Диуранат аммония
| Диуранат аммония | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Гептаокскид диурана диаммония |
| Сокращения | АДУ (ADU) |
| Традиционные названия | Аммоний двуурановокислый, диуранат аммония |
| Хим. формула | (NH4)2U2O7 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 624,129 г/моль |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | • 7783-22-4 |
| PubChem | • 197096 |
| ChemSpider | • 21257707 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Диуранат аммония (АДУ/ADU от англ. Ammonium diuranate), с формулой , является промежуточным продуктом при производстве смешанного оксидного топлива MOX (от англ. mixed oxide fuel) или чистой закиси-окиси урана. Первоначально название этой ярко-желтой соли было жёлтый кек, но сейчас оно применяется к смесям оксидов урана, которые практически никогда не имеют желтой окраски.
![{\displaystyle {(\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/181e86a3bf58da8022d2d94c3cc518a16f46cc0f.svg)
Получение
В промышленности
Получают диуранат аммония осаждением водным раствором аммиака, после экстракции урана третичными аминами в керосине. Затем этот осадок сгущают и центрифугируют с последующим прокаливанием до оксида урана. В Канаде практикуют производство оксида урана из диураната аммония, а не из нитрата уранила, как в других странах[1].
В лаборатории
Получают взаимодействием растворов соли уранила (сульфата уранила и т. д.) и аммиака.
Строение
- Анион образуется при реакции уранил катиона () с гидроксо-анионами:
![{\displaystyle {\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}{\vphantom {A}}^{2-}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/36f049a06a7226f2283b168cf281422a37d68925.svg)
![{\displaystyle {\mathrm {UO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{2+}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1c07a86ec9f8b4c2fb38fa52d254f954bae73fcb.svg)
![{\displaystyle {2\,\mathrm {UO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{2+}{}+{}6\,\mathrm {OH} {\vphantom {A}}^{-}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}{\vphantom {A}}^{2-}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/196747755263c80a5770ad0b9d381720ef4958f9.svg)
Соль состоит из Диуранат- аниона () и двух катионов аммония ().
![{\displaystyle {\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{+}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/dca80e45ddcf2be8049988e33bf9d5326e47e971.svg)
Химические свойства
- Лабораторный способ получения, он же является качественной реакцией на уранил-ион:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {UO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}6\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\,{\cdot }\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}(\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}\downarrow {}{}+{}2\,(\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/848764e0c085cc156c00371fc0c7e06794d34abc.svg)
- При прокаливании диураната аммония при 400 °С разлагается с образованием оксида урана():
![{\displaystyle {(\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}{}\mathrel {\xrightarrow {400{\vphantom {A}}^{o}\mathrm {C} } } {}2\,\mathrm {UO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/d645ce1187c5e6d0d12e4dd1275efdabc726b56e.svg)
- При прокаливании диураната аммония при 1000 °С протекает окислительно-воcстановительная реакция с образованием закиси-окиси урана[2]:
![{\displaystyle {9\,(\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}{}\mathrel {\xrightarrow {1000{\vphantom {A}}^{o}\mathrm {C} } } {}{\vphantom {A}}_{\hphantom {}}^{\hphantom {\mathrm {U} }}{\mkern {-1.5mu}}{\vphantom {A}}_{{\vphantom {2}}{\llap {\smash[{t}]{}}}}^{{\smash[{t}]{\vphantom {2}}}{\llap {\mathrm {U} }}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\,{\cdot }\,\mathrm {U} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}{}+{}2\,\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}14\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}15\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a1bc0e2fb787fd2449ab69f7cc97a70864972bda.svg)
Применение
Раньше диуранат аммония использовали для получения цветной глазури в керамике. Однако при обжиге он разлагается на оксиды урана, поэтому данная соль использовалась только в качестве более дешевой альтернативы полностью очищенным оксидам урана.
В настоящее время применяется в промышленности как сырьё для производства Смешанного Оксидного топлива MOX (от англ. mixed oxide fuel) и различных оксидов урана.
Примечания
- ↑ Вдовенко В. М. Химия урана и трансурановых элементов. — Москва-Ленинград: Издательство Академии наук СССР, 1960. — С. 43—45. — 700 с. — [Архивировано 20 сентября 2022 года.]
- ↑ Вдовенко В. М. Химия урана и трансурановых элементов. — Москва-Ленинград: Издательство Академии наук СССР, 1960. — С. 44. — 700 с. — [Архивировано 20 сентября 2022 года.]