Urani(IV) sulfat

Urani(IV) sunfat
Danh pháp IUPAC	Urani(IV) sunfat
Tên khác	Uranơ sunfat Urani đisunfat Urani(IV) sunfat(VI) Uranơ sunfat(VI) Urani đisunfat(VI)
Nhận dạng
Số CAS	13470-23-0
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [U+2].[O-]S([O-])(=O)=O
InChI	đầy đủ 1/H2O4S.U/c1-5(2,3)4;/h(H2,1,2,3,4);/q;+2/p-2
Thuộc tính
Công thức phân tử	U(SO4)2
Khối lượng mol	430,1552 g/mol (khan) 466,18576 g/mol (2 nước) 502,21632 g/mol (4 nước) 520,2316 g/mol (5 nước) 538,24688 g/mol (6 nước) 574,27744 g/mol (8 nước) 592,29272 g/mol (9 nước)
Bề ngoài	tinh thể hình kim màu xám (2 nước)[1] tinh thể lục (khan, 4, 5, 6, 8 và 9 nước)[2]
Khối lượng riêng	5,02 g/cm³ (khan) 3,61 g/cm³ (4 nước) 3,78 g/cm³ (5 nước) 3,22 g/cm³ (6 nước) 2,92 g/cm³ (8 nước) 2,89 g/cm³ (9 nước)[2]
Điểm nóng chảy	300 °C (573 K; 572 °F) (4 nước, mất toàn bộ nước)[3]
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	9,8 g/100 mL (24 ℃)[3] 6,7 g/100 mL (63 ℃)
Độ hòa tan	tạo phức với amonia, urê
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	độ độc cao, phóng xạ
Các hợp chất liên quan
Cation khác	Urani(III) sunfat Uranyl(VI) sunfat
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). N kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Urani(IV) sunfat (công thức hóa học: U(SO₄)₂) là một muối hòa tan trong nước của urani. Đây là một hợp chất rất độc. Khoáng vật urani(IV) sunfat thường phổ biến xung quanh các mỏ khai thác urani, nơi mà chúng thường hình thành trong quá trình bốc hơi các chất thải mỏ có chứa giàu axit sunfuric. Urani(IV) sunfat là hợp chất chuyển tiếp trong sản xuất urani(VI) fluoride. Nó cũng được sử dụng để bơm nhiên liệu cho các lò phản ứng đồng nhất.

Điều chế

Uranyl(VI) sunfat trong dung dịch dùng quang hóa có thể khử thành urani(IV) sunfat. Quang hóa có thể được thực hiện trong ánh nắng mặt trời và điều này đòi hỏi việc bổ sung etanol làm chất khử. Urani(IV) sunfat kết tinh hoặc kết tủa bằng etanol. Nó có thể thu được với nhiều dạng ngậm nước khác nhau. U(SO₄)₂ cũng có thể được điều chế thông qua việc giảm số oxy hóa trong urani(VI) và bổ sung sunfat. Khử từ urani(VI) xuống urani(IV) xảy ra tự nhiên thông qua nhiều phương pháp, bao gồm thông qua các hoạt động của vi sinh vật. Sự hình thành U(SO₄)₂ là một quá trình nhiệt động lực học.

Khai thác và sự xuất hiện trong tự nhiên

Muối urani(IV) ít hòa tan, và do đó ít di động hơn môi trường hơn urani(VI), cũng tạo thành các hợp chất sunfat như UO₂SO₄. Các vi khuẩn có khả năng làm giảm số oxy hóa của urani đã được đề xuất như một phương pháp để loại bỏ urani(VI) khỏi các khu vực bị ô nhiễm, như các khu vực sản xuất chất thải mỏ và vũ khí hạt nhân. Việc ô nhiễm nước ngầm do urani được coi là một nguy cơ sức khoẻ nghiêm trọng và cũng có thể gây tổn hại cho môi trường. Khả năng làm sạch môi trường của cả sunfat (làm tan urani) và urani(VI) di động làm cho việc khai thác sinh học các bãi mìn ISL trở nên khả thi.

Các dạng ngậm nước và hợp chất tạo thành

U(SO₄)₂ là một hợp chất bán rã và tồn tại trong một loạt các trạng thái hydrat hóa. Urani(IV) có thể có tới năm liên kết sunfat. Dữ liệu Kinetics cho thấy USO²⁺
₄ và U(SO₄)₂ là phức hợp bidentat được ưa chuộng để nghiên cứu nhiệt động lực học, với K⁰ = 10,51, so với phức monodentat là K⁰ = 6,58. Urani(IV) ổn định hơn nhiều trong hợp chất sunfat, đặc biệt là U(SO₄)₂. Běhounekit là khoáng chất urani(IV) được phát hiện gần đây (2011) với thành phần hóa học U(SO₄)₂(H₂O)₄ hình thành các tinh thể ngắn, màu xanh lá cây. Běhounekit là urani(IV) sunfat xuất hiện tự nhiên đầu tiên được phát hiện.

Muối kiềm U(OH)₄·U(SO₄)₂ (= U(OH)₂SO₄) cũng được biết đến. Nó có màu lục, d = 5,12 g/cm³.^[2]

Hợp chất khác

U(SO₄)₂ còn tạo một số hợp chất với CO(NH₂)₂, như U(SO₄)₂·4CO(NH₂)₂·xH₂O (x = 0 hoặc 4) là tinh thể lục nhạt.^[4]

Tham khảo

1. Gmelin's Handbook of Inorganic Chemistry, and Isotopes: System Number 55 (Leopold Gmelin; U.S. Atomic Energy Commission, Technical Information Service, 1952 - 106 trang), trang 6–8. Truy cập 6 tháng 3 năm 2021.
2. ^ Handbook… (Pierre Villars, Karin Cenzual, Roman Gladyshevskii; Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 24 thg 7, 2017 - 1970 trang), trang 783; 1226. Truy cập 6 tháng 3 năm 2021.
3. ^ Principles of Chemistry (Joel Henry Hildebrand; Macmillan, 1947 - 446 trang), trang 539. Truy cập 6 tháng 3 năm 2021.
4. Coordination Compounds (Karl-Christian Buschbeck; Springer Berlin Heidelberg, 19 thg 7, 1979), trang 83. Truy cập 9 tháng 9 năm 2020.

Đọc thêm

• Perez, F. M.; Gil, J. M.; Gil, F. J. M. (1980). “Preparation, infrared and visible spectra of Sulfate Complexes of Uranium(IV)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 462: 231. doi:10.1002/zaac.19804620127.
• Merkel, B.; Hasche-Berger, A. (2008). Uranium, Mining and Hydrogeology. Springer. ISBN 978-3-540-87745-5
• Hennig, C.; Schmeide, K.; Brendler, V.; Moll, H.; Tsushima, S.; Scheinost, A.C. (2007). "EXAFS Investigation of U(VI), U(IV), and Th(IV) Sulfato Complexes in Aqueous Solution". Inorganic Chemistry 46 (15): 5882–5892.
• Cardenas, E.; Watson, D.; Gu, B.; Ginder-Vogel, M.; Kitanidis, P.K.; Jardin, P.M.; Wu, W.; Leigh, M.B.; Carley, J.; Carroll, S.; Gentry, T.; Luoe, J.; Zhou, J.; Criddle, C.S.; Marsh, T.L.; Tiedje, J.M. (2010). "Significant Association between Sulfate-Reducing Bacteria and Uranium-Reducing Microbial Communities as Revealed by a Combined Massively Parallel Sequencing-Indicator Species Approach". Applied and Environmental Microbiology 76 (20): 6778–6786.
• Converse, B.J.; Wua, T.; Findlay, R.H.; Roden, E.E. (2013). "U(VI) Reduction in Sulfate-Reducing Subsurface Sediments Amended with Ethanol or Acetate". Applied and Environmental Microbiology 79 (13): 4173–4177.
• Day, R. A.; Wilhite, R. N.; Hamilton, F.R. (1955). "Stability of Complexes of Uranium(IV) with Chloride, Sulfate and Thiocyanate". Journal of the American Chemical Society 77 (12): 3180–3182.
• Hennig, C.; Kraus, W.; Emmerling, F.; Ikeda, A.;. Scheinost, A.C. (2008). "Coordination of a Uranium(IV) Sulfate Monomer in an Aqueous Solution and in the Solid State". Inorganic Chemistry 47 (5): 1634–1638.
• Plášil, J.; Fejfarová, K.; Novák, M.; Dušek, M.; Škoda, R.; Hloušek, J.; Čejka, J.; Majzlan, J.; Sejkora, J.; Machovič, V.; Talla, D. (2011). "Běhounekite, U(SO₄)₂(H₂O)₄, from Jáchymov (St Joachimsthal), Czech Republic: the first natural U⁴⁺ sulphate". Mineralogical Magazine 75 (6): 2739–2753.
• Mudd, G.M. (2001). "Critical Review of Acid in situ leach uranium mining: 1. USA and Australia". Environmental Geology 41 (3–4): 390–403.
• Závodská, L.; Kosorínová, E.; Scerbáková, L.; Lesny, J. (2008). "Environmental Chemistry of Uranium". HV ISSN 1418-7108.