Urani(IV) oxide

Urani(IV) Oxide
Cấu trúc của urani(IV) Oxide
Danh pháp IUPAC	Uranium dioxide, Uranium(IV) oxide
Tên khác	Urania Urani dioxide Uranơ Oxide
Nhận dạng
Số CAS	1344-57-6
Số RTECS	YR4705000
Thuộc tính
Công thức phân tử	UO2
Khối lượng mol	270,0268 g/mol
Bề ngoài	bột đen
Khối lượng riêng	10,97 g/cm³
Điểm nóng chảy	2.865 °C (5.189 °F; 3.138 K)
Độ hòa tan trong nước	không tan
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Fluorite (lập phương), cF12
Nhóm không gian	Fm3m, No. 225
Hằng số mạng	a = 547,1 pm[1]
Tọa độ	tứ diện (O^2−); lập phương (U^IV)
Nhiệt hóa học
Entanpi hình thành ΔfH^o298	-1084 kJ·mol^−1[2]
Entropy mol tiêu chuẩn S^o298	78 J·mol^−1·K^−1[2]
Các nguy hiểm
Phân loại của EU	Rất độc (T+) Nguy hiểm cho môi trường (N)
NFPA 704	0 4
Chỉ dẫn R	R26/28, R33, R51/53
Chỉ dẫn S	(S1/2), S20/21, S45, S61
Điểm bắt lửa	không rõ

Urani(IV) Oxide (công thức hóa học: UO₂), còn được gọi là uranơ Oxide, là một Oxide urani, tồn tại dưới dạng một loại bột kết tinh màu đen, phóng xạ và tinh thể tự nhiên xảy ra trong khoáng uranin. Nó được sử dụng trong các thanh nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng hạt nhân. Một hỗn hợp urani và plutoni(IV) Oxide được sử dụng làm nhiên liệu MOX. Trước năm 1960, nó được sử dụng làm màu vàng và đen trong thủy tinh.

Sản xuất

Urani(IV) Oxide được tạo ra bằng cách khử urani(VI) Oxide bằng hydro ở 700 °C (1.292 °F; 973 K)

UO₃ + H₂ → UO₂ + H₂O

Phản ứng này đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra nhiên liệu hạt nhân thông qua tái chế hạt nhân và làm giàu urani.

Cấu trúc

Chất rắn có cùng cấu trúc như florit (calci fluoride), ở đó mỗi U được bao quanh bởi tám O xung quanh gần nhất trong một sự sắp xếp khối. Ngoài ra, các dioxide của xeri, plutoni và neptuni cũng có cùng cấu trúc. Không có các nguyên tố dioxide khác có cấu trúc florit. Khi nóng chảy, sự điều phối U–O trung bình được đo lường giảm từ 8 thành chất rắn kết tinh (UO₈ lập phương), xuống còn 6,7 ± 0,5 (ở 3270 K) trong lớp tan chảy.^[3] Các mô hình phù hợp với những phép đo này cho thấy chất tan chủ yếu gồm các đơn vị đa diện UO₆ và UO₇, trong đó khoảng ⅔ kết nối giữa polyhedra là cùng góc và ⅓ là cùng cạnh.

Ứng dụng

UO₂ được sử dụng chủ yếu như nhiên liệu hạt nhân, đặc biệt là UO₂ hoặc là một hỗn hợp của UO₂ và PuO₂ (plutoni(IV) Oxide) được gọi là hỗn hợp Oxide (nhiên liệu MOX), dưới dạng thanh nhiên liệu trong lò phản ứng hạt nhân.

Lưu ý rằng độ dẫn nhiệt của urani(IV) Oxide rất thấp khi so sánh với urani, urani(IV) nitride, urani carbide và vật liệu phủ zirconi. Độ dẫn nhiệt thấp này có thể dẫn đến sự quá nóng cục bộ ở các điểm trung tâm của các thanh nhiên liệu. Đối với các nhiên liệu này mật độ năng lượng nhiệt là như nhau và đường kính của tất cả các viên là giống nhau.

Độc tính

Urani(IV) Oxide được biết đến là bị hấp thụ bởi sự tích tụ thực bào trong phổi.^[4]

Xem thêm

• Urani Oxide
• Cleveit
• Ducret

Tham khảo

1. Leinders, Gregory; Cardinaels, Thomas; Binnemans, Koen; Verwerft, Marc (2015). "Accurate lattice parameter measurements of stoichiometric uranium dioxide". Journal of Nuclear Materials. 459: 135–42. Bibcode:2015JNuM..459..135L. doi:10.1016/j.jnucmat.2015.01.029.
2. ^ Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN 0-618-94690-X.
3. . doi:10.1126/science.1259709. |title= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
4. Principles of Biochemical Toxicology. Timbrell, John. PA 2008 ISBN 0-8493-7302-6^{[cần số trang]}

Liên kết ngoài

• Semiconducting properties of uranium oxides Lưu trữ 2012-09-01 tại Wayback Machine
• Free Dictionary Listing for Uranium Dioxide
• The Uranium dioxide Lưu trữ 2013-09-16 tại Wayback Machine International Bio-Analytical Industries, Inc.