Оксид урана(VI)

Оксид урана(VI) — бинарное неорганическое соединение металла урана и кислорода с формулой UO₃, от светло-жёлтых до оранжевых кристаллов или аморфное вещество, нерастворимое в воде, имеет характер амфотерного вещества.

Оксид урана​(VI)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид урана ​(VI)​
Традиционные названия	Окись урана; урановый ангидрид; триоксид урана; оксид уранила
Хим. формула	UO3
Физические свойства
Состояние	от светло-жёлтых до оранжевых кристаллов или аморфное вещество
Молярная масса	286,03 г/моль
Плотность	7,29; 8,34; аморф. 6,80 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	800 °C
Мол. теплоёмк.	81,7 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1223,8 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1344-58-7
PubChem	74013
Рег. номер EINECS	215-701-9
SMILES	O=[U](=O)=O
InChI	InChI=1S/3O.U JCMLRUNDSXARRW-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	66635
Безопасность
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Окисление кислородом под давлением оксида U₃O₈:

$\mathsf{2}{\mathsf{U}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{500}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{550}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}\mathsf{p}}{\to }\mathsf{6}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2U_{3}O_{8}+O_{2}\ {\xrightarrow {500-550^{o}C,p}}\ 6UO_{3}}}$ 

• Разложение гидроксида уранила:

$\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{350}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{400}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {UO_{2}(OH)_{2}\ {\xrightarrow {350-400^{o}C}}\ UO_{3}+2H_{2}O}}$ 

• Разложение диураната аммония:

$\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{U}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}\stackrel{\mathsf{250}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{280}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {(NH_{4})_{2}U_{2}O_{7}\ {\xrightarrow {250-280^{o}C}}\ 2UO_{3}+2NH_{3}+H_{2}O}}$ 

Физические свойстваПравить

Оксид урана(VI) образует от светло-жёлтых до оранжевых кристаллов или аморфное вещество. Существует в нескольких полиморфных модификациях:

• α-UO₃ — ромбическая сингония, параметры ячейки a = 0,684 нм, b = 4,345 нм, c = 0,4157 нм;
• β-UO₃ — моноклинная сингония, параметры ячейки a = 1,034 нм, b = 1,433 нм, c = 0,3910 нм, β = 99,03°;
• γ-UO₃ — ромбическая сингония, параметры ячейки a = 0,9813 нм, b = 1,993 нм, c = 0,9711 нм;
• δ-UO₃ — кубическая сингония, параметры ячейки a = 0,416 нм;
• ε-UO₃ — триклинная сингония, параметры ячейки a = 0,4002 нм, b = 0,3841 нм, c = 0,4165 нм, α = 98,10°, β = 90,20°, γ = 120,17°;
• η-UO₃ — ромбическая сингония, параметры ячейки a = 0,7511 нм, b = 0,5466 нм, c = 0,5224 нм.

Тип модификации определяется структурой исходного вещества и условия получения.

Образует кристаллогидраты состава UO₃·n H₂O, где n = 1, 2, 6.

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{6}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{450}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{U}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {6UO_{3}\ {\xrightarrow {450-500^{o}C}}\ 2U_{3}O_{8}+O_{2}}}$ 

• Реагирует с водой при кипячении, образуя гидроксид уранила:

$\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {UO_{3}+H_{2}O\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ UO_{2}(OH)_{2}}}$ 

• Реагирует с кислотами, образуя соли уранила:

$\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{}{\to }\mathsf{(}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{)}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {UO_{3}+2HCl\ {\xrightarrow {}}\ (UO_{2})Cl_{2}+H_{2}O}}$ 

$\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{(}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{)}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {UO_{3}+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ (UO_{2})SO_{4}+H_{2}O}}$ 

• Реагирует с растворами щелочей, образуя диуранаты:

$\mathsf{2}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{U}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2UO_{3}+2NaOH\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ Na_{2}U_{2}O_{7}\downarrow +H_{2}O}}$ 

• При сплавлении с щелочами образует уранаты:

$\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{{\mathsf{400}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {UO_{3}+2NaOH\ {\xrightarrow {400^{o}C}}\ Na_{2}UO_{4}+H_{2}O}}$ 

• Реагирует со фтором:

$\mathsf{2}\mathsf{U}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{U}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2UO_{3}+6F_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ 2UF_{6}+3O_{2}}}$ 

ОпасностьПравить

 

Как и все соединения урана, оксид урана является ядом общетоксического действия, радиотоксичным ядом. В России для соединений урана присвоен первый класс опасности.

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Н. Л. Глинка. Общая химия: учебное пособие. — Московская область, г. Чехов: "КноРус", 2016. — 752 с. — ISBN 978-5-406-04995-2.