Уран және трансуран элементтерінің қосылыстары

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Тұ-53 топ студенті Жорақұл Назгүл Бақытқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

Сутекпен қосылыстары

225-250ºС –да металдық уран сутекпен гидрит түзе отырып қосылады.жоғарыда гидрит уранның сумен және су буымен әрекеттесуімен  түзелетіні айтылыды. Сонымен бірге изотоптарымен – дитерий және тритиймен  алмастырылған қосылыстары. Уранның гидриді мен дитерийді кубты торға ие. Уран гидридінің тығыздығы 10,92 г /см³. Гидрид -металдық және жылтыр электр өткіштігі жоғары, металдық уранның электрөткіздігіне жуық. 200ºС –дан жоғарыда уранды қыздырғанда ыдырай бастайды, 436 ºС-дан сутек атмосфералық қысымға жетеді- гидрид толық ыдырайды.

Бұл қасиеттерімен таза уранның ұнтағын алуда және металдық уранды құймаларынан бөлуде кем қолданылады: Себебі уран гидриді өте сынғыш және оның түзілуі металдың бұзылуымен жүреді, онда түзілген ұнтақты гидриленбеген металдық бөлігінің немесе уран құймаларынан иеленеді. Сутектің урандағы ерігіштігі гидридтің  ыдырау температурасынан  жоғары температурада жоғары емес:  Уран гидриді өлшеген күйде сынапта және басқа металда және құймаларда болады. Ол пироворлы және  түрлі тотықтырғыштармен оңай әрекеттеседі. Ол суды  300º-да уран оксидін түзе отырып ыдырайды, 200-300ºС-да хлормен және броммен, 400-500ºС-да күкірттектес және фосформен әрекеттеседі. Осы және ұқсас реакциялар уран қосылыстарын алуға қолданылады.

Оттекпен қосылыстары

Ауыспалы валенттіліктеріне байланысты (3,4,,5,6) уран оттекпен бірнеше қосылыстүзе алады: тұрақтырағы төрт және алты влентті уран оксидтері. өмендегі дәрежелі валентті оксидтерінің негізгі сипаты бар алты валентті уран щксиді қышқылдық қасиет көрсетеді. Уранның оксиді UO2-ауыр (тығыздығы10,82г/см³) қара зат, балқу температурасы жоғары-2176ºС. Сонымен байланысты уран оксиді ертеректе металдық уран ретінде қарастырылған.

UO₂ әртүрлі әдістермен алынады, төменде келтірілген уранның төрт, алты валентті оксидін ( U₃O₈) сутекпен тотықсыздандыру немесе уран қышқылының тұздарын  көмірмен қыздыру арқылы алады. Соңғы  жағдайда техникалық,  яғни қоспалармен былғанған UO₂  алынады.Таза UO₂  алу үшін уранның органикалық тұздарын күидіру арқылы алынады.Бұл жағдайда тотықсыздандырғыш қосудың қажеті жоқ, тотықсыздану органикалық қышқылдың қалдығының  есебінен жүреді. 1824 жылы Берцелиус UO2-ні, уранил оксалатын ауа қтысуынсыз алған.UO2-нің түзілу жылуы 256,6 ккал/моль; UO₂ қышқылдарда ери отырып (еру өте қиын өтеді) төрт валентті уран тұздарын береді.

UO₂–ні азот қышқылында еріткенде UO₂(NO₃)₂-уранил   нитратына дейін тотығады. Уранның гидроксиді U(ОН)₄ алты валентті уранға дейін оңай тотығады.

Ауада қыздырғанда тотығу реакциясы өтеді:

(3UO₂+O₂→немесе UO₂+2UO3)

U₃O₈- қою  жасылған қара-смола түске дейін болады. Ол тек UO₂  күйдіргенде ғана емес, UO3-ті немесе аммоний уранатын күйдіргенде де түзіледі; сонымен бірге қарапайым уранды ауада немесе оттекте күйдіргенде де түзіледі. U3О8 түзілу жылуы өте жоғары: 845,2 ккал /моль.

U3О8 түзілуін төрт валентті уранның гидроксидін уран қышқылымен  әрекеттестіруі ретінде де қарастыруға болады.

U(ОН)4+2H2UO4 →  U (UO4)2+4H₂O

Уран қышқылының  тұздары (уранаттар)уран үшоксидін сілтімен балқыту арқылы алынуы мүмкін:

UO3+2NaOH→ Na2UO4+H2O

Су қатынасында уранаттар суда ерімейтін диуранатқа ауысады:

2Na2UO4H2O→ Na2U2O7+2NaOH

Уранил тұздары

UO3-қышқылдармен әрекеттескенде уранил тұздары түзіледі, яғни  UO2²+  иондары:

UO3+2HCI→ UO2CI2+H2O;

немесе

UO3+2HNO3 UO2(NO3)2+H2O.

Уранил тұздарының ішінде, әсіресе келесілері маңызды.

Уранил нитраты немесе уранилнитрат, уран алуда, тазалануда және оның қосылыстарың анализдеуде кеңінен қолданылатын  уранның маңызды тұздарының бірі. Сондықтан уранилнитрат соңғы 20 жылда біздегі сияқты шет елдерде де жан-жақты зерттелді.

Уранил нитрат 2,3,6 және 24 су молекуласымен кристалдық химияда қолданылады. Олардың құрамын алу жағынан тәуелді-ортадан, ерітіндінің pH-нан, сілтілік метал катиондарының  қатысынан (фероцианидтер), тұнба түзілу температурасынан және оның ұзақтығынан  және т.б.

Г.А. Клейбс уранил фероцианидінің тұнбасын амперометрліе  әдіспен зерттей отырып, калий хлориді және тұз қышқылы  қатысында қос тұз 5(UO2)2Fe(СН)63К4Fe(CN)6 түзілетінін тапты, ал В.Г. Сочеванов  қызметкерлерімен амперометрлік әдіс қолдана отырып ,калий нитраты ерітіндісінде pH 3 пен 5 аралығында тұнба алған, ол тұнбаның құрамы қос тұздарға сәйкес келеді:  К4(UO2 )2 [Fe(СN)6]3 .

Уранил нитратының натрий тиосульфатымен әрекеттескенде сары уранил тиосулфат түзіледі, түзілген тұнба тиосульфаттың артық мөлшерінде ерімейді.

Уранилдің басқа да қосылыстары турали мәліметтер И.И.Липилинаның ионографиясында айтылған.

Төрт валентті уран тұздары

Төрт валентті уран ионы алты валентті ионға қарағанда сулы ерітіндіде  өздігінен өмір сүре алады, тотығуға да бейім  болып келеді.

Төрт валентті уран тұздары  уранил тұздарынан сутек бөлініп жатқан кезде тотықсыздандыру арқылы алуға болады( мысалы,сұйиылған күкірт қышқылы  қатысында металдық мырыштың әсерінен) немесе  электролиттік тотықсызданадыру арқылы. U4+- тұздары жасыл түсті. Уран сульфатын алу үшін әр-түрлі әдістер қолданылады. Мысалы уран сульфатының ерігіштігін төмендететін спирт қатысында күн жарығында уранил сульфатының тотықсыздануына негізделген фотохимиялық әдіс (бұл әдіс 1842 жылы қолданылған) немесе термиялық түрде ыдыратып, сосын алынған қоспаны, яғни уран (ІІІ) оксидін не күкірт оксидін күкірт қышқылымен СО2 тоғында өңдеп , алдын ала UO2S алу. Күкіртті фильтрлеп, ерітіндіден уран сульфатын кристализдейді.

Бірнеше жыл бұрын Л.И.Евтеев және Г.И.Петржак ронгалит ерітіндісіне (NaHSO4-тің формальдегитпен қосылысы) уранилнитраты қоса отырып ронгалиттің тотықсыздандыпғыш қасиетін қолданған. Мұндай ерітіндінің қоңыр – қызыл түсті бояуы пайда болады, содан кейін Н2SO4 қосқанда, ерітінді жасыл түске боялып уран сульфаттарының кристалдары тұнбаға түсе бастайды. Уран сульфаты қою жасыл түсті ромбалық пластика түрінде кристалданады. Уран сульфатының екі кристаллогидраты белгілі: U(SO4)2·4H2O және U(SO4)2·8H2O. Уран сульфаты бөлме температурасында  суда20г/л мөлшерінде ериді.

Уран  оксалаты ауада тұрақты, суда және қышқылдарда қиын ериді: оның қаныққан ерітіндісінде 25мг/л 25ºС, ал минералды қышқылдарында ерігіштігі төмен-10мг/л.

Қос тұздарға ұқсас уран оксалатының сілтілік және сілтілік жер иетаодармен комплексті қосылыстарының қатары алынған.

Осы аймақта А.А. Гринберг  көптеген жұмыстар жазған. Уранның (ІІІ) басқа тұздары өте аз зерттелген.

Me4UO6 (мұнда Me  – сілтілік метал катионы).                                                      

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: