RADIUM

Propriétés chimiques

Conformément à sa position dans le groupe IIa de la classification périodique, la structure électronique du radium est : [Rn] + 7s². C'est l'élément le plus électropositif des métaux alcalino-terreux. Le potentiel normal calculé du couple Ra²⁺/Ra est E_H = — 2,92 V ; le potentiel de demi-vague correspondant à la décharge des ions Ra²⁺ sur une cathode de mercure est — 1,59 V. Le radium est uniquement bivalent. Ses propriétés chimiques sont très proches de celles de son homologue, le baryum, car, du fait de la contraction lanthanidique, le rayon de l'ion Ra²⁺ (0,139 nm) diffère très peu de celui de l'ion Ba²⁺ (0,133 nm). Les sels de radium sont isomorphes des sels correspondant au baryum. Ils sont presque tous blancs, mais, sous l'action de leur propre rayonnement, ils prennent en vieillissant une teinte jaune ou violacée ; tous sont luminescents. Ils se différencient des sels de baryum par la coloration rouge carmin qu'ils communiquent à une flamme. Le chlorure, le bromure, le nitrate, le sulfure et l'hydrate de radium sont des composés solubles dans l'eau. Le sulfate, le carbonate, le chromate et l'iodate sont au contraire très peu solubles ; en particulier, le sulfate de radium est le moins soluble de tous les sulfates : à 20 ⁰C, 100 g d'eau en dissolvent 2,1 × 10^—4 g. Sous cette forme, le radium peut manifester des propriétés colloïdales.

La précipitation du radium à l'état de sulfate, éventuellement en présence de baryum servant d' entraîneur, permet de le séparer de presque tous les éléments. Le plomb, dont le sulfate et le nitrate sont isomorphes de ceux de radium, peut aussi servir d'entraîneur. Il présente l'avantage de pouvoir être ensuite aisément séparé à l'état d'halogénure ou de sulfure car, sous cette forme, il ne syncristallise pas avec le radium. La très faible solubilité du chlorure et du nitrate de radium dans les solutions concentrées de l'acide correspondant est aussi mise à profit pour effectuer certaines séparations. Ainsi, on peut purifier le radium des émetteurs α qui l'accompagnent dans la nature en le précipitant dans un mélange d'acide chlorhydrique concentré et d'éther, après addition, si nécessaire, de quelques milligrammes de BaCl₂ servant d'entraîneur.

La tendance du radium à former des complexes est encore plus faible que celle du baryum. Les pK des complexes citrique et tartrique sont respectivement, à 25 ⁰C, 2,36 et 1,24. Toutefois, le complexe avec l'acide éthylène-diamine-tétracétique est assez fort pour inhiber la précipitation du sulfate de radium.

Pour doser le radium 226, on peut procéder par gravimétrie s'il est en quantité pondérable, mais, d'ordinaire, on emploie une méthode radioactive. Les petites quantités de ²²⁶Ra déposées en couche mince sont habituellement déterminées par comptage des particules α de 4,78 MeV qu'émet ce nucléide en se désintégrant. On peut aussi mesurer la radioactivité de son descendant gazeux, le radon, qu'on laisse s'accumuler pendant un temps déterminé (quelques heures) avant de le recueillir dans une chambre d'ionisation ou un dispositif à scintillations approprié. Cette méthode, dite de l'émanation, permet de doser jusqu'à 10^—16 g de Ra dans des échantillons de matière de plusieurs grammes, à condition de pouvoir les porter en solution ou les fondre pour libérer le radon. Enfin, le radium contenu dans des ampoules scellées est dosé, par comparaison avec une quantité étalon, par la mesure du rayonnement γ très pénétrant du bismuth 214 (²¹⁴Bi, autrefois appelé radium C) en équilibre avec le radium et son émanation, ce qui nécessite une accumulation d'environ un mois. C'est pour donner une base commune à ces comparaisons que la Commission des étalons[...]