Uran(VI)-oxid
Uran(VI)-oxid (auch Urantrioxid, UO3) ist eine chemische Verbindung des Urans, die je nach Modifikation gelbe oder orange Kristalle bildet und zu den Schwermetalloxiden gehört.
Darstellung
Uran(VI)-oxid wird durch Erhitzen von Uranylverbindungen wie Uranylnitrat-Hexahydrat in einer Sauerstoffatmosphäre bei 600 °C dargestellt.[1]
Es kann auch durch Reaktion von Uran(V,VI)-oxid mit Sauerstoff bei hohem Druck dargestellt werden, wobei je nach Druck und Temperatur verschiedene Modifikationen entstehen.[2]
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Uran(VI)-oxid ist aufgrund des Urangehaltes radioaktiv. Man kennt eine amorphe und sechs verschiedene kristalline Modifikationen, in denen Uran die Koordinationszahl 6 oder 7 hat.
- α-UO3 kann aus amorphem Uran(VI)-oxid durch Erhitzen auf 500 °C bei einem Sauerstoff-Partialdruck von 40 Bar als beiges kristallines Pulver erhalten werden. Es hat eine orthorhombische Struktur mit der Vorlage:Raumgruppe.[3]
- β-UO3 wird aus α-UO3 bei 550 °C und einem Sauerstoffpartialdruck von 40 Bar als oranges oder rotes Pulver erhalten. Es bildet sich auch beim Erhitzen von Ammoniumdiuranat auf 500 °C in Luft. β-UO3 kristallisiert in der monoklinen Vorlage:Raumgruppe.[4]
- γ-UO3 entsteht beim Erhitzen von Uranylnitrat-Hexahydrat in Luft auf 400–600 °C als gelbes Pulver. Es kristallisiert in der tetragonalen Vorlage:Raumgruppe. Bei 50 °C geht es in eine orthorhombische Struktur mit der Vorlage:Raumgruppe über.[5]
- δ-UO3 bildet sich beim Entwässern von β-UO3·H2O bei 375 °C in Luft als tiefrotes Pulver. Die Kristallstruktur ist kubisch mit der Vorlage:Raumgruppe.[6]
- ε-UO3 bildet sich aus U3O8 in NO2 bei 250–375 °C als rotes Pulver.
- ζ-UO3 ist eine Hochdruckmodifikation, die sich bei 30 kbar und 1100 °C bildet. Es kristallisiert in der orthorhombischen Vorlage:Raumgruppe.[7]
Frisch erzeugtes Uran(VI)-oxid aus irdischem Natururan hat eine spezifische Aktivität von 21050 Bq/g.
Chemische Eigenschaften
Uran(VI)-oxid ist amphoter. In sauren Lösungen bildet es Uranylionen UO22+. Im alkalischen Milieu werden Oxouranate gebildet. Bei 700–900 °C zerfällt es in Triuranoctoxid.
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Verwendung
Der größte Teil wird im Zuge der Urankonversion zu Urandioxid weiterverarbeitet, sonst gibt es keine wichtige Verwendung.
Toxikologie
Die chemische Giftigkeit dieses Metalloxids ist viel gefährlicher als seine Radioaktivität. Es muss also vor allem Vorsorge gegen Vergiftung getroffen werden.
Einzelnachweise
- ↑ Vorlage:Holleman-Wiberg
- ↑ Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1225.
- ↑ B. O. Loopstra, E. H. P. Cordfunke: On the structure of alpha UO3. In: Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique 85, S. 135–142.
- ↑ P. C. Debets: The Structure of β-UO3. In: Acta Crystallographica, 1966, 21, S. 589–593 (Vorlage:DOI)
- ↑ B. O. Loopstra, J. C. Taylor, A. B. Waugh: Neutron Powder Profile Studies of the Gamma Uranium Trioxide Phases. In: Journal of Solid State Chemistry, 1977, 20, S. 9–19 (Vorlage:DOI)
- ↑ M. T. Weller, P. G. Dickens, D. J. Penny: The Structure of δ-UO3. In: Polyhedron, 1988, 7 (3), S. 243–244 (Vorlage:DOI)
- ↑ S. Siegel, H. Hoekstra, E. Sherry: The Crystal Structure of High-Pressure UO3. In: Acta Crystallographica, 1966, 20, S. 292–295 (Vorlage:DOI)
Literatur
- Ingmar Grenthe, Janusz Drożdżynński, Takeo Fujino, Edgar C. Buck, Thomas E. Albrecht-Schmitt, Stephen F. Wolf: Uranium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 253–698 (Vorlage:DOI).