Uraniumhexafluoride
| Uraanhexafluoride | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||||
 | ||||||
Structuurformule van uraanhexafluoride | ||||||
 | ||||||
Kristallen van uraanhexafluoride in een ampul | ||||||
| Algemeen | ||||||
| Chemische formule | UF6 | |||||
| IUPAC-naam | uraanhexafluoride | |||||
| Andere namen | uraan(VI)fluoride, uraniumhexafluoride, uranium(VI)fluoride | |||||
| Molaire massa | 352,019329 g/mol | |||||
| SMILES | F[U](F)(F)(F)(F)F | |||||
| InChI | 1S/6FH.U/h6*1H;/q;;;;;;+6/p-6 | |||||
| CAS-nummer | 7783-81-5 | |||||
| EG-nummer | 232-028-6 | |||||
| PubChem | 24560 | |||||
| Wikidata | Q408887 | |||||
| Beschrijving | Radioactieve kleurloze tot witte vaste stof | |||||
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||||
| ||||||
| H-zinnen | H330 - H300 - H373 - H411 | |||||
| EUH-zinnen | geen | |||||
| P-zinnen | geen | |||||
| Carcinogeen | ja | |||||
| VN-nummer | 2977 | |||||
| MAC-waarde | 1 mg/m³ | |||||
| Fysische eigenschappen | ||||||
| Aggregatietoestand | vast | |||||
| Kleur | kleurloos-wit | |||||
| Dichtheid | (bij 20,7°C) 5,09 g/cm³ | |||||
| Sublimatiepunt | 56,54 °C | |||||
| Dampdruk | 15.300 Pa | |||||
| Geometrie en kristalstructuur | ||||||
| Dipoolmoment | 0 D | |||||
| Thermodynamische eigenschappen | ||||||
| ΔfH |
−2197,7 kJ/mol | |||||
| Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||||
| ||||||
Uraanhexafluoride of uraan(VI)fluoride, (ook gekend als uraniumhexafluoride, uranium(VI)fluoride en de afkorting hex) is een anorganische verbinding van fluor en uraan, met als brutoformule UF6. Het belang van de verbinding ligt erin, dat het de enige praktische methode is om het zware uraan in een gasvormige verbinding te brengen voor de verrijking van uraan door ultracentrifuge of gasdiffusie. Bij kamertemperatuur is het een kleurloze tot witte kristallijne vaste stof, die zeer hevig reageert met water.
Synthese
[bewerken | brontekst bewerken]De standaardmethode ter bereiding van uraanhexafluoride is de reactie van uraantetrafluoride met fluorgas:
![{\displaystyle {\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f86f0979e3ff33455dc2efbb8d3d819eee5c3c0c)
De reactie is endotherm en wordt doorgaans uitgevoerd bij temperaturen boven 250 °C. Als alternatief voor fluorgas kan xenondifluoride worden gebruikt:
![{\displaystyle {\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {XeF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}\mathrm {Xe} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3b303a4fdfd726c055e923ddecb0280830c2023e)
Uraanhexafluoride kan daarnaast ook bereid worden uit reactie van uraanpentachloride met fluorgas:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {UCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}{}+{}5\,\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}5\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2ceae9381fed142e72f3d86eaf91c4c00959bde4)
Een gelijkaardige reactie is deze van uraanpentachloride met waterstoffluoride:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {UCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}{}+{}10\,\mathrm {HF} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}\mathrm {UF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}10\,\mathrm {HCl} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/22823adbf0c4779c0f17ec53d60da8621fbcefaa)
Deze laatste reactie is echter weinig geschikt, omdat het ontstane uraanhexafluoride zeer slecht kan worden gescheiden van waterstoffluoride.
Uraanhexafluoride laat zich ook bereiden uit uraandioxide door reactie met een halogeenfluoride, zoals chloortrifluoride, broomtrifluoride of broompentafluoride. De reactiviteit van dergelijke verbindingen ligt hoger dan die van fluorgas. Zo treedt de omzetting met broomtrifluoride reeds bij 50 °C op, terwijl de overeenkomstige reactie met fluorgas pas bij 400 °C doorgaat. Als alternatief voor uraandioxide kan ook elementair uraan gebruikt worden, maar deze reactie is bijzonder heftig en kan leiden tot explosies.
Eigenschappen en toepassingen
[bewerken | brontekst bewerken]Uraanhexafluoride sublimeert bij 56,54 °C. Dit punt kan worden verlaagd door de druk te verlagen. Uraanhexafluoride kan onder verlaagde druk al bij kamertemperatuur deels gasvormig worden. Uraanhexafluoride in een goed afgesloten vat op kamertemperatuur is de gangbare methode om gebruikt uraan te vervoeren van een kerncentrale naar een verrijkingsfabriek als URENCO. In gasvormige toestand wordt het door ultracentrifuges geleid, tot verrijkt uraan is ontstaan. Dit verrijkte uraan wordt ook weer, in grotendeels vaste vorm, teruggestuurd naar de klant.
Toxicologie en veiligheid
[bewerken | brontekst bewerken]Uraanhexafluoride is ongeveer even giftig als cadmium of kwik, maar de stof is sterk corrosief en bijzonder reactief. Als gasvormig uraanhexafluoride in contact komt met water (of vochtige lucht) ontstaat het corrosieve waterstoffluoride. Uraanhexafluoride is daarnaast ook radioactief.
Externe links
[bewerken | brontekst bewerken]- (en) Gegevens van Uranium(VI)fluoride in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA