WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Оксид урана(IV)

__ U4+     __ O2−
Общие
Систематическое
наименование
Оксид урана(IV), Диоксид урана
Традиционные названия Двуокись урана
Хим. формула UO2
Физические свойства
Состояние твёрдое (в виде чёрного порошка)
Молярная масса 270,03 г/моль
Плотность 10,97 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 2875 °C
Мол. теплоёмк. 63,6 Дж/(моль·К)
Теплопроводность 4,5 Вт/(м·K)
Энтальпия образования −1084,5 кДж/моль
Коэфф. тепл. расширения 9,2⋅10−6 K−1
Давление пара в зависимости от температуры lgp=33,115T-4,026lgT+25,686 атм
Структура
Координационная геометрия Тетраэдрическая (O2−)
кубическая (UIV), координационное число U[8], O[4]
Кристаллическая структура кубическая, , Fm3m, No. 225
Классификация
Рег. номер CAS 1344-57-6
PubChem
Рег. номер EINECS 215-700-3
SMILES
InChI
RTECS YR4705000
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Оксид урана(IV) — неорганическое бинарное химическое соединение урана с кислородом — вещество тёмно-коричневого, почти чёрного, цвета. Химическая формула UO2 (точнее, UO2±x). Широко используется как ядерное топливо в реакторах.

Свойства

Температура плавления в зависимости от стехиометрического состава составляет от 2840 до 2875 °C. Диоксид урана — нестехиометрическое соединение, имеющее состав от UO1,6 до UO2,5. Диоксид урана термодинамически устойчив при нагревании в вакууме или в восстановительной атмосфере до температуры 1600 °C и возгоняется без разложения. При более высокой температуре он теряет кислород с образованием достехиометрического диоксида. В присутствии же кислорода, способен растворять его в себе с сохранением кубической структуры кристалла типа флюорита CaF2, причём дополнительные (сверх стехиометрии) атомы кислорода удерживаются в промежутках кристаллической решётки в результате внедрения атомов кислорода в решётку UO2 с образованием фазы UOx, где x зависит от температуры. При увеличении содержания кислорода цвет диоксида изменяется от тёмно-коричневого до чёрного[1].

Диоксид урана обладает сильно-основными свойствами, не реагирует с водой и её парами до 300 °C, не растворяется в соляной кислоте, но растворим в азотной кислоте, царской водке и смеси HNO3 и HF. При растворении в азотной кислоте происходит образование уранил-ионов UO2+
2
. Известен один кристаллогидрат диоксида урана UO2•2H2O — чёрный осадок, выпадающий при гидролизе растворов урана. Диоксид урана входит в состав урановых минералов уранинита и клевеита.

Применение

Бочки с сырьем для производства таблеток диоксида урана на Новосибирском заводе химиконцентратов.

У диоксида урана нет фазовых переходов, он менее подвержен газовому распуханию, чем сплавы урана. Это позволяет повысить глубину выгорания до нескольких процентов. Диоксид урана не взаимодействует с цирконием, ниобием, нержавеющей сталью и другими материалами при высоких температурах.

Эти свойства позволяют применять его в ядерных реакторах, получая высокие температуры и, следовательно, высокий КПД реактора. ТВЭЛы из диоксида урана изготавливаются в виде брусков, трубок, таблеток и т. д. методами керамической технологии: холодным прессованием и выдавливанием с последующим спеканием изделий или горячим прессованием. В виде порошка диоксид урана диспергируется в металлических, графитовых или керамических матрицах. Основной недостаток керамики — низкая теплопроводность — 4,5 Вт/(м·К) (при температуре 800 °C). Кроме того, горячая керамика очень хрупка и может растрескиваться.

Диоксид урана, как и другие оксиды урана, используется также как промежуточный продукт при производстве других урановых соединений, главным образом фторидов урана. В общем, все оксиды урана являются наиболее устойчивыми соединениями урана, в связи с чем широко используются как для хранения урана, так и как промежуточное звено между урановорудным, аффинажно-металлургическим и фторидными урановыми производствами.

Получение

Диоксид урана можно получить, восстанавливая водородом высшие оксиды[1]:

или оксалат уранила:

Примечания

  1. 1 2 проф.И. Н. Бекман. Уран. Учебное пособие. М.: МГУ, 2009.

Литература

  • Громов Б. В. Введение в химическую технологию урана. М.: Атомиздат, 1978.
  • Кац Дж., Рабинович Е. Химия урана: уран как элемент, его бинарные соединения, гидраты окислов и оксигалогениды. М.: Иностранная литература, 1954.
  • Шевченко В. Б., Судариков Б. Н. Технология урана. М., 1961.


Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии