Nitrato di uranile

Nitrato di uranile
Modello 3D della molecola
Aspetto del nitrato di uranile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	UO2(NO3)2
Massa molecolare (u)	394,04
Aspetto	solido giallo-verde
Numero CAS	10102-06-4
Numero EINECS	233-266-3
PubChem	24933 e 25199613
SMILES	[N+](=O)(O)[O-].[N+](=O)(O)[O-].O=[U]=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm^3, in c.s.)	2,81
Solubilità in acqua	scarsamente solubile
Temperatura di fusione	60,2 °C (333,35 K)
Temperatura di ebollizione	118 °C (391,15 K), decompone
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	272 - 300 - 330 - 373 - 411
Consigli P	220 - 260 - 264 - 273 - 284 - 301+310 [1]

Il nitrato di uranile è una polvere gialla con formula chimica ${\displaystyle {\ce {UO2(NO3)2\cdot nH2O}}}$. Sono noti gli esa-, tri- e diidrati^[2]. Il composto è di interesse principalmente perché è un intermedio nella preparazione dei combustibili nucleari ed è stato usato per la stampa fotografica e come pigmento per decorare ceramiche.

Il nitrato di uranile può essere preparato per reazione di sali di uranio con acido nitrico. È solubile in acqua, etanolo, acetone. Non è un sale, ma un complesso molecolare. Come determinato dalla diffrazione di neutroni, il centro dell'uranile è caratteristicamente lineare con brevi distanze U=O. Nel piano equatoriale del complesso ci sono sei legami U-O a nitrato bidentato e due ligandi ad acqua. A 245 pm, questi legami U-O sono molto più lunghi dei legami U=O del centro uranilico^[3].

Usi

Trattamento di combustibili nucleari

Il nitrato di uranile è importante per il riprocessamento nucleare. È il composto dell'uranio che risulta dalla dissoluzione delle barre di combustibile nucleare dichiarato esaurito o dalla yellowcake in acido nitrico, per l'ulteriore separazione e preparazione dell'esafluoruro di uranio per la separazione degli isotopi per la preparazione dell'uranio arricchito. Una caratteristica speciale del nitrato di uranile è la sua solubilità in tributilfosfato (PO(OC₄H₉)₃), che consente di estrarre l'uranio dalla soluzione di acido nitrico. La sua elevata solubilità è attribuita alla formazione dell'addotto lipofilo UO₂(NO₃)2(OP(C₄H₉)₃)₂.

Fotografia arcaica

Durante la prima metà del XIX secolo, molti sali metallici fotosensibili erano stati identificati come candidati per processi fotografici, tra cui il nitrato di uranile. Le impronte così prodotte furono chiamate impronte all'uranio o uranotipi. I primi processi di stampa dell'uranio furono inventati dallo scozzese J. Charles Burnett tra il 1855 e il 1857 e usarono questo composto come sale sensibile. Burnett ha scritto un articolo del 1858 riguardo alla "Stampa dei sali degli ossidi di uranico e ferrico". Il processo utilizza la capacità dello ione uranile di raccogliere due elettroni e di ridurre allo stato di ossidazione inferiore dell'uranio (IV) sotto la luce ultravioletta. Gli uranotipi possono variare da stampa a stampa, da un più neutro marrone ruggine a un rosso Bartolozzi^[4] forte, con un grado di tono molto lungo. Le impronte sopravvissute sono leggermente radioattive, una proprietà che serve come mezzo per identificarle in modo non distruttivo. Diversi altri processi fotografici più elaborati che impiegavano il composto apparvero e svanirono durante la seconda metà del XIX secolo con nomi come Wothlytype, Mercuro-Uranotype e il processo Auro-Uranium. Le carte all'uranio furono prodotte commercialmente almeno fino alla fine del XIX secolo, scomparendo a causa della sensibilità superiore e dei vantaggi pratici dell'alogenuro d'argento. Dagli anni '30 agli anni '50 Kodak Books ha descritto un toner all'uranio (Kodak T-9) che utilizzava nitrato di uranio esaidrato. Alcuni fotografi di processi alternativi, tra cui Blake Ferris e Robert Schramm, continuano oggi a realizzare stampe di uranotipi.

Colorante per microscopia

Insieme all'uranile acetato viene utilizzato come colorante negativo per i virus in microscopia elettronica; nei campioni di tessuto stabilizza gli acidi nucleici e le membrane cellulari.

Come reagente

I nitrati di uranile sono materiali di partenza comuni per la sintesi di altri composti di uranile perché il legante del nitrato è facilmente sostituito da altri anioni. Reagisce con ossalato per dare ossalato di uranile. Il trattamento con acido cloridrico dà cloruro di uranile^[5].

Problemi di salute e ambiente

Il nitrato di uranile è un composto ossidante e altamente tossico. Quando ingerito, provoca grave malattia renale cronica e necrosi tubulare acuta, ed è un mitogeno linfocitario. Gli organi bersaglio includono reni, fegato, polmoni e cervello. Rappresenta inoltre un grave rischio di incendio ed esplosione se riscaldato o sottoposto a shock a contatto con sostanze ossidabili.^{[senza fonte]}

Note

1. scheda del nitrato di uranile su IFA-GESTIS Archiviato il 16 ottobre 2019 in Internet Archive.
2. (EN) Martin Peehs, Thomas Walter, Sabine Walter e Martin Zemek, Uranium, Uranium Alloys, and Uranium Compounds, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, DOI:10.1002/14356007.a27_281.pub2.
3. (EN) Melvin Henry Mueller, N. Kent Dalley e Stanley H. Simonsen, Neutron Diffraction Study of Uranyl Nitrate Dihydrate, in Inorganic Chemistry, vol. 10, n. 2, 1971, pp. 323–328, DOI:10.1021/ic50096a021.
4. Bartolozzi produsse più di 2000 tavole con la tecnica del gesso rosso, che divenne il suo tratto caratteristico, da cui il nome rosso Bartolozzi.
5. (EN) F. Hein, S. Herzog, Uranyl Chloride, in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, vol. 2, 2ª ed., New York, Academic Press, 1963, p. 1439.

Voci correlate

• PUREX
• Uranio

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Collegamenti esterni

• (EN) uranyl nitrate, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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