фосфаты тория Th3(РО4)4 • 4Н2О и ThР2О7 • 2Н2О - малорастворимые соли, выделяются из слабокислых растворов.
Химические соединения урана
В нейтральных и кислых растворах шестивалентный уран существует в виде иона уранила UО2+2, окрашенного в желтый цвет. Из растворов в интервале рН=3,8-6,0 (в зависимости от концентрации урана) выделяется малорастворимый гидроксид уранила UО2(ОН)2. К хорошо растворимым солям уранила относятся нитрат UО2(NО3)2, сульфат UО2SО4, хлорид UO2Сl2, фторид UO2F2, ацетат UO2(СН3СОО)2. Эти соли выделяются из растворов в виде кристаллогидратов с различным числом молекул воды.
Среди малорастворимых солей уранила, используемых в технологии, следует назвать оксалат уранила UO2С2О4, фосфаты уранила UO2НРО4 и (UO2)2Р2O7 уранилфосфат аммония NН4UО2РО4, уранилванадат натрия NaUO2UO4, ферроцианид (UO2) 2[Fe(CN)] 6.
Для иона уранила характерна склонность к образованию комплексных соединений. Так, известны комплексы с ионами фтора типа [UO2F3]--, [UO2F5]3--, [UO2F6]4-- нитратные комплексы [UO2(NОз)3]-- и [UO2(NO)3)4]2-- сернокислые комплексы [UO2(SО4)2]2-- и [UO2(SО4)3]4--, карбонатные комплексы [UО2(СО3)3]4— и др. При действии щелочей на растворы солей уранила выделяются труднорастворимые желтые осадки солей диурановой кислоты — диуранатов типа Me2U2O7 Осаждение диуранатов натрия и аммония широко используют в технологии переработки уранового сырья.
Уран образует малорастворимый гидрат пероксида UO4 • 2Н2О, который осаждается из слабокислых растворов при добавлении пероксида водорода.
Уран (UI) восстанавливается в кислых растворах до U4+ железом, цинком, алюминием, гидросульфитом натрия. Растворы U4+ окрашены в зеленый цвет. Сoединения четырехвалентного урана в большой степени сходны с соединениями четырехвалентного тория.
Из растворов, содержащих ионы U4+, щелочами осаждают гидроксид уранила UO(ОН)2, плавиковой кислотой — фторид урана UF4 • 2,5Н2О, щавелевой кислотой — оксалат урана U(С2О4)2 • 6Н2О. К малорастворимым солям U4+ относится также карбонат и фосфат урана.
Области применения
Торий. Потенциальный потребитель тория - ядерная энергетика. Под действием тепловых нейтронов природный торий (изотоп232Тh) превращается в способный к делению изотоп 233U. Однако в настоящее время потребление тория в этой области ограничено, вследствие достаточных ресурсов урана.
Следует отметить и другие области применения тория, Так, торий и его соединения используют для легирования сплавов на железной, никелевой, кобальтовой, медной, магниевой и алюминиевой основе. Особое значение приобрели сплавы магния с добавками 1,5 - 2,5 % тория в реактивной авиации и ракетной технике. Благодаря высоким эмиссионным свойствам применяют торий в составе электродного материала в газоразрядных лампах, а также в виде ториево-оксидных катодов в производстве магнетронов. Присадки ТhО2 вводят в вольфрам для регулирования рекристаллизации вольфрамовой проволоки; ТhО2 используют в качестве огнеупора. Металлический торий, ТhО2 и другие соединения тория применяют в химической промышленности в составе катализаторов в органическом синтезе.
Уран. Уран служит основным горючим в ядерных реакторах. Два изотопа 235U и 233U способны к цепной реакции деления на медленных нейтронах. Первый из них — 235U содержится в природном уране, поэтому его называют первичным ядерным горючим.
Второй делящийся изотоп — 233U получается при облучении тория тепловыми нейтронами:
β β
23290Th + no1→ 23390Th → 23391Pa → 23392U→→
β- β-
23892U+ no1 → 23992U → 23992 Np → 23994Pu
Третий элемент, способный к делению — плутоний (23994Pu) получается в ядерном реакторе в результате поглощения части нейтронов (образующихся при делении 235U) основным изотопом урана 2ЦТ1 с последующими двумя β-превращениями:
β- β-
23892U+ no1 → 23992U → 23992 Np → 23994Pu
В процессе деления изотопов 235U, 233U и 239Pu освобождается громадная энергия. Так, теплотворная способность 235U примерно в 5•107 раза больше теплотворной способности каменного угля.
В ядерных реакторах уран (чистый или легированный некоторыми металлами) применяют в виде блоков, заключенных в защитную оболочку из алюминия или из других металлов (например, циркония).
В энергетических реакторах иногда используют уран, обогащенный изотопом 235U. В некоторых типах реакторов применяют горючее в форме твердых соединений (например, UO2), а также водных растворов соединений урана или жидкого сплава урана с другими металлами.
Do'stlaringiz bilan baham: |