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.

Получение

• Окисление кислородом под давлением оксида U3O8:

2 U 3 O 8 + O 2   → 500 − 550 o C , p   6 U O 3 {displaystyle {mathsf {2U_{3}O_{8}+O_{2} {xrightarrow {500-550^{o}C,p}} 6UO_{3}}}}

• Разложение гидроксида уранила:

U O 2 ( O H ) 2   → 350 − 400 o C   U O 3 + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {UO_{2}(OH)_{2} {xrightarrow {350-400^{o}C}} UO_{3}+2H_{2}O}}}

• Разложение диураната аммония:

( N H 4 ) 2 U 2 O 7   → 250 − 280 o C   2 U O 3 + 2 N H 3 + H 2 O {displaystyle {mathsf {(NH_{4})_{2}U_{2}O_{7} {xrightarrow {250-280^{o}C}} 2UO_{3}+2NH_{3}+H_{2}O}}}

Физические свойства

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 свойства

• Разлагается при нагревании:

6 U O 3   → 450 − 500 o C   2 U 3 O 8 + O 2 {displaystyle {mathsf {6UO_{3} {xrightarrow {450-500^{o}C}} 2U_{3}O_{8}+O_{2}}}}

• Реагирует с водой при кипячении, образуя гидроксид уранила:

U O 3 + H 2 O   → 100 o C   U O 2 ( O H ) 2 {displaystyle {mathsf {UO_{3}+H_{2}O {xrightarrow {100^{o}C}} UO_{2}(OH)_{2}}}}

• Реагирует с кислотами, образуя соли уранила:

U O 3 + 2 H C l   →   ( U O 2 ) C l 2 + H 2 O {displaystyle {mathsf {UO_{3}+2HCl {xrightarrow {}} (UO_{2})Cl_{2}+H_{2}O}}} U O 3 + H 2 S O 4   →   ( U O 2 ) S O 4 + H 2 O {displaystyle {mathsf {UO_{3}+H_{2}SO_{4} {xrightarrow {}} (UO_{2})SO_{4}+H_{2}O}}}

• Реагирует с растворами щелочей, образуя диуранаты:

2 U O 3 + 2 N a O H   → 90 o C   N a 2 U 2 O 7 ↓ + H 2 O {displaystyle {mathsf {2UO_{3}+2NaOH {xrightarrow {90^{o}C}} Na_{2}U_{2}O_{7}downarrow +H_{2}O}}}

• При сплавлении с щелочами образует уранаты:

U O 3 + 2 N a O H   → 400 o C   N a 2 U O 4 + H 2 O {displaystyle {mathsf {UO_{3}+2NaOH {xrightarrow {400^{o}C}} Na_{2}UO_{4}+H_{2}O}}}

• Реагирует со фтором:

2 U O 3 + 6 F 2   → 500 o C   2 U F 6 + 3 O 2 {displaystyle {mathsf {2UO_{3}+6F_{2} {xrightarrow {500^{o}C}} 2UF_{6}+3O_{2}}}}

Опасность

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