Каталог статей /

Уран (элемент) :: Химические свойства

Уран (элемент) · История · Нахождение в природе · Изотопы · Получение · Физические свойства · Химические свойства · Применение · Физиологическое действие · Разведанные запасы урана в мире · Месторождение урана · Добыча урана в мире · Стоимость · Близкие статьи · Официальный сайт · Примечания ·


Характерные степени окисления

Уран может проявлять степени окисления от +3 до +6.

Степень окисления Оксид Гидроксид Характер Форма Примечание
+3 Не существует Не существует -- U3+, UH3 Сильный восстановитель
+4 UO2 Не существует Основный UO2, галогениды
+5 Не существует Не существует -- Галогениды В воде диспропорционирует
+6 UO3 UO2(OH)2 Амфотерный UO22+ (уранил)
UO42- (уранат)
U2O72- (диуранат)
Устойчив на воздухе и в воде
Диаграмма Пурбе  для урана.
Диаграмма Пурбе для урана.

Кроме того, существует оксид U3O8. Степень окисления в нём формально дробная, а реально он представляет собой смешанный оксид урана (V) и (VI).

Нетрудно видеть, что по набору степеней окисления и характерных соединений уран близок к элементам VIB подгруппы (хрому, молибдену, вольфраму). Из-за этого его длительное время относили к этой подгруппе («размывание периодичности»).

Свойства простого вещества

Химически уран весьма активен. Он быстро окисляется на воздухе и покрывается радужной пленкой оксида. Мелкий порошок урана самовоспламеняется на воздухе, он зажигается при температуре 150—175 °C, образуя U3O8. Реакции металлического урана с другими неметаллами приведены в таблице.

Неметалл Условия Продукт
F2 20oC, бурно UF6
Cl2 180oC для измельченного
500—600oC для компактного
Смесь UCl4, UCl5, UCl6
Br2 650oC, спокойно UBr4
I2 350oC, спокойно UI3, UI4
S 250-300oC спокойно
500oC горит
US2, U2S3
Se 250-300oC спокойно
500oC горит
USe2, U2Se3
N2 450-700oC
то же под давлением N
1300o
UN1.75
UN2
UN
P 600-1000oC U3P4
C 800-1200oC UC, UC2

Вода способна разъедать металл, медленно при низкой температуре, и быстро при высокой, и, кроме этого, при мелком измельчении порошка урана:

\mathsf{U + 2H_2O \ \xrightarrow{t}\ UO_2 + 2H_2 \uparrow}

В кислотах-неокислителях уран растворяется, образуя UO2 или соли U4+ (при том выделяется водород). С кислотами-окислителями (азотной, концентрированной серной) уран образует соответствующие соли уранила UO22+
С растворами щелочей уран не взаимодействует.

При сильном встряхивании металлические частицы урана начинают светиться.

Соединения урана III

Соли урана(+3) (преимущественно, галогениды) — восстановители. На воздухе при комнатной температуре они как правило устойчивы, но в тоже время при нагревании окисляются до смеси продуктов. Хлор окисляет их до UCl4 Образуют неустойчивые растворы красного цвета, в которых проявляют сильные восстановительные свойства:

\mathsf{4UCl_3 + 2H_2O \rightarrow 3UCl_4 + UO_2 + 2H_2\uparrow}

Галогениды урана III образуются при восстановлении галогенидов урана (IV) водородом:

\mathsf{2UCl_4 + H_2 \rightarrow 2UCl_3 + 2HCl} (550—590оC)

или иодоводородом:

\mathsf{2UCl_4 + 2HI \rightarrow 2UCl_3 + 2HCl + I_2} (500оC)

а также при действии галогеноводорода на гидрид урана UH3.

Кроме того, существует гидрид урана (III) UH3. Его можно получить, нагревая порошок урана в водороде при температурах до 225оС, а выше 350оС он разлагается. Большую часть его реакций (к примеру, реакцию с парами воды и кислотами) можно формально рассматривать как реакцию разложения с последующей реакцией металлического урана:

\mathsf{UH_3 + 3HCl \rightarrow UCl_3 + 3H_2\uparrow}
\mathsf{2UH_3 + 7Cl_2 \rightarrow 2UCl_4 + 6HCl}

Соединения урана IV

Уран (+4) образует легко растворимые в воде соли зелёного цвета. Они легко окисляются до урана (+6)

Соединения урана V

Соединения урана(+5) неустойчивы и легко диспропорционируют в водном растворе:

\mathsf{2UO_2Cl \rightarrow UO_2Cl_2 + UO_2}

Хлорид урана V при стоянии частично диспропорционирует:

\mathsf{2UCl_5 \rightarrow UCl_4 + UCl_6}

а частично отщепляет хлор:

\mathsf{2UCl_5 \rightarrow 2UCl_4 + Cl_2}

Соединения урана VI

Степени окисления +6 соответствует оксид UO3. В кислотах он растворяется с образованием соединений катиона уранила UO22+:

\mathsf{UO_3 + 2CH_3COOH \rightarrow UO_2(CH_3COO)_2 + H_2O}

C основаниями UO3 (аналогично CrO3, MoO3 и WO3) образует различные уранат-анионы (в первую очередь, диуранат U2O72-). Последние, однако, чаще получают действием оснований на соли уранила:

\mathsf{2UO_2(CH_3COO)_2 + 6NaOH \rightarrow Na_2U_2O_7 + 4CH_3COONa + 3H_2O}

Из соединений урана (+6), не содержащих кислород, известны только гексахлорид UCl6 и фторид UF6. Последний играет важнейшую роль в разделении изотопов урана.

Соединения урана (+6) наиболее устойчивы на воздухе и в водных растворах.

Ураниловые соли, такие как уранилхлорид, распадаются на ярком свету или в присутствии органических соединений.

Уран также образует ураноорганические соединения.

  • Russian to English Russian to German Russian to French Russian to Spanish Russian to Italian Russian to Japanese

Информация на сайте из открытых источников. Основа ВикипедиЯ. | Пожалуйста, внимательно прочитайте эту страницу!