Діоксид урану

Діоксид урану
Небезпеки
Класифікація ЄС	не вказано
NFPA 704	0 4 0
Властивості
Молекулярна формула	UO2
Молярна маса	268.027 г/моль
Зовнішній вигляд	Темна тверда речовина
Густина	10.97 г/см^3, тверде
Тпл	2875 °C
Розчинність (вода)	Нерозчинний
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Пелети діоксиду урану

Діокси́д ура́ну — неорганічна хімічна сполука урану з киснем — речовина темно-коричневого (майже чорного) кольору. Хімічна формула — ${\displaystyle {\ce {UO2}}}$. Широко використовується як ядерне паливо.

Фізичні властивості

Температура плавлення залежно від стехіометричного складу становить від 2840 до 2875 °C. Діоксид урану — нестехіометричні з'єднання, що мають склад від ${\displaystyle {\ce {UO_{1,6}}}}$ до ${\displaystyle {\ce {UO_{2,5}}}}$. Діоксид урану термічно стійкий при нагріванні у вакуумі або у відновлювальній атмосфері до температури 1600 °C і переганяється без розкладання. При вищій температурі він втрачає кисень із утворенням стехіометричного діоксиду. У присутності ж кисню, здатний розчиняти його в собі зі збереженням кубічної структури кристала типу флюориту ${\displaystyle {\ce {CaF2}}}$, причому додаткові (понад стехіометрії) атоми кисню утримуються в проміжках кристалічної решітки в результаті впровадження атомів кисню в ґрати ${\displaystyle {\ce {UO2}}}$ з утворенням фази ${\displaystyle {\ce {UO2 \pm x}}}$, де x залежить від температури. При збільшенні вмісту кисню колір діоксиду змінюється від темно-коричневого до чорного[1].

Хімічні властивості

Діоксид урану має сильно-основні властивості, не реагує з водою і її парами до 300 °C, не розчиняється у соляній кислоті, але розчинний в азотній кислоті, царській воді і суміші ${\displaystyle {\ce {HNO3}}}$ і ${\displaystyle {\ce {HF}}}$. При розчиненні в азотній кислоті відбувається утворення ураніл-іонів ${\displaystyle {\ce {UO2^2+}}}$. Відомий один кристалогідрат діоксиду урану ${\displaystyle {\ce {UO2*2H2O}}}$ — чорний осад, що випадає при гідролізі розчинів урану. Діоксид урану входить до складу уранових мінералів уранініту і клевеїту.

Діоксид урану можна отримати відновленням воднем вищих оксидів[1]:

${\displaystyle {\ce {U3O8 +2H2->3UO2 +2H2O}}}$

або тригідрату оксалату уранілу:

${\displaystyle {\ce {UO2C2O4*3H2O + H2 -> UO2 + CO + CO2 + 4H2O}}}$

Примітки

1. проф. И. Н. Бекман (2009). Уран. Учебное пособие. М.: МГУ.