Chlorid uraničitý - Uranium tetrachloride - Wikipedia
 | |
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Název IUPAC Chlorid uranu | |
| Ostatní jména Tetrachloruran Chlorid uraničitý Chlorid uranový | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.030.040  |
| UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| UCl4 | |
| Molární hmotnost | 379,84 g / mol |
| Hustota | 4,87 g / cm3 |
| Bod tání | 590 ° C (1094 ° F; 863 K) |
| Bod varu | 791 ° C (1456 ° F; 1064 K) |
| Struktura | |
| Osmistěn | |
| Související sloučeniny | |
Související sloučeniny | chlorid uranu, chlorid uranu, chlorid uranu |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Chlorid uraničitý (UCl4) je sůl uran v oxidační stav +4. To bylo používáno v elektromagnetickém separace izotopů (EMIS) proces obohacování uranu. Je to jeden z hlavních výchozích materiálů pro organouranovou chemii.
Syntéza
Chlorid uraničitý se syntetizuje obecně reakcí oxid uranový (UO3) a hexachlorpropen. Rozpouštědlo UCl4 adukty mohou být vytvořeny jednodušší reakcí UI4 s chlorovodík v organických rozpouštědlech.
Chemické vlastnosti
Chlorid uranu je a hygroskopický, tmavě zelená pevná látka, která sublimuje ve vysokém vakuu při ca. 500 ° C. The Krystalická struktura ukazuje, že uran je obklopen osmi atomy chloru, čtyři ve 264 hodin a další čtyři ve 287 hodin.[1] Molekula UCl4 je Lewisova kyselina a rozpouští se v rozpouštědlech, která mohou působit jako neprotická Lewisovy základny.
Rozpouštění v protických rozpouštědlech je složitější. Když UCl4 se přidává do vody uranu aqua ion je vytvořen.
- UCl4 + XH2O → [U (H2Ó)X]4+ + 4Cl−
Vodní ion [U (H2Ó)X]4+, (x je 8 nebo 9[2]) je silně hydrolyzován.
- [U (H2Ó)X]4+ ⇌ [U (H2Ó)X−1(ACH)]3+ + H+
The pKA pro tuto reakci je ca. 1,6,[3] takže hydrolýza chybí pouze v roztocích o síle kyseliny 1 mol dm−3 nebo silnější (pH <0). K další hydrolýze dochází při pH> 3. Mohou se tvořit slabé chlorové komplexy aqua iontu. Publikované odhady hodnoty log K pro tvorbu [UCl]3+(aq) se pohybuje od -0,5 do +3 kvůli obtížím při současné hydrolýze.[3]
S alkoholy, částečné solvolýza může nastat.
- UCl4 + XROH ⇌ UCl4−X(NEBO)X + XHCl
Chlorid uranový se rozpouští v neprotických rozpouštědlech, jako je např tetrahydrofuran, acetonitril, dimethylformamid atd., které mohou fungovat jako Lewisovy základny. Solváty vzorce UCl4LX jsou tvořeny, které mohou být izolovány. Rozpouštědlo musí být zcela bez rozpuštěné vody, jinak dojde k hydrolýze, přičemž rozpouštědlo, S, zachytí uvolněný proton.
- UCl4 + H2O + S ⇌ UCl3(OH) + SH+ + Cl−
Molekuly rozpouštědla mohou být nahrazeny jiným ligandem v reakci, jako je
- UCl4 + 2Cl− → [UCl6]2−.
Rozpouštědlo není zobrazeno, stejně jako při tvorbě komplexů jiných kovových iontů ve vodném roztoku.
Roztoky UCl4 jsou citlivé na oxidaci vzduchem, což vede k produkci komplexů uranyl ion.
Chlorid uraničitý
Prášek chloridu uraničitého
Aplikace
Chlorid uranitý se komerčně vyrábí reakcí chlorid uhličitý s čistým oxid uraničitý UO2 při 370 ° C. Používá se jako zdroj elektromagnetického pole separace izotopů (EMIS) proces obohacování uranu. Počínaje rokem 1944 Rostlina Oak Ridge Y-12 převedené UO3 na UCl4 krmivo pro Ernest O. Lawrence je Alfa Calutrons. Jeho hlavní výhodou je, že chlorid uran používaný v kalutronech není tak korozivní jako hexafluorid uranu používaný ve většině ostatních obohacovacích technologií Tento proces byl opuštěn v padesátých letech. V 80. letech však Irák neočekávaně oživil tuto možnost jako součást svého programu jaderných zbraní. V procesu obohacování se chlorid uranový ionizuje na uran plazma.
Iony uranu se poté zrychlují a procházejí silným proudem magnetické pole. Po cestování po polovině kruhu je paprsek rozdělen na oblast blíže k vnější zdi, což je vyčerpaný a oblast blíže vnitřní stěně, která je obohacený v 235U. Velké množství energie potřebné k udržení silných magnetických polí, jakož i nízké rychlosti zpětného získávání uranového vstupního materiálu a pomalejší a nepohodlnější provoz zařízení z něj činí nepravděpodobnou volbu pro zařízení na obohacování velkého rozsahu.
Pracuje se na použití směsí roztaveného chloridu uranu a chloridů alkalických kovů jako paliva v reaktoru reaktory s roztavenou solí. Chlorid uranový se taví rozpuštěný v a chlorid lithný –chlorid draselný eutektika byla také prozkoumána jako prostředek k zotavení aktinidy z ozářeného jaderná paliva prostřednictvím pyrochemie jaderné přepracování.[4]
Reference
- ^ Taylor, J.C .; Wilson, P.W. (1973). „Studie neutronové difrakce bezvodého chloridu uranového“. Acta Crystallogr. B. 29 (9): 1942–1944. doi:10.1107 / S0567740873005790.
- ^ David, F. (1986). "Termodynamické vlastnosti lanthanidových a aktinidových iontů ve vodném roztoku". Journal of the Less Common Metals. 121: 27–42. doi:10.1016/0022-5088(86)90511-4.
- ^ A b Databáze IUPAC SC[trvalý mrtvý odkaz ] Komplexní databáze publikovaných údajů o rovnovážných konstantách kovových komplexů a ligandů
- ^ Olander, D. R. a Camahort, J. L. (1966), Reakce chloru a chloridu uranového v kondenzovaném eutektiku chlorid lithný-chlorid draselný. AIChE Journal, 12: 693–699. doi:10,1002 / aic.690120414