Urani hexafluorua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Uranium hexafluoride
Uranium-hexafluoride-2D-V2.svg
Uranium-hexafluoride-3D-vdW.png
Uranium-hexafluoride-crystal-3D-vdW.png
Danh pháp IUPAC Uranium hexafluoride

Uranium(VI) fluoride Nhận dạngSố CAS 7783-81-5PubChem 24560ChEBI 30235Số RTECS YR4720000Ảnh Jmol-3D ảnhSMILES

InChI 1/6FH.U/h6*1H;/q;;;;;;+6/p-6/rF6U/c1-7(2,3,4,5)6 Thuộc tínhCông thức phân tử UF6Khối lượng mol 352.02 g/molBề ngoài colorless solidKhối lượng riêng 5.09 g/cm3, solidĐiểm nóng chảy 64.052 °C (64.325 K; 115.326 °F) (triple point at 151 kPa[1])Điểm sôi 56,5 °C (329,6 K; 133,7 °F)[Chuyển đổi: Số không hợp lệ] (sublimes)Độ hòa tan trong nước HydrolyzesĐộ hòa tan hòa tan trong chloroform, CCl4, liquid chlorinebromine
dissolves in nitrobenzene Cấu trúcCấu trúc tinh thể Orthorhombic, oP28Nhóm không gian Pnma, No. 62Tọa độ octahedral (Oh)Mômen lưỡng cực 0 Nhiệt hóa họcEntanpi
hình thành
ΔfHo298

– solid: −(2197,7 ± 1,8) kJ·mol−1[2]

– gaseous: −(2148,1 ± 1,8) kJ·mol−1[2]Entropy mol tiêu chuẩn So298

– solid: −430,4 ± 1,5 J·K−1·mol−1[2]

– gaseous: −280,4 ± 1,5 J·K−1·mol−1[2] Các nguy hiểmPhân loại của EU Bản mẫu:Hazchem T+ (T+)
Nguy hiểm cho môi trường N (N)NFPA 704

NFPA 704.svg

0
4
2
 

Chỉ dẫn R R26/28, R33, R51/53Chỉ dẫn S (S1/2), S20/21, S45, S61Điểm bắt lửa Không bắt lửa Các hợp chất liên quanAnion khác Uranium hexacloruaCation khác Neptunium hexaflorua
Plutonium hexafloruaUrani hexafluorua (UF6), được gọi là "hex" trong ngành công nghiệp hạt nhân, là một hợp chất được sử dụng trong quá trình làm giàu urani tạo ra nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân và vũ khí hạt nhân. Nó tạo ra các tinh thể màu xám rắn ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, rất độc, phản ứng với nước và ăn mòn với hầu hết các kim loại. Nó phản ứng nhẹ với nhôm, tạo thành một lớp bề mặt mỏng AlF3 chống lại phản ứng tiếp theo.

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

Urani quặng U3O8 được hòa tan trong axit nitric, cho ra dung dịch uranyl nitrat UO2 (NO3) 2. Uranyl nitrat tinh khiết thu được bằng cách chiết dung môi, sau đó được xử lý với ammonia để sản xuất amoni diuranat ("ADU", (NH4) 2U2O7). Giảm bằng cách hydro cho UO2, được chuyển đổi bằng axit flohydric (HF) thành urani tetrafluorua, UF4. Oxy hóa với hàm lượng flo trong UF6. 

Trong quá trình tái xử lý hạt nhân, urani phản ứng với clo trifluorua để cho UF6:

U + 2 ClF3 → UF6 + Cl2

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Ở áp suất khí quyển, nó có nhiệt độ ở tầm 56,5 °C.[3]

UF6 trong một ống kính thủy tinh. 

Cấu trúc trạng thái rắn được xác định bởi nhiễu xạ neutron ở 77 K và 293 K. 

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Urani hexafluorua là một chất oxy hóa và một axit Lewis có thể liên kết với Flo; ví dụ, phản ứng của đồng (II) fluorua với urani hexafluorua trong acetonitrile được cho rằng để tạo thành đồng (II) heptafluorouranate (VI), Cu (UF7) 2. [4]

Fluorua urani polyme (VI) có chứa cation hữu cơ đã được cô lập và đặc trưng bởi nhiễu xạ tia X.[5]

Ứng dụng trong chu trình tạo nhiên liệu hạt nhân[sửa | sửa mã nguồn]

Sơ đồ pha của UF6.

UF6 được sử dụng trong cả hai phương pháp làm giàu urani chính - sự khuếch tán khí và phương pháp ly tâm khí - bởi vì nó có ba điểm ở 64.05 °C (147 °F, 337 K) và cao hơn một chút so với áp suất bình thường của khí quyển. Flo chỉ có một đồng vị duy nhất ổn định, đồng vị của UF6 khác nhau về trọng lượng phân tử của chúng chỉ dựa trên đồng vị urani.[6]

Tất cả các chất florua urani khác là chất rắn không bay hơi  sẽ là các polyme phối hợp. 

Sự khuếch tán khí đòi hỏi năng lượng khoảng 60 lần so với quá trình ly tâm khí: nhiên liệu hạt nhân sản xuất ra khí khổng lồ sản sinh ra năng lượng gấp 25 lần so với sử dụng trong quá trình khuếch tán, trong khi nhiên liệu ly tâm sản sinh ra năng lượng gấp 1.500 lần so với máy ly tâm quá trình. 

Ngoài việc sử dụng nó trong quá trình làm giàu, urani hexafluorua đã được sử dụng trong phương pháp tái xử lý tiên tiến (fluoride volatility) được phát triển ở Cộng hòa Séc. Trong quá trình này, sử dụng nhiên liệu hạt nhân oxit được xử lý bằng khí flo để tạo thành một hỗn hợp chất florua. Hỗn hợp này sau đó được chưng cất để tách các lớp vật liệu khác nhau.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ http://www.ibilabs.com/Uranium%20Hexafluoride.htm
  2. ^ a ă â b Johnson, Gerald K. (1979). “The Enthalpy of Formation of Uranium Hexafluoride”. The Journal of Chemical Thermodynamics 11 (5): 483–490. doi:10.1016/0021-9614(79)90126-5. 
  3. ^ . doi:10.1063/1.1746914.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  4. ^ . doi:10.1039/DT9760000272.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  5. ^ . doi:10.1021/ja992145f.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  6. ^ “Uranium Enrichment and the Gaseous Diffusion Process”. USEC Inc. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2007. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]