Uranylsulfat

Allgemeines
Name	Uranylsulfat
Summenformel	(UO2)SO4
Kurzbeschreibung	gelber Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1314-64-3 14305-55-6 19415-82-8 (Monohydrat) 20910-28-5 (Trihydrat) EG-Nummer 215-240-3 ECHA-InfoCard 100.013.856 PubChem 14815 ChemSpider 14131 Wikidata Q3028221
Eigenschaften
Molare Masse	366,091 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	5,24 g·cm^−3 (18 °C)[2] 3,28 g·cm^−3 (Trihydrat)[1]
Löslichkeit	leicht löslich in Wasser[3]
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[5] ggf. erweitert[4][6] Gefahr H- und P-Sätze H: 330​‐​300​‐​373​‐​411 P: ?
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Uranylsulfat ist ein gelber, kristalliner Feststoff und ein Uranylsalz der Schwefelsäure mit der chemischen Formel (UO₂)SO₄.

Hergestellt aus Uranchlorid; UCl₄ + Schwefelsäure; H₂SO₄ -> Uranylsulfat; (UO₂)SO₄ in Wasser; H₂O.

Vorkommen

Uranylsulfat kommt als solches nicht in der Natur vor. In der Verwitterungszone von Uranerzen kommen sekundäre Uranylminerale vor die als Sulfate auskristallisieren, beispielsweise Uranopilit ((UO₂)₆SO₄O₂(OH)₆ • 14 H₂O).^[7]

Uranylsulfat; (UO₂)SO₄ in Uraninit; Pechblende; Uranerz.

Gewinnung und Darstellung

Uranylsulfat kann aus Uranerzen (Uran(V,VI)-oxid, Uran(IV)-oxid) durch Reaktion mit Schwefelsäure und Sauerstoff gewonnen werden.^[8]

${\displaystyle \mathrm {2\ U_{3}O_{8}+6\ H_{2}SO_{4}+O_{2}\longrightarrow 6\ UO_{2}SO_{4}+6\ H_{2}O} }$

Falls in den Uranerzen eisenhaltige Sulfide wie Eisen(II)-sulfid oder Eisen(II)-disulfid vorkommen, wird keine Schwefelsäure zugesetzt, da sich bei entsprechend gewählten Temperaturen Schwefelsäure bildet; damit entsteht das als Ausgangsverbindung dienende Eisen(III)-sulfat.^[9]

${\displaystyle \mathrm {2\ UO_{2}+Fe_{2}(SO_{4})_{3}\longrightarrow UO_{2}SO_{4}+2\ FeSO_{4}} }$

Physikalische Eigenschaften

Uranylsulfat und sein Trihydrat sind gelbe Feststoffe.^[1] Uranylsulfat zersetzt sich, wenn es auf über 749,85 °C erhitzt wird.^[10] Das Trihydrat kristallisiert orthorhombisch in der Raumgruppe Pbnm (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/62.3.^[11]

Verwendung

Bei der Gewinnung von Uranerzen wird im Zuge der Herstellung von Yellowcake je nach angewendeter Prozesskette unter anderem Uranylsulfat hergestellt.^[12] Der in-situ leaching Prozess kann dabei – ohne einen Grubenbau zu benötigen – durch Pumpen einer Schwefelsäurehaltigen Lösung in das Erz – unlösliche Uranverbindungen in lösliches Uranylsulfat verwandeln, welches mit der Trägerflüssigkeit abgepumpt werden kann.

Sicherheitshinweise

Sämtliche Uranverbindungen sind toxisch und radioaktiv. Als schwacher Alphastrahler sollte eine Aufnahme in den Körper vermieden werden.

Literatur

• Ingmar Grenthe, Janusz Drożdżynński, Takeo Fujino, Edgar C. Buck, Thomas E. Albrecht-Schmitt, Stephen F. Wolf: Uranium. In: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer, Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1, S. 253–698, doi:10.1007/1-4020-3598-5_5.

Einzelnachweise

1. W. M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno: CRC Handbook of Chemistry and Physics 2012-2013. CRC Press, 2012, ISBN 1-4398-8049-2, S. 4–97 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
2. Gottfried Beck: Thermodynamische Beziehungen zur Konstitution von Verbindungen drei- und mehrwertiger Elemente. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. Band 174, Nr. 1, 1928, S. 31–41, doi:10.1002/zaac.19281740105. 
3. Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher (Hrsg.): Lexikon der Chemie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001.
4. Eintrag zu Uranverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016. (JavaScript erforderlich)
5. Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag uranium compounds with the exception of those specified elsewhere in this Annex im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
6. Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung.
7. Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer, Dordrecht 2006, S. 291.
8. G. Singh: Chemistry Of Lanthanides And Actinides. Discovery Publishing House, 2007, ISBN 978-81-8356-241-6, S. 211 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
9. Chiranjib Gupta und Harvinderpal Singh: Uranium Resource Processing: Secondary Resources. Springer, 2003, ISBN 978-3-540-67966-0, S. 102 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
10. U. R. K. Rao, K .S. Venkateswarlu, B. R. Wani: Preparation and thermal stability of the U(IV)(SO4)2-DMF complex. In: Thermochimica Acta. Band 60, Nr. 3, 1. Februar 1983, S. 277–286, doi:10.1016/0040-6031(83)80249-4. 
11. Roger Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Begründet von Jean d’Ans, Ellen Lax. 4., neubearbeitete und revidierte Auflage. Band 3: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-60035-3, S. 786 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
12. Donald M. Hausen: Characterizing and Classifying Uranium Yellow Cakes: A Background. In: JOM. 50. Jahrgang, Nr. 12, 1998, S. 45–47, doi:10.1007/s11837-998-0307-5, bibcode:1998JOM....50l..45H.