Карбид плутония

Карбид плутония — бинарное неорганическое соединение, плутония и углерода с формулой PuC, серые кристаллы, не растворяется в воде.

Карбид плутония
Общие
Систематическое наименование	Карбид плутония
Традиционные названия	Углеродистый плутоний
Хим. формула	PuC
Физические свойства
Состояние	серые кристаллы
Молярная масса	256,01 г/моль
Плотность	13,6; 13,99 г/см³
Термические свойства
Температура
• разложения	1654 °C
Мол. теплоёмк.	47,2 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-104,7; -52,7 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12070-03-0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Сплавление стехиометрических количеств чистых веществ в вакууме:

$\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{+}\mathsf{C}\stackrel{{\mathsf{1000}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{C}$${\mathsf {Pu+C\ {\xrightarrow {1000^{o}C}}\ PuC}}$ 

• Реакция гидрида плутония с углеродом:

$\mathsf{3}\mathsf{P}\mathsf{u}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\stackrel{{\mathsf{800}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {3PuH_{3}+2C\ \xrightarrow {800^{o}C} \ 2PuC+3H_{2}}}$ 

• Восстановление диоксид плутония с углеродом:

$\mathsf{P}\mathsf{u}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\stackrel{{\mathsf{1800}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {PuO_{2}+3C\ {\xrightarrow {1800^{o}C}}\ PuC+2CO}}$ 

Физические свойстваПравить

Карбид плутония имеет большую область гомогенности, поэтому его формулу записывают как PuC_1-х, где х = 0÷0,17. Состав зависит от температуры получения: чем она ниже, тем состав ближе к стехиометрическому.

Карбид плутония образует серые или чёрные, с металлическим блеском кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F m3m, параметры ячейки a = 0,4958÷0,4973 нм, Z = 4, структура типа NaCl.

Не растворяется в холодной воде, реагирует с горячей.

На воздухе начинает медленно окисляться при 200-300°С, воспламеняется при 400°С. Пирофорен.

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании с образованием трикарбида диплутония:

$\mathsf{3}\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{C}\stackrel{\mathsf{>}{\mathsf{1500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{P}{\mathsf{u}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{C}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{P}\mathsf{u}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {3PuC\ \xrightarrow {>1500^{o}C} \ Pu_{2}C_{3}+Pu\uparrow }}$ 

• Реагирует с горячей водой с выделением водорода и смеси углеводородов:

$\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{C}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{C}}_{\mathsf{n}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{m}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {PuC+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ Pu(OH)_{3}\downarrow +H_{2}\uparrow +C_{n}H_{m}\uparrow }}$ 

• Растворяется в разбавленных кислотах с выделением водорода и смеси углеводородов.

ПрименениеПравить

• Ядерное топливо (часто применяется в смеси с карбидом урана).

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Руководство по неорганическому синтезу: В 6-ти т. / Ред. Брауэр Г.. — М.: Мир, 1985. — Т. 4. — 447 с.
• Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Н. П. Лякишева. — М.: Машиностроение, 1996. — Т. 1. — 992 с. — ISBN 5-217-02688-X.
• Химический энциклопедический словарь / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с.
• И.И. Жерин, Г.Н. Амелина. Химия тория, урана, плутония: учебное пособие. — Томск: Изд. ТПУ, 2010. — 147 с.
• Милюкова М. С., Гусев Н. И., Сентюрин И. Г. и др. Аналитическая химия плутония. — М.: Наука, 1965. — 457 с.