Chlorid uraničitý

Chlorid uraničitý je anorganická sloučenina uranu a chlóru se vzorcem UCl4. Je to hygroskopická pevná látka olivově zelené barvy. UCl4 použit v procesu elektromagnetické separace izotopů při obohacování uranu. Je to jedna z hlavních výchozích látek pro výrobu organických sloučenin uranu.

Syntéza

Chlorid uraničitý se komerčně vyrábí reakcí tetrachlormethanu s čistým oxidem uraničitým UO2 při 370 °C

Chlorid uranu se také syntetizuje obecně reakcí oxidu uranového (UO3) a hexachlorpropenu. UCl4 lze vytvořit i jednodušší reakcí UI4 s chlorovodíkem v organických rozpouštědlech.

Krystalová struktura

Podle rentgenové krystalografie mají uranové ionty koordinační číslo 8 a jsou obklopena osmi atomy chloru, čtyřmi ve vzdálenosti 264 pm a dalšími čtyřmi ve vzdálenosti 287 pm.

Chemické vlastnosti

Rozpouštění v protických rozpouštědlech je složitější. Když se UCl4 přidá do vody, vytvoří se aquaranový komplex.

: UCl4 + H2O → [U(H2O)]4+ + 4Cl−

Komplex [U(H2O)]4+, kde x je 8 nebo 9, je silně hydrolyzován.

: [U(H2O)]4+ [U(H2O)(OH)]3+ + H+

Hodnota pKa pro tuto reakci je kolem 1,6, hydrolýza proto probíhá vždy, když je pH > 0. K další hydrolýze dochází při pH > 3. +more Mohou se také tvořit slabé chlorné komplexy vodního iontu. Publikované odhady hodnoty log K pro tvorbu [UCl]3+(aq) se liší od -0,5 do +3 kvůli obtížím s měřením během současné hydrolýzy.

U alkoholů může dojít k částečné solvolýze .

: UCl4 + ROH UCl(OR) + HCl

Chlorid uraničitý se rozpouští v aprotických rozpouštědlech, jako je tetrahydrofuran, acetonitril, dimethylformamid atd. , která mohou působit jako Lewisovy báze. +more Vznikají solváty UCl4L, které lze izolovat. 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 například

: UCl4 + 2Cl− → [UCl6]2− .

Roztoky UCl4 jsou náchylné k oxidaci vzduchem, což vede k produkci komplexů uranylu. +morejpg|náhled'> Monokrystaly chloridu uraničitého (zorné pole asi 7 mm).

Využití

Chlorid uraničitý se používá jako surovina v procesu elektromagnetického obohacování uranu. UCl4 byl prvním izotopem použitým pro obohacování uranu Alfredem Nierem již v roce 1940. +more O tři roky později byl proces využit v kalutronech v Y-12. Jeho hlavní výhodou je, že chlorid uraničitý používaný v kalutronech není tak korozivní jako hexafluorid uranu používaný ve většině ostatních metod obohacování a zároveň má mnohem vyšší bod varu. Tento proces byl opuštěn v 50. letech 20. století, několik obohacovacích zařízení však zůstalo funkčních až do 21. století.

Během procesu obohacování se chlorid uraničitý ionizuje na uranové plazma. Ionty uranu jsou pak urychlovány a procházejí silným magnetickým polem. +more Během průchodu magnetickým polem jsou ionty rozděleny podle hmotnosti na ochuzenou obohacenou část.

Chlorid uranu se také považuje za perspektivní palivo pro reaktory na bázi roztavených solí . Taveniny chloridu uraničitého rozpuštěné v eutektické směsi chloridu lithného a chloridu draselného byly také zkoumány jako prostředek k získání aktinoidů z vyhořelého paliva prostřednictvím pyrochemického jaderného přepracování.

Bezpečnost

Stejně jako všechny ve vodě rozpustné soli uranu je chlorid uraničitý nefrotoxický (jedovatý pro ledviny) a při požití může způsobit vážné poškození ledvin a akutní selhání ledvin.

Radiační riziko je v porovnání s chemickou jedovatostí zanedbatelné.

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Jaderné materiály Kategorie:Chloridy (chemie)