Chlorid uranový
| chlorid uranový | |
|---|---|
 | |
| Obecné | |
| Systematický název | Chlorid uranový |
| Anglický název | Uranium hexachloride |
| Německý název | Uran(VI)-chlorid |
| Sumární vzorec | UCl6 |
| Vzhled | tmavě zelené krystaly |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 161280-02-0 |
| PubChem | 57346050 |
| SMILES | [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[U] |
| InChI | InChI=1S/6ClH.U/h6*1H;/p-6
Key: XFCORTPUZRSUIZ-UHFFFAOYSA-H |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 450,745 g/mol |
| Teplota tání | 177 °C (351 °F; 450 K) |
| Hustota | 3,59 g/cm3 |
| Rozpustnost ve vodě | prudce reaguje s vodou |
| Tlak páry | 1-3 mmHg při 373,15 K |
| Struktura | |
| Krystalová struktura | trigonální |
| Hrana krystalové mřížky | a = 10,97 Å, c = 6,04 Å |
| Tvar molekuly | oktaedr |
| Bezpečnost | |
 GHS06  GHS08  GHS09 | |
| H-věty | H300, H330, H373, H411 |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Chlorid uranový je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem UCl6.
Příprava
[editovat | editovat zdroj]Chlorid uranový lze připravit disproporcionací chloridu uraničného při teplotě 175 °C:[2]
- 2 UCl5 → UCl6 + UCl4
Lze jej také připravit reakcí fluoridu uranového s přebytkem chloridu boritého při teplotě −196 °C:[3]
- UF6 + 6 BCl3 → UCl6 + 6 BCl2F
Lze jej také připravit chlorací sublimovaného chloridu uraničitého plynným chlorem při teplotě 350 °C:[4]
- Krok 1: 2 UCl4 + Cl2 → 2 UCl5
- Krok 2: 2 UCl5 + Cl2 → 2 UCl6
- Výsledná reakce: UCl4 + Cl2 → UCl6
Chlorid uranový lze připravit reakcí oxidu uranového se směsí kapalného tetrachlormethanu a horkého chloru. Výtěžek lze zvýšit, pokud se reakce provádí v přítomnosti chloridu uraničného.[5] Oxid uranový je zreagován na chlorid uraničný, který je následně chlorován nadbytkem chloru za vzniku chloridu uranového. Reakce je endotermická, probíhá při teplotách mezi 65 °C a 170 °C (ideálně 100 °C - 125 °C) v závislosti na množství reaktantů. Reakce musí probíhat v uzavřené plynotěsné nádobě (například v rukavicovém boxu), která odolá narůstajícímu tlaku.
- Krok 1: 2 UO3 + 5 Cl2 → 2 UCl5 + 3 O2
- Krok 2: 2 UCl5 + Cl2 → 2 UCl6
- Výsledná reakce: 2 UO3 + 6 Cl2 → 2 UCl6 + 3 O2
Vlastnosti
[editovat | editovat zdroj]Chlorid uranový je tmavě zelená krystalická látka, která je velmi hygroskopická. Krystalizuje v trigonální soustavě s prostorovou grupou P3m1 (Číslo 164) a parametry mřížky a = 10,97 Å, c = 6,04 Å.[3][6][7]
Rozklad
[editovat | editovat zdroj]Chlorid uranový je stabilní do teplot mezi 120 °C a 150 °C. Rozkladem chloridu uranového vzniká chlorid uraničný. Aktivační energie této reakce je přibližně 40 kcal/mol:
- 2 UCl6 (g) → 2 UCl5 (s) + Cl2 (g)
Chlorid uranový je stabilní ve vakuu, na suchém vzduchu, v atmosféře dusíku a helia při pokojové teplotě.
Rozpustnost
[editovat | editovat zdroj]Chlorid uranový není příliš rozpustná sloučenina, Rozpouští se v tetrachlormethanu za vzniku hnědého roztoku. Je mírně rozpustný v isobutylbromidu a perfluoroheptanu (C7F16).[8]
| Rozpouštědlo | Teplota (°C) | UCl6 g/100ml |
|---|---|---|
| Tetrachlormethan | −18 | 2,64 |
| Tetrachlormethan | 0 | 4,9 |
| Tetrachlormethan | 20 | 7,8 |
| 6,6% Chlor : 93,4% Tetrachlormethan | −20 | 2,4 |
| 12,5% Chlor : 87,5% Tetrachlormethan | −20 | 2,23 |
| 12,5% Chlor : 87,5% Tetrachlormethan | 0 | 3,98 |
| kapalný chlor | −33 | 2,20 |
| Chlormethan | −24 | 1,16 |
| Benzen | 80 | nerozpustný |
| Freon 113 | 45 | 1,83 |
Reaktivita
[editovat | editovat zdroj]Chlorid uranový reaguje s kapalným fluorovodíkem nebo fluoridem uranovým za vzniku fluoridu uraničného za pokojové teploty:[8]
- 2 UCl6 + 10 HF → 2 UF5 + 10 HCl + Cl2
S tetrachlormethanem reaguje za vzniku chloridu uraničného.
Reference
[editovat | editovat zdroj]V tomto článku byly použity překlady textů z článků Uranium hexachloride na anglické Wikipedii a Uran(VI)-chlorid na německé Wikipedii.
- ↑ GESTIS-Stoffdatenbank: Uranium compounds. gestis.dguv.de [online]. [cit. 2024-07-23]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ BRAUER, Georg. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. [s.l.]: F. Enke 626 s. Dostupné online. ISBN 978-3-432-02328-1. S. 1208. (německy)
- ↑ a b MORSS, L. R.; EDELSTEIN, Norman M.; FUGER, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (Set Vol.1-6): Volumes 1-6. [s.l.]: Springer Science & Business Media 4511 s. Dostupné online. ISBN 978-94-007-0211-0. S. 567. (anglicky)
- ↑ THORNTON, Geoffrey; EDELSTEIN, Norman; RÖSCH, Notker. The electronic structure of UCl6: Photoelectron spectra and scattered wave X α calculations. The Journal of Chemical Physics. 1979-06-01, roč. 70, čís. 11, s. 5218–5221. Dostupné online [cit. 2024-07-23]. ISSN 0021-9606. DOI 10.1063/1.437313. (anglicky)
- ↑ Preparation of uranium hexachloride. Původci vynálezu: Ross E. Van DYKE, Evers Ernest CHARLES. US. Patentový spis US2725279A. 1955-11-29. Dostupné: <online> [cit. 2024-07-23]. (anglicky)
- ↑ ZACHARIASEN, W. H. Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. V. The crystal structure of uranium hexachloride. Acta Crystallographica. 1948-12-02, roč. 1, čís. 6, s. 285–287. Dostupné online [cit. 2024-07-23]. ISSN 0365-110X. DOI 10.1107/S0365110X48000788. (anglicky)
- ↑ TAYLOR, J. C.; WILSON, P. W. Neutron and X-ray powder diffraction studies of the structure of uranium hexachloride. Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 1974-06-15, roč. 30, čís. 6, s. 1481–1484. Dostupné online [cit. 2024-07-23]. ISSN 0567-7408. DOI 10.1107/S0567740874005115. (anglicky)
- ↑ a b KATZ, Joseph J.; COMMISSION, U. S. Atomic Energy; RABINOWITCH, Eugene Isakovich. The Chemistry of Uranium. [s.l.]: McGraw-Hill 630 s. Dostupné online. (anglicky)