Fluorid uraničný

Fluorid uraničný
β polymorf
α polymorf
α polymorf
Obecné
Systematický názevFluorid uraničný
Anglický názevUranium pentafluoride
Německý názevUran(V)-fluorid
Sumární vzorecUF5
Vzhledsvětle žlutá paramagnetická pevná látka
Identifikace
Registrační číslo CAS13775-07-0
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)237-405-9
PubChem83723
SMILESF[U](F)(F)(F)F
InChIInChI=1S/5FH.U/h5*1H;/q;;;;;+5/p-5
Key: JNVYCANIFQDNST-UHFFFAOYSA-I
Vlastnosti
Molární hmotnost333,02 g/mol
Teplota tání348 °C
Teplota změny krystalové modifikace130 °C
Hustota5,823 g/cm3 (α polymorf)
6,45 g/cm3 (β polymorf)
Struktura
Krystalová strukturatetragonální
Hrana krystalové mřížkya = 651,2 pm, c = 446,3 pm (α polymorf)
a = 1150 pm, c = 519,8 pm (β polymorf)
Tvar molekulyčtvercová pyramida
Bezpečnost
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
GHS09 – látky nebezpečné pro životní prostředí
GHS09
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Fluorid uraničný je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem UF5. Je to světle žlutá paramagnetická pevná látka. Fluorid uraničný je zajímavý, jelikož je příbuzný fluoridu uranovému, který se hojně využívá k výrobě uranového paliva. Krystalizuje ve dvou polymorfních formách, označovaných jako α- a β-UF5.

Příprava

Fluorid uraničný je meziproduktem při oxidaci fluoridu uraničitého na fluorid uranový:[1]

2 UF4 + F2 → 2 UF5
2 UF5 + F2 → 2 UF6

Lze jej připravit redukcí fluoridu uranového oxidem uhelnatým při zvýšené teplotě:[2]

2 UF6 + CO → 2 UF5 + COF2

Fluorid uraničný vzniká také reakcí chloridu uranového nebo chloridu uraničného s fluorovodíkem:[1]

2 UCl6 + 10 HF → 2 UF5 + 10 HCl + Cl2
2 UCl5 + 10 HF → 2 UF5 + 10 HCl

Je možné jej připravit synproporcionací fluoridu uranového a uraničitého:[1]

UF4 + UF6 → 2 UF5

Je možné jej také připravit redukcí fluoridu uranového bromovodíkem[1], nebo oxidem siřičitým při teplotě 160 °C.[3]

Vlastnosti

α polymorf je lineární koordinační polymer skládající se z řetězců oktaedrických molekul uranu ve kterých jeden z pěti atomů fluoru tvoří můstek k dalšímu atomu uranu.[4] Struktura fluoridu uraničného je podobná struktuře fluoridu vanadičného. α polymorf krystalizuje v tetragonální krystalové soustavě s prostorovou grupou I4/m (Číslo 87) a parametry mřížky a = 651,2 pm a c = 446,3 pm.[1] Ve vakuu sublimuje při teplotě nad 150 °C, disproporcionovat začíná při 150 °C.[1] Tvoří světle modré až světle šedé krystaly a taje při 348 °C.[1]

U β polymorfu má uran strukturu čtvercového antiprismatu.[5] β polymorf krystalizuje v tetragonální krystalové soustavě s prostorovou grupou I42d (Číslo 122) a parametry mřížky a = 1150 pm a c = 519,8 pm.[1] β polymer je světle žlutý.

Při 130 °C přechází polymorf β na polymorf α.[4]

Monomer

Molekulární UF5 může vznikat jako přechodný monomer UV-fotolýzou fluoridu uranového. Předpokládá se, že molekula bude mít tvar čtvercové pyramidy.[6]

Struktura monomeru fluoridu uraničného

Využití

Fluorid uraničný se využívá při laserovém obohacování fluoridu uranového. Při tomto procesu je molekula obsahující 235U prvním laserem excitovaná a druhým laserem je následně odštěpen atom fluoru. Vzniklý pevný 235UF5 lze snadno odfiltrovat. 238UF6 se nepřeměňuje, takže je možné jednotlivé izotopy snadno oddělit. Po počátečním nadšení z tohoto procesu se následně objevila skepse ohledně jeho proveditelnosti v průmyslu.[7]

Odkazy

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Uranium pentafluoride na anglické Wikipedii a Uran(V)-fluorid na německé Wikipedii.

  1. ↑ a b c d e f g h BRAUER, Georg. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie: in drei Bänden. [s.l.]: Ferdinand Enke Verlag book s. Dostupné online. ISBN 978-3-432-87813-3. S. 1203–1204. (německy) 
  2. ↑ HALSTEAD, Gordon W.; GARY ELLER, P.; PAINE, Robert T. 35. Uranium(V) Fluorides and Alkoxides. Příprava vydání John P. Fackler. 1. vyd. Svazek 21. [s.l.]: Wiley Dostupné online. ISBN 978-0-471-86520-9, ISBN 978-0-470-13252-4. DOI 10.1002/9780470132524.ch35. S. 162–167. (anglicky) 
  3. ↑ GARY ELLER, P.; LARSON, A.C.; PETERSON, J.R. Crystal structures of α-UF5 and U2F9 and spectral characterizationof U2F9. Inorganica Chimica Acta. 1979-01, roč. 37, s. 129–133. Dostupné online [cit. 2023-12-29]. DOI 10.1016/S0020-1693(00)95530-0. (anglicky) 
  4. ↑ a b HOWARD, C.J.; TAYLOR, J.C.; WAUGH, A.B. Crystallographic parameters in α-UF5 and U2F9 by multiphase refinement of high-resolution neutron powder data. Journal of Solid State Chemistry. 1982-12, roč. 45, čís. 3, s. 396–398. Dostupné online [cit. 2023-12-29]. DOI 10.1016/0022-4596(82)90185-2. (anglicky) 
  5. ↑ TAYLOR, J.C.; WAUGH, A.B. Neutron diffraction study of β-uranium pentafluoride between 77 and 403 K. Journal of Solid State Chemistry. 1980-11, roč. 35, čís. 2, s. 137–140. Dostupné online [cit. 2023-12-29]. DOI 10.1016/0022-4596(80)90485-5. (anglicky) 
  6. ↑ ONOE, J.; NAKAMATSU, H.; MUKOYAMA, T. Structure and Bond Nature of the UF 5 Monomer. Inorganic Chemistry. 1997-04-01, roč. 36, čís. 9, s. 1934–1938. Dostupné online [cit. 2023-12-29]. ISSN 0020-1669. DOI 10.1021/ic961237s. PMID 11669800. (anglicky) 
  7. ↑ ZEIT (ARCHIV), D. I. E. Billig-Brennstoff für Atomkraftwerke. Die Zeit. 1975-06-13. Dostupné online [cit. 2023-12-29]. ISSN 0044-2070. (německy) 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

UF5 monomer.png
Kuličkový model monomeru fluoridu uraničného. Onoe, J.; Nakamatsu, H.; Mukoyama, T.; Sekine, R.; Adachi, H.; Takeuchi, K. (1997). "Structure and Bond Nature of the UF5 Monomer". Inorg. Chem. 36 (9): 1934–1938. DOI:10.1021/ic961237s.
Alpha-UF5.png
Autor: Andif1, Licence: CC BY-SA 4.0
Unit cell of alpha-UF5. Created using Diamond 3. Crystal data: Howard, C.J.;Taylor, J.C.;Waugh, A.B., Crystallographic parameters in alpha-U F5 and U2 F9 by multiphase refinement of high-resolution neutron powder data
Beta-UF5.png
Autor: Andif1, Licence: CC BY-SA 4.0
Unit cell of beta-UF5. Created using Diamond 3. Crystal data: Ryan, R.R.;Penneman, R.A.;Asprey, L.B.;Paine, R.T. , Single-crystal X-ray study of beta-uranium pentafluoride. The eight coordination of U