi secara spontan tanpa diketahui penyebab eksitasi, berbagai hipotesis telah dikemukakan untuk menjelaskan pembebasan energi. Salah satu hipotesis yang diajukan pada awal penelitian kami oleh Pierre Curie dan saya sendiri terdiri dalam asumsi bahwa radiasi merupakan emisi materi disertai dengan kehilangan berat dari zat aktif dan bahwa energi diambil dari zat itu sendiri yang evolusi belum selesai dan yang mengalami transformasi atom. Hipotesis, yang pada awalnya hanya bisa diucapkan bersama-sama dengan teori-teori yang sama sah lainnya, telah mencapai kepentingan dominan dan akhirnya menegaskan dirinya dalam pikiran kita karena tubuh bukti eksperimental yang dibuktikan itu. Bukti ini pada dasarnya adalah sebagai berikut: Serangkaian fenomena radioaktif ada di mana radioaktivitas tampaknya diikat dengan hal dalam kuantitas yg tdk terbayangkan akibatnya, radiasi apalagi tidak permanen tetapi menghilang kurang lebih cepat dengan waktu. Tersebut polonium, pancaran radioaktif dan deposito radioaktivitas diinduksi.
Ini telah didirikan apalagi dalam kasus-kasus tertentu yang radioaktivitas yang diamati meningkat dengan waktu. Inilah yang terjadi dalam kasus radium baru disiapkan, dari emanasi yang baru diperkenalkan ke dalam aparatus mengukur, thorium torium dirampas X, dll
Sebuah penelitian mengenai fenomena ini telah menunjukkan bahwa penjelasan umum yang sangat memuaskan dapat diberikan dengan asumsi bahwa setiap kali penurunan radioaktivitas yang diamati ada penghancuran materi radioaktif, dan bahwa setiap kali peningkatan aktivitas yang diamati, ada produksi bahan radioaktif. The radiasi yang hilang dan muncul adalah, selain, alam sangat bervariasi dan diakui bahwa setiap jenis sinar ditentukan dapat berfungsi untuk menandai suatu zat yang merupakan sumber, dan muncul dan menghilang dengan itu.
Seperti radioaktivitas merupakan tambahan properti yang pada dasarnya adalah atom, produksi atau penghancuran tipe yang berbeda dari radioaktivitas sesuai dengan produksi atau penghancuran atom suatu zat radioaktif.
Akhirnya, jika sudah seharusnya bahwa energi radioaktif adalah sebuah fenomena yang dipinjam dari transformasi atom, dapat ditarik kesimpulan dari hal ini bahwa setiap zat radioaktif mengalami transformasi tersebut, meskipun tampaknya kita untuk menjadi invariabel. Transformasi dalam hal ini hanya sangat lambat dan ini adalah apa yang terjadi dalam kasus radium atau uranium.
Teori saya baru saja diringkas adalah karya Rutherford dan Soddy, yang mereka sebut teori atom disintegrasi. Dengan menerapkan teori ini dapat disimpulkan bahwa zat radioaktif primer seperti mengalami radium serangkaian transmutasi atom berdasarkan yang atom radium melahirkan sebuah kereta atom bobot yang lebih kecil dan lebih kecil, karena keadaan stabil tidak dapat dicapai selama atom terbentuk adalah radioaktif. Stabilitas hanya dapat dicapai dengan materi yang tidak aktif.
Dari sudut pandang salah satu kemenangan paling cemerlang teori adalah prediksi bahwa helium gas, selalu hadir dalam mineral radioaktif, dapat mewakili salah satu produk akhir dari evolusi radium, dan bahwa itu adalah dalam bentuk sinar alfa bahwa atom helium yang terbentuk ketika atom radium distintegrate dibuang. Sekarang, produksi helium oleh radium telah dibuktikan oleh percobaan dari Ramsay dan Soddy, dan sekarang tidak dapat diganggu gugat bahwa unsur kimia sempurna didefinisikan, radium, menimbulkan pembentukan unsur lain yang sama pasti - helium. Selain itu, investigasi yang dilakukan oleh Rutherford dan mahasiswanya telah membuktikan bahwa partikel alfa yang dipancarkan oleh radium dengan biaya listrik juga dapat ditemukan dalam bentuk gas helium dalam ruang di mana mereka telah ditemukan.
Aku harus komentar di sini bahwa interpretasi berani hubungan yang ada antara radium dan helium terletak sepenuhnya pada kepastian bahwa radium memiliki hak yang sama untuk menjadi unsur kimia sebagai memiliki semua unsur yang dikenal lainnya, dan bahwa tidak ada pertanyaan tentang itu menjadi kombinasi molekul helium dengan elemen lain. Hal ini menunjukkan bagaimana fundamental dalam keadaan ini telah pekerjaan dilakukan untuk membuktikan individualitas kimia radium, dan juga dapat dilihat dengan cara bagaimana hipotesis sifat atom radioaktivitas dan teori transformasi radioaktif telah menyebabkan penemuan eksperimental dari contoh yang jelas-didirikan pertama transmutasi atom. Ini adalah fakta penting yang tidak dapat melarikan diri siapa pun, dan salah satu yang tak diragukan menandai sebuah zaman dari sudut pandang kimia.
kerja yang cukup, dipandu oleh teori transformasi radioaktif, telah menyebabkan sekitar 30 unsur radioaktif baru yang dipertimbangkan, diklasifikasikan dalam 4 seri sesuai dengan substansi utama: seri ini adalah uranium, radium, torium dan aktinium. Uranium dan seri radium bisa, pada kenyataannya, dikombinasikan, untuk itu tampaknya membuktikan bahwa radium merupakan turunan uranium. Dalam serial radioaktif radium tubuh yang terakhir diketahui adalah polonium, produksi yang oleh radium sekarang fakta yang terbukti. Kemungkinan bahwa seri aktinium adalah terkait dengan radium.
Kita telah melihat bahwa gas helium merupakan salah satu produk distintegration radium. Atom-atom helium yang terpisah dari orang-orang dari radium dan turunannya selama transformasi. Hal ini diduga bahwa setelah keberangkatan empat atom helium, atom radium hasil satu atom polonium, keberangkatan dari atom helium kelima menentukan pembentukan suatu badan tidak aktif dengan berat atom yang diyakini sama dengan 206 (20 unit di bawah bahwa radium). Menurut Rutherford elemen akhir ini tidak lebih dari memimpin, dan anggapan ini sekarang menjadi sasaran untuk verifikasi eksperimental di laboratorium saya. Produksi helium dari polonium langsung telah dibuktikan oleh Debierne.
Jumlah yang relatif besar polonium disusun oleh Curie dan Debierne telah memungkinkan suatu studi penting untuk dilakukan. Ini terdiri dalam menghitung sejumlah besar partikel alpha yang dipancarkan oleh polonium dan dalam mengumpulkan dan mengukur volume sesuai helium. Karena setiap partikel atom helium, jumlah atom helium dengan demikian ditemukan yang menempati suatu volume tertentu dan memiliki berat diberikan. Oleh karena itu dapat memungkinkan kita untuk menyimpulkan, secara umum, jumlah molekul dalam sebuah grammolecule. Jumlah ini, dikenal sebagai Avogadro konstan, sangat penting. Percobaan dilakukan pada polonium telah disediakan nilai pertama untuk nomor ini, yang dalam perjanjian yang baik dengan nilai-nilai yang diperoleh dengan metode lain. Pencacahan partikel alpha dilakukan dengan metode elektrometri karena Rutherford, metode ini telah dibawa ke kesempurnaan melalui aparat rekaman fotografi.
investigasi terbaru menunjukkan bahwa potasium dan rubidium memancarkan radiasi yang sangat lemah, mirip dengan radiasi beta uranium dan radium. Kami belum tahu apakah kita harus menganggap ini sebagai badan zat radioaktif benar, tubuh yaitu dalam proses transformasi.
Untuk menyimpulkan saya ingin menekankan sifat kimia baru dari tubuh radioaktif. Ton bahan harus diperlakukan untuk mengekstrak radium dari bijih. Jumlah radium yang tersedia di laboratorium adalah dari urutan satu miligram, atau dari satu gram di sangat besar, ini substansi yang layak franc 400.000 per gram. Sangat sering material telah ditangani di mana keberadaan radium tidak bisa terdeteksi oleh keseimbangan, atau bahkan oleh spektroskop tersebut. Namun kami memiliki metode pengukuran begitu sempurna dan sangat sensitif sehingga kita bisa tahu persis jumlah kecil radium kita gunakan. analisis radioaktif dengan metode elektrometri memungkinkan kita untuk menghitung ke dalam 1% seperseribu dari miligram radium, dan untuk mendeteksi keberadaan 10-10 gram radium diencerkan dalam beberapa gram bahan. Metode ini adalah satu-satunya yang bisa menyebabkan penemuan radium mengingat cairan ini substansi dalam bijih. Sensitivitas dari metode ini masih lebih mencolok dalam kasus pancaran radium, yang dapat terdeteksi ketika jumlah kuantitas saat ini, misalnya, hanya 10-10 mm3. Sebagai aktivitas spesifik suatu zat adalah, dalam kasus radiasi analog, kira-kira dalam proporsi terbalik dengan hidup rata-rata, hasilnya adalah bahwa jika hidup rata-rata sangat singkat, reaksi radioaktif bisa mencapai suatu kepekaan belum pernah terjadi sebelumnya. Kami juga terbiasa untuk menghadapi saat ini di laboratorium dengan zat kehadiran yang hanya ditunjukkan kepada kita oleh sifat radioaktif mereka tetapi yang demikian kita dapat menentukan, larut, reprecipitate dari solusi mereka dan deposito elektrolisa. Ini berarti bahwa kita punya sebuah jenis yang sama sekali terpisah kimia yang alat yang sekarang kita pakai adalah elektrometer, tidak seimbang, dan yang kami sebut dengan baik kimia yang dapat ditimbang.
1. H. Becquerel, Compt. Rendy., (1896).
2. P. dan M. Curie Curie, Compt. Rendy, (1898);. (1899).
3. M. Curie, Rev Gen Sci, (1899);. Rev Sci, (1900)..
