Uranijev heksafluorid
| Uranijev heksafluorid Script error: No such module "Wikidata". | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IUPAC nomenklatura | Uranij heksafluorid | ||||||||||
| Ostala imena | Uranij(VI) fluorid | ||||||||||
| Identifikacijski brojevi | |||||||||||
| Osnovna svojstva | |||||||||||
| Molarna masa | 352,02 g·mol−1 | ||||||||||
| Relativna molekulska masa | 352,02 | ||||||||||
| Izgled | bezbojna krutina | ||||||||||
| Gustoća |
5,09 g·cm−3 | ||||||||||
| Talište | 64,1 °C | ||||||||||
| Vrelište | 56,5 °C | ||||||||||
| Topljivost u vodi |
reagira | ||||||||||
| Struktura | |||||||||||
| Oblik molekule | ortorombni kristal | ||||||||||
| Sigurnosne upute | |||||||||||
| |||||||||||
| SI-sustav mjernih jedinica korišten je gdje god je to moguće. Ukoliko nije drugačije naznačeno, upisane vrijednosti izmjerene su pri standardnim uvjetima. | |||||||||||
| Portal:Kemija | |||||||||||
Uranij heksafluorid (UF6) je kemijska tvar koja se koristi u postupku obogaćivanja uranija, kojim se stvara nuklearno gorivo za nuklearne elektrane i nuklearno oružje. Kod standardnog tlaka i temperature stvara bezbojne ili sive kristale. Uranij heksafluorid je vrlo toksičan, reagira snažno s vodom i stvara koroziju na većini metala. S aluminijem reagira umjereno, stvarajući površinski film AlF3 , koji spriječava daljnju kemijsku reakciju.
Dobivanje
Uranijev heksafluorid se dobiva iz žutog kolača, koji je koncentrirani (70% do 90%) uranijev oksid (U3O8). Žuti kolač se otapa u dušičnoj kiselini, iz koje dobijemo uranil nitrat [UO2(NO3)2]. Pročišćeni uranil nitrat se dobiva izdvajanjem iz otopine, zbog različitih gustoća, pa se zatim obrađuje s amonijakom, da bi se dobio amonijev diurinat (NH4)2U2O7). Redukcija s vodikom daje uranijev dioksid (UO2), kojem se dodaje fluorovodična kiselina (HF), da bi se dobio uranijev tetrafluorid (UF4). Oksidacijom s fluorom dobiva se na kraju uranijev heksafluorid (UF6).
Svojstva
Fizička svojstva
Kod standardnog tlaka, uranijev heksafluorid sublimira na 56,5 °C. Trojna točka je na 64,05 °C i tlaku 1,5 bara. Struktura krute tvari se određuje raspršenjem neutrona na 77 K i 293 K. [1] [2] [3]
Kemijska svojstva
Uranijev heksafluorid je oksidans. U reakciji s bakar(II) fluoridom u acetonitrilu stvara bakar(II) heptafluorouranat(VI) [Cu(UF7)2]. Polimerni uranij(VI) fluorid sadrži organske katione, koji su bili izdvojeni i promatrani s difrakcijom rendgenskih zraka. [4] [5]
Primjena
Uranij heksafluorid (UF6) se koristi u postupku obogaćivanja uranija, metodom plinske difuzije i metodom plinskih centrifuga, budući je trojna točka na 64,05 °C i tlaku 1,5 bara, što je malo više od normalnog atmosferskog tlaka. Fluor ima samo jedan prirodni izotop, tako da relativna molekularna masa uranijevog heksafluorida ovisi samo o prisutnim izotopima uranija. Metoda plinskih centrifuga koristi oko 60 puta manje energije nego starija metoda plinske difuzije.
Čuvanje u plinskim spremnicima
Oko 95% osiromašenog uranija je uskladišteno kao uranijev heksafluorid (DUF6), u čeličnim spremnicima koji leže na otvorenim dvorištima, u blizini postrojenja za obogaćivanje uranija. Svaki spremnik sadrži 12,7 tona krutog uranijevog heksafluorida (UF6). Samo u SAD, prema podacima iz 2005., ima takvih 57 122 cilindara, u kojima je spremljeno 686 500 tona osiromašenog uranijevog heksafluorida (DUF6), u blizini mjesta Portsmouth (Ohio), Oak Ridge (Tennessee) i Paducah (Kentucky). Takvo skladištenje prestavlja veliku opasnost za okoliš, zdravlje i sigurnost ljudi, zbog kemijske nestabilnosti uranijevog heksafluorida. Kada dođe u dodir s vlažnim zrakom, reagira s zrakom stvarajući uranil fluorid (UO2F2) i fluorovodik (HF), koji se lako tope i vrlo su toksični. Svi uskladišteni spremnici moraju se redovito pregledavati, da se vidi da li ima korozije na njima i ispuštanja u atmosferu. Vijek trajanja takvih spremnika je nekoliko desetaka godina. [6] [7] [8]
Bilo je nekoliko nesreća u SAD, vezano za rukovanje sa spremnicima uranijevog heksafluorida. Američka vlada planira pretvoriti ga u kruti uranijev oksid, da bi se lakše mogao odlagati, ali je cijena vrlo velika i radovi teku vrlo sporo. [9] [10]
Izvori
- ↑ [1] "Uranium Hexafluoride", Physical Properties
- ↑ { J. H. Levy, John C. Taylor, Paul W. Wilson: "Structure of Fluorides. Part XII. Single-Crystal Neutron Diffraction Study of Uranium Hexafluoride at 293 K", journal= J. Chem. Soc. Dalton Trans., 1976.
- ↑ J. H. Levy, J. C. Taylor and A. B. Waugh: "Neutron Powder Structural Studies of UF6, MoF6 and WF6 at 77 K", journal= Journal of Fluorine Chemistry, 1983.
- ↑ G. H. Olah, J. Welch: "Synthetic methods and reactions. 46. Oxidation of organic compounds with uranium hexafluoride in haloalkane solutions", journal=J. Am. Chem. Soc., 1978.
- ↑ J. A. Berry, R. T. Poole, A. Prescott, D. W. A. Sharp, J. M. Winfield: "The oxidising and fluoride ion acceptor properties of uranium hexafluoride in acetonitrile", journal= J. Chem. Soc. Dalton Trans., 1976.
- ↑ "How much depleted uranium hexafluoride is stored in the United States?" [2], publisher = Argonne National Laboratory
- ↑ Documents
- ↑ Institute for Energy and Environmental Research: "What is DUF6? Is it dangerous and what should we do with it?" [3] 2007.
- ↑ "Have there been accidents involving uranium hexafluoride?" [4], publisher = Argonne National Laboratory
- ↑ "Uranium Hexafluoride (UF6) Tailings: Characteristics, Transport and Storage at the Siberian Chemical Combine (Sibkhimkombinat) Tomsk", publisher = Large and Associates, 2005. [5] 2007.