stringtranslate.com

Тетрафторид урана

Тетрафторид урана — неорганическое соединение с формулой UF4 . Это зелёное твёрдое вещество с незначительным давлением паров и низкой растворимостью в воде . Уран в четырёхвалентном ( урановом ) состоянии важен в различных технологических процессах. В ураноперерабатывающей промышленности он известен как зелёная соль . [1]

Производство

UF4 получают из UO2 в псевдоожиженном слое путем реакции с HF . UO2 получают в ходе горнодобывающей деятельности. Ежегодно таким образом получают около 60 000 тонн. Распространенной примесью является UO2F2 . UF4 также подвержен гидролизу . [ 1]

UF 4 образуется в результате реакции UF 6 с водородом в вертикальном трубчатом реакторе. UF 4 менее стабилен, чем оксиды урана, и медленно реагирует с влагой при температуре окружающей среды, образуя UO 2 и HF, последний из которых очень едкий и токсичный ; поэтому он менее пригоден для долгосрочного захоронения. Насыпная плотность UF 4 варьируется от примерно 2,0 г/см 3 до примерно 4,5 г/см 3 в зависимости от процесса производства и свойств исходных соединений урана.

Конструкция реактора на расплавленной соли , типа ядерного реактора , в котором рабочей жидкостью является расплавленная соль , будет использовать UF4 в качестве основного материала. UF4 обычно выбирают среди других солей из-за полезности элементов без разделения изотопов , лучшей экономии нейтронов и эффективности замедления, более низкого давления паров и лучшей химической стабильности.

Реакции

Тетрафторид урана реагирует с фтором, образуя сначала пентафторид урана , а затем летучий UF6 :

2  УФ 4 + Ф 2 → 2  УФ 5
2  УФ 5 + Ф 2 → 2  УФ 6

UF 4 восстанавливается магнием, давая металл: [2]

UF4 + 2Mg → U  +  2MgF2

При комнатной температуре он окисляется до UF5 , а затем при 100  °C — до гексафторида .

Структура

Как и большинство фторидов металлов, UF 4 представляет собой плотный высокосшитый неорганический полимер . Как установлено рентгеновской кристаллографией , центры U являются восьмикоординированными с квадратными антипризматическими координационными сферами. Фторидные центры являются дважды мостиковыми. [2] [3]

Безопасность

Как и все соли урана, UF4 токсичен и поэтому опасен при вдыхании, проглатывании и контакте с кожей.

Смотрите также

Ссылки, представляющие исторический интерес

Ссылки

  1. ^ ab Peehs, Martin; Walter, Thomas; Walter, Sabine; Zemek, Martin (2007). "Уран, сплавы урана и соединения урана". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a27_281.pub2. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ ab Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ Керн, С.; Хейворд, Дж.; Робертс, С.; Ричардсон, Дж. В.; Ротелла, Ф. Дж.; Содерхолм, Л.; Корт, Б.; Тинкль, М.; Уэст, М.; Хойсингтон, Д.; Ландер, ГА (1994). «Температурное изменение структурных параметров в тетрафторидах актинидов». Журнал химической физики . 101 (11): 9333–9337. Bibcode : 1994JChPh.101.9333K. doi : 10.1063/1.467963.

Внешние ссылки