Гідрид урану
Ура́ну (III) гідри́д, також тригідрид урану — складна неорганічна сполука з хімічною формулою UН3.
| Гідрид урану | |
|---|---|
| Інші назви | Ура́ну (III) гідри́д[1] |
| Ідентифікатори | |
| Номер CAS | 13598-56-6 |
| SMILES | [UH3] |
| InChI | InChI=1S/U |
| Властивості | |
| Молекулярна формула | UH3 |
| Молярна маса | 241.05273 g mol−1 |
| Молекулярна маса | 241.074257679 g mol−1 |
| Густина | 10.95 g cm−3 |
| Розчинність (вода) | Реагує з водою |
| Структура | |
| Кристалічна структура | Кубічна, Символ Пірсона cP32 |
| Pm3n, No. 223 | |
| Небезпеки | |
| MSDS | ibilabs.com |
| Температура спалаху | Пірофорний |
| Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
| Інструкція з використання шаблону | |
| Примітки картки | |
Молярна маса — 241.05273 г/моль; густина — 10.95 г/см3; чорний порошок; існує у двох модифікаціях, з температурою перетворення α-UH3 на β-UH3 при 110—140 °C; ґратка — кубічна об'ємно-центрована з періодом a = 6.645 Å для β-UH3 і a = 4.160 Å для α-UH3; ентальпія утворення — ΔH0
238 = -129.1 кДж/моль; сильний пірофор; реагує з водою та неорганічними кислотами, взаємодіє з органічними речовинами як сильний відновник.
Метод отримання ред.
Гідрид урану синтезують прямою взаємодією компактного урану з газоподібним воднем в уставі Сивертса за тиску водню 1 атм:
Так само для дейтерію й тритію:
Для цього використовують ретельно очищені від поверхневих оксидів шматочки урану розміром 3—5 см3. Реакція протікає кількісно до UH3 вище 200 °C (до 250 °C). За цих температур швидкість реакції пропорційна тиску та підпорядковується лінійному закону. За температури понад 250 °C швидкість реакції підлягає параболічному закону та контролюється дифузією (за вищих температур починає переважати зворотний процес).
Процес гідрування проводять найчастіше за температури 350 °C впродовж 2 год. Отриманий гідрид (β-UH3) охолоджують до кімнатної температури в уставі, відтак виймають. Зберігають гідрид урану в атмосфері інертного газу через його пірофорність.
Властивості ред.
Кристалічна структура UH3 відрізняється від кристалічних форм металевого урану. За даними рентгеноструктурного аналізу, в гідриді урану практично відсутні металічні зв'язки. Проте UH3 має явно металічні властивості: високу електропровідність (питомий опір 0.47 Ом·см), металічний блиск.
За даними роботи Тржебятовського й інших, гідрид урану нижче 173 К має феромагнетні властивості.[5]
Якщо гідрид урану нагрівати, виділяється водень: для кожної температури є свій рівноважний тиск дисоціації. Для повного розкладання гідриду необхідна температура вища за 436 °C. Після термічної дисоціації гідриду урану утворюється тонкодисперсний пірофорні порошок металевого урану. Таким шляхом за необхідності можна переробити компактний уран у тонкодисперсний порошок з великою реакційною здатністю.
Гідрид урану може перебувати в завислому стані в ртуті, в інших металах і стопах.[6]
Гідрид урану взаємодіє з водою та кислотами, виділяючи водень. Спалахує під час окислення концентрованою нітратною кислотою і пергідролем (30% розчином Гідроґену пероксиду). Розчинний у хлоратній, нітратній, гарячій концентрованій сульфатній і перхлоратній кислотах.[7]
Луги з гідридом урану не реагують.
Енергійно взаємодіє UH3 з органічними галогенідами, віднімаючи галоїд; разом утворюється і вільний Карбон. Аміак розкладає UH3 за температури 250 °C з утворенням нітриду.
Практичне застосування ред.
Гідрид урану використовують для синтезу різних сполуки урану (галогеніди) й перш за все для приготування з нього чистого, дисперсного металевого урану. Оскільки інтерметалічні сполуки урану не реагують з воднем, то металевий уран можна відокремити від сторонніх домішок гідруванням і просіюванням. Зокрема, цей метод може бути застосований до уран-алюмінієвих стопів.[8]
Дуже чистий, сухий гідроґен, дейтерій і тритій можна отримати термічним розкладанням гідриду урану. Тоді як сам гідрид (дейтерид, тритид) може бути приготований з використанням водню, не ретельно очищеного. Це надійний засіб розділення ізотопів Гідроґену.
Примітки ред.
- ↑ Carl L. Yaws (2008). Thermophysical properties of chemicals and hydrocarbons. William Andrew. с. 307–. ISBN 978-0-8155-1596-8. Архів оригіналу за 1 січня 2014. Процитовано 11 жовтня 2011.
- ↑ Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). Inorganic chemistry. Academic Press. с. 239–. ISBN 978-0-12-352651-9. Архів оригіналу за 1 січня 2014. Процитовано 11 жовтня 2011.
- ↑ Gerd Meyer; Lester R. Morss (1991). Synthesis of lanthanide and actinide compounds. Springer. с. 44–. ISBN 978-0-7923-1018-1. Архів оригіналу за 1 січня 2014. Процитовано 11 жовтня 2011.
- ↑ Bartscher W., Boeuf A., Caciuffo R., Fournier J.M., Kuhs W.F., Rebizant J., Rustichelli F (1985). Neutron diffraction study of b-UD3 AND b-UH3. Solid State Commun. 53: 423—426. doi:10.1016/0038-1098(85)91000-2.
- ↑ В.И. Михеева. Гидриды переходных металлов. — М.: Изд-во АН СССР, 1960.
- ↑ О.А. Сонгина. Редкие металлы / Изд. 3-е, перереб. и доп. — М.: Изд-во «Металлургия», 1964.
- ↑ Радиохимия и химия ядерных процессов / Под ред. А.Н. Мурина, В.Д. Нефедова, В.П. Шведова. — Л.: ГОСХИМИЗДАТ, 1960.
- ↑ Современная радиохимия. Вдовенко В.М. — М.: Атомиздат, 1969, 544 с.
Джерела ред.
- Химия и технология урана: Учебное пособие для вузов / Тураев Н.С., Жерин И.И. — М.: ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2005, 407 с.; ил.
- Препаративная химия гидридов: Справочник / Антонова М М., Морозова Р. А. — К.: «Наук. думка», 1976, 99 с.