Свойства урана.

U [ ] 5f³ [ ] 6d¹7s², +3 (малоустойчив, аналог R³⁺) U [ ] 5f² [ ] 6d²7s², +4 (уст, аналог Th, Ti, Zr. Hf) U [ ] 5f¹ [ ] 6d³7s², +5 (неустойчив) U [ ] 5f⁰ [ ] 6d⁴7s², +6, (аналог Cr⁺⁶, Mo⁺⁶, W⁺⁶, [S⁺⁶]). Свойства металлического урана. Активен!  (U⁺⁴/U) = -1,2 V.  — распад. t_{полураспада} = 4*10⁹, t_плавл = 1100с. U + O₂  UO₂; 2U + 3O₂  2UO₂; 3U + 4O₂  U₃O₈ – защитная плёнка. 2U + N₂  2UN; U + 2C  UC₂; U + 3Cl  UCl₆; U + 3F₂  UF₆. UCl₆ и UF₆ — летучие газообразные. Химические свойства урана. U⁺³ (аналог R³⁺)  U⁺⁴ (аналог Th⁴⁺)  U⁺⁶. Свойства U⁺⁶. U⁺⁶ амфотерен и в растворе не присутствует никогда. Пример амфотерности: 5U(SO₄)₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O  (pH < 7)  5UO₂SO₄ + 2MnSo₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄. 2U(SO₄)₂ + Zn (восст)  U₂(SO₄)₃ + ZnSO₄ Качественная реакция на U⁴⁺. U(SO₄)₂ + KF  UF₄ + K₂SO₄ U(SO₄)₂ + K₄[Fe(CN)₆]  U[Fe(CN)₆]. Гидролиз солей U⁺⁶. U⁺⁶ + H₂O  U(OH)₄⁺² + 4H⁺, pH < 7. UO₂(OH₂) (основание)  H₂UO₄ (кислота). U⁺⁶ амфотерен. Примеры: Взаимодействие с кислотами: UO₂(OH)₂ + H₂O₄  UO₂O₄ + H₂O. Взаимодействие с основаниями: 2UO₂(OH)₂ + 2NaOH  Na₂U₂O₇ + 2H₂O. Растворимость. Растворимы: UO₂SO₄, UO₂Cl₂, UO₂(NO₃)₂. Нерастворимы: UO₂(OH)₂, MeU₂O₇ (Me: NH₄⁺, Na⁺), UO₂HPO₄. Качественная реакция на U⁴⁺. U(SO₄)₂ + KF  UF₄ + K₂SO₄ UO₂SO₄ + K₄[Fe(CN)₆]  (UO₂)[Fe(CN)₆] (тёмно-коричневый)+ 2K₂SO₄. (UO₂)₂[Fe(CN)] + 6NaOH  Na₂U₂O₇ + Na₄[Fe(CN)₆]. Качественные реакция на ион диоксоурана UO₂²⁺. 2UO₂(NO₃)₂ + K₄[Fe(CN)₆]  (UO₂)₂[Fe(CN)₆](кор) + 4KNO₃ (UO₂)₂[Fe(CN)₆] + 6Na(OH)(изб)  Na₂U₂O₇жёлт + Na₄[Fe(CN)₆] + 3H₂O. Комплексообразование. Na₂U₂O + 6NaCO₃ + 3H₂O  2Na₄[UO₂{CO₃)₃]. UO₂SO₄ (окислитель) + Zn + 2H₂SO₄  U(SO₄)₂ + ZnSO₄ + 2H₂O. Очистка урана. (примеси — Ra) U₃O₈ + MnO₂ + 4H₂SO  3UO₂SO₄ (раствор + примеси) + MnSO₄ + 4H₂O. 1) Ra²⁺ + H₂SO₄  RaSO₄ + 2H⁺. Очистка от активных примесей. 2) UO₂SO₄ + 3Na₂CO₃  Na₄[UO₂(CO₃)₃^2-] + Na₂SO₄. Карбонатная очистка. Очистка урана от тория: 1 ст). Сорбция на твёрдом катиониде. Th⁴⁺ + 4RHSO₃  Th(RSO₃) + 4H⁺. UO₂²⁺ + 2RHSO₃  UO₂(RSO₃)₂ + 2H⁺. 2 ст) Десорбция. В качестве десорбента используют раствор кислоты HCl разной концентрации, который подбирается так, чтобы десорбция катионов происходила селективно (только по одному катиону). См. рис. Получение урана. Na₄[UO₂(CO₃)₃ + 3H₂SO₄  UO₂SO₄ + 3U₂CO₃ + 2Na₂SO₄ Осаждение) UO₂SO₄ + 2NaOH (мало)  UO₂(OH)₂ + 2Na₂SO₄ Термическое разложение) UO₂(OH)₂  (t)  UO₃ + H₂O Восстановление) U⁺⁶O₃ + H₂  U⁺⁴O₂ + H₂O Синтез фторида) UO₂ + HF  (t = 600c)  UF₄ + 2H₂O Металлотермия) UF₄ + Ca  (t > T_пл)  U(плавл) + CaF₂.

Свойства соединений урана U⁺⁶.

UO₂(NO₃)₂+2NaOH(мало)UO₂(OH)₂+2NaNO₃. UO₂(OH)₂+2NaOH(изб)Na₂U₂O₇+3H₂O. Na₂U₂O₇+6Na₂CO₃+3H₂O2Na₄[UO₂(CO₃)₃]+6NaOH. КЧ=6; UO₂SO₄+Zn+2H₂SO₄U(SO₄)₂+ZnO₄+2H₂O

UO₂SO₄+NaFUO₂F₂+Na₂SO₄. U(SO₄)₂+4NaFUF₄+2Na₂SO₄. 2UO₂SO₄+K₄[Fe(CN)₆](UO₂)₂[Fe(CN)₆]+2K₂SO₄. U(SO₄)₂+K₄[Fe(CN)₆]U[Fe(CN)₆] +2K₂SO₄.

Разделение элементов

Классификация методов разделения. По целевому назначению: Методы грубого (предварительного) разделения Получение чистых и особо чистых веществ Химические методы защиты окружающей среды от вредных примесей. По целевому назначению?: Химические Физико-химические Физические Химические методы разделения и очистки веществ. Методы используют различия в константах скорости реакций. Осаждение. Метод основан на различной растворимости компонентов раствора. Процесс осаждения зависит от состава водной фазы, pH – среды, температуры, последовательности смешивания растворов. В некоторых случаях процесс осаждения осложняется образованием коллоидных растворов или осаждением примеси с основными элементами. Требования к реакциям осаждения: Образование стехиометрически определённых соединений. Проведение реакций лишь в тех условиях, когда отсутствует соосаждение и образование коллоидных систем. Лёгкость доведения осадка для обеззараживания промышленных стоков и очистки их от примесей тяжёлых элементов. При значениях pH  [4, 7] практически все тяжёлые металлы образуют труднорастворимые гидроксиды. Осаждение гидроксидов различных металлов. Чем сильнее гидроксид, тем выше pH. При pH>7 Отделение металлов за счёт способности образовывать осадки. Sc от трёхвалентных РЗ эл-тов Sc³⁺(NO₃)₃ + 3KF  ScF₃ + 3KNO₃ R³⁺(NO₃)₃ + 3KF  RF₃ + KNO₃ ScF₃ + 3KF  K₃[ScF₆] RF₃ + KF не идёт. Цементация — выделение металла из растворов их солей более активными металлами Электродный потенциал металла должен быть больше, чем ЭП выделяемого металла. CdSO₄ + Zn  Cd + ZnSO₄. CuSO₄ + Fe  Cu + FeSO₄. 2EuCl₃ + Zn + 3H₂SO₄  2Eu + ZnSO₄ + 6HCl 3MnSO₄ + 2KMnO₄ + 2H₂O  5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄. CeCl₃ + KMNO₄ + *NaOH + 2H₂O  Ce(OH)₄ + MnO₂ + KCl + 8NaCl Ag⁺ + Cl^-  AgCl; K⁺ + ClO₄^-  KClO₄; Ba²⁺ + SO₄^-  BaSO₄. Реакции растворения: Th⁴⁺ + C₂O₄  [Th(C₂O₄)₄]^4- (раствор) La⁺³ + C₂O₄^2-  La₂(C₂O₄)₃.26