Химические свойства
На воздухе торий и уран при обычной температуре медленно окисляются, покрываясь черной пленкой оксида, тормозящей, но не приостанавливающей коррозию. Уран при температуре выше 150 °С, а торий выше 400 °С быстро окисляются.
В системе торий - кислород известен только один устойчивый оксид ТhO2. Диоксид тория плавится при 3200 °С и обладает высокой химической прочностью.
В системе уран-кислород установлено шесть оксидов, среди них важнейшие UO2, U3О8и UО3. Растворимость кислорода в тории и уране незначительна. Уран и торий активно реагируют с водородом при 250 — 300 и 400 — 600 °С соответственно с образованием гидридов (UН3, ТhН2 и ТhН3,75). При этом первоначальная заготовка превращается в порошок. Гидрид урана разлагается выше 430 °С, гидрид тория — в вакууме при 700 — 800 °С.
Металлы при температурах 600 — 800 °С реагируют с азотом, образуя нитриды (U2N3, Тh2Н3, UN, ТhN). Нитриды урана труднорастворимы в кислотах и инертны к растворам щелочей. Нитриды тория разлагаются водой с выделением аммиака. С углеродом уран и торий образуют карбиды (UС, U2С3, UС2, ТhС, ТhС2). Карбиды разлагаются водой с выделением углеводородов.
С фтором уран и торий реагируют на холоду, с другими галогенами — при нагревании. Среди фторидов урана важнейшие UF6 (используют для разделения изотопов урана) и UF4 — служит исходным соединением для производства урана. Оба металла до 100°С медленно корродируют в воде, водяной пар выше 200 °С активно окисляет уран и торий с образованием UО2 пар выше 200 °С активно окисляет уран и торий с образованием UO2 и ТhO2. Торий на холоду медленно корродирует в азотной, серной и плавиковой кислотах, легко растворяется в соляной кислоте. Растворы щелочей слабо действуют на торий.
Плавиковая кислота слабо действует на уран (образуется защитная пленка UF4). Металл на холоду не реагирует с разбавленной серной кислотой, при нагревании скорость коррозии примерно та же, что в воде. Соляная кислота активно растворяет уран, в азотной кислоте растворение протекает с умеренной скоростью.
Химические соединения тория
Наиболее устойчивы производные высшей степени окисления тория +4. Соединения низшей степени окисления в водных растворах не обнаружены. Для ионов Тh4+ в водных растворах характерна способность к образованию комплексных соединений. К наиболее важным соединениям тория, которые выделяются из водных растворов, относятся:
гидроксид тория Тh(ОН)4 — осаждается при рН = 3,5-3,6 в виде аморфного осадка. Произведение растворимости ~1040;
нитрат тория - хорошо растворимая соль, выделяется в составе кристаллогидрата Тh(NО3)4 • nН2О(n= 5 или 6). Выше 160 °С разлагается с образованием ТhO2;
сульфат тория Тh(SО4)2 •nH2О - умеренно растворим в воде, образует малорастворимые двойные сульфаты с сульфатами щелочных металлов Ме2SО4 •Тh(SО4)2 •nH2О;
фторид тория ТНF4 — осаждается с различным числом молекул воды, растворимость в воде 1,7 • 10-4 г/л. Соль малорастворима в минеральных кислотах;
оксалат тория Тh(С2О4) •6Н2О - практически нерастворим в воде и 3 -4 н. растворах кислот. Соль растворяется в растворах оксалатов щелочных металлов и аммония с образованием комплексных солей типа Ме4[Тh(С2О4)4];
основной карбонат ThОСО3 • 8H2О - малорастворим в воде, растворяется в растворах карбонатов щелочных металлов и аммония с образованием комплексов Ме6[Тh(С03)5]
Do'stlaringiz bilan baham: |