 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Хлорид урана (IV) | |
| Другие имена Тетрахлоран Тетрахлорид урана Хлорид урана | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.030.040  |
| UNII | |
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| UCl 4 | |
| Молярная масса | 379,84 г / моль |
| Плотность | 4,87 г / см 3 |
| Температура плавления | 590 ° С (1094 ° F, 863 К) |
| Точка кипения | 791 ° С (1456 ° F, 1064 К) |
| Структура | |
| Восьмигранный | |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | трихлорид урана , уран пятихлористый , уран гексахлорид |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Тетрахлорид урана представляет собой неорганическое соединение с формулой UCl 4 . Это гигроскопичное твердое вещество оливково-зеленого цвета. Он использовался в процессе электромагнитного разделения изотопов (ЭМИС) при обогащении урана . Это один из основных исходных материалов для урановой химии .
Синтез и структура [ править ]
Тетрахлорид урана синтезируется обычно реакцией триоксида урана (UO 3 ) и гексахлорпропена . Аддукты растворителя UCl 4 могут быть образованы более простой реакцией UI 4 с хлористым водородом в органических растворителях.
Согласно рентгеновской кристаллографии центры урана восьмикоординатные, окруженные восемью атомами хлора, четыре - при 264 пм, а остальные четыре - в 287 пм. [1]
Химические свойства [ править ]
Растворение в протонных растворителях более сложное. Когда UCL 4 добавляют в воду на уран - ион аква образуется.
- UCl 4 + x H 2 O → [U (H 2 O) x ] 4+ + 4Cl -
Акваион [U (H 2 O) x ] 4+ , (x равен 8 или 9 [2] ) сильно гидролизован.
- [U (H 2 O) x ] 4+ ⇌ [U (H 2 O) x −1 (OH)] 3+ + H +
РКа для данной реакции составляет около 1.6, [3], поэтому гидролиз отсутствует только в растворах с концентрацией кислоты 1 моль дм −3 и более (pH <0). Дальнейший гидролиз происходит при pH> 3. Могут образовываться слабые хлорокомплексы акваиона. Опубликованные оценки значения log K для образования [UCl] 3+ (водн.) Варьируются от -0,5 до +3 из-за трудностей с одновременным гидролизом. [3]
Со спиртами может происходить частичный сольволиз .
- UCl 4 + x ROH ⇌ UCl 4− x (OR) x + x HCl
Тетрахлорид урана растворяется в непротонных растворителях, таких как тетрагидрофуран , ацетонитрил , диметилформамид и т. Д., Которые могут действовать как основания Льюиса . Образуются сольваты формулы UCl 4 L x , которые можно выделить. Растворитель должен быть полностью свободен от растворенной воды, в противном случае произойдет гидролиз, при котором растворитель S захватит высвободившийся протон.
- UCl 4 + H 2 O + S ⇌ UCl 3 (OH) + SH + + Cl -
Молекулы растворителя могут быть заменены другим лигандом в такой реакции, как
- UCl 4 + 2Cl - → [UCl 6 ] 2- .
Растворитель не показан, как и в случае образования комплексов ионов других металлов в водном растворе.
Растворы UCl 4 подвержены окислению воздухом, что приводит к образованию комплексов иона уранила .
Приложения [ править ]
Тетрахлорид урана коммерчески производится реакцией четыреххлористого углерода с чистым диоксидом урана UO 2 при 370 ° C. Он использовался в качестве сырья в процессе электромагнитного разделения изотопов (ЭМИС) при обогащении урана . Начиная с 1944 г. Окриджская Y-12 завод преобразован UO 3 в UCL 4 корма для Эрнест О. Лоуренс «ы Альфа Calutrons . Его основным преимуществом является то, что тетрахлорид урана, используемый в калютронах, не такой коррозионный, как гексафторид урана.используется в большинстве других технологий обогащения. От этого процесса отказались в 1950-х годах. Однако в 1980-х годах Ирак неожиданно возродил этот вариант в рамках своей программы создания ядерного оружия. В процессе обогащения тетрахлорид урана ионизируется в урановую плазму .
Затем ионы урана ускоряются и проходят через сильное магнитное поле . После прохождения вдоль половины окружности, луч разделяется на область ближе к наружной стене, которая обедненная , и область ближе к внутренней стенке, который обогащенная в 235 U . Большое количество энергии, необходимое для поддержания сильных магнитных полей, а также низкие скорости извлечения исходного уранового материала и более медленная и неудобная работа установки делают этот выбор маловероятным для крупномасштабных обогатительных фабрик.
Ведутся работы по использованию смесей расплавленного хлорида урана и хлорида щелочного металла в качестве реакторного топлива в реакторах на расплаве солей . Расплавы тетрахлорида урана, растворенные в эвтектике хлорид лития - хлорид калия , также исследовались как средство извлечения актинидов из облученного ядерного топлива посредством пирохимической ядерной переработки . [4]
Ссылки [ править ]
- ^ Тейлор, JC; Уилсон, П. У. (1973). «Нейтронографическое исследование безводного тетрахлорида урана» . Acta Crystallogr. B . 29 (9): 1942–1944. DOI : 10.1107 / S0567740873005790 .
- ^ Дэвид, Ф. (1986). «Термодинамические свойства ионов лантаноидов и актинидов в водном растворе». Журнал менее распространенных металлов . 121 : 27–42. DOI : 10.1016 / 0022-5088 (86) 90511-4 .
- ^ a b База данных IUPAC SC [ постоянная мертвая ссылка ] Полная база данных опубликованных данных о константах равновесия комплексов металлов и лигандов
- ^ Olander, DR и Camahort, JL (1966), Реакция хлора и тетрахлорида урана в эвтектике плавленый хлорид лития-хлорид калия. Журнал Айше, 12: 693–699. DOI : 10.1002 / aic.690120414
