Hexafluoreto de urânio | |||
Identificação | |||
---|---|---|---|
Nome IUPAC |
Hexafluoreto de urânio Fluoreto de urânio (VI) |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.029.116 | ||
PubChem | |||
SORRISOS |
F [U] (F) (F) (F) (F) F , |
||
InChI |
InChI: InChI = 1 / 6FH.U / h6 * 1H; / q ;;;;;; + 6 / p-6 / f6F.U / h6 * 1h; / q6 * -1; m / rF6U / c1 -7 (2,3,4,5) 6 |
||
Aparência | cristais deliquescentes incolores a brancos. | ||
Propriedades quimicas | |||
Fórmula bruta | UF 6 | ||
Massa molar | 352,01933 ± 0 g / mol F 32,38%, U 67,62%, |
||
Momento dipolar | não | ||
Propriedades físicas | |||
Fusão T ° | 64,8 ° C | ||
T ° fervendo | 56,5 ° C (sublimação) | ||
Solubilidade | em água a 20 ° C : reação | ||
Massa volumica | 5,09 g · cm -3 sólido | ||
Pressão de vapor de saturação | a 20 ° C : 14,2 kPa | ||
Ponto crítico | 46,6 bar , 232,65 ° C | ||
Ponto Triplo | 64 ° C , 150 kPa | ||
Termoquímica | |||
S 0 sólido | 228 J K −1 mol −1 | ||
Δ f H 0 sólido | -2317 kJ / mol | ||
Propriedades eletrônicas | |||
1 energia de re ionização | 14,00 ± 0,10 eV (gás) | ||
Cristalografia | |||
Estrutura típica | Ortorrômbico | ||
Forma da molécula | Octaedro | ||
Coordenação | Pseudo-octaédrico | ||
Precauções | |||
Composto radioativo |
|||
SGH | |||
Perigo H300, H330, H373, H411, H300 : Fatal se ingerido H330 : Fatal se inalado H373 : Pode causar danos aos órgãos (liste todos os órgãos afetados, se conhecido) por exposição repetida ou exposição prolongada (Indique a via de exposição se for conclusivamente provado que nenhuma outra via de exposição causa a perigo) H411 : Tóxico para a vida aquática com efeitos duradouros |
|||
Transporte | |||
2978 : MATERIAL RADIOATIVO, HEXAFLUORETO DE URÂNIO, não físsil ou físsil exceto |
|||
Compostos relacionados | |||
Outros cátions |
Fluoreto de Tório (IV) Protactínio (V) Fluoreto de Neptúnio (VI) Fluoreto de Plutônio (VI) Fluoreto de |
||
Outros ânions | Cloreto de urânio (VI) | ||
Outros compostos |
Urânio |
||
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário. | |||
O hexafluoreto de urânio (UF 6 ) é um composto utilizado no método de enriquecimento de urânio . Seu uso industrial está ligado ao ciclo do combustível nuclear (processo que produz combustível para reatores nucleares e armas nucleares ). Sua síntese química, que ocorre após a extração do urânio , fornece insumos para o processo de enriquecimento .
O hexafluoreto de urânio é sólido à temperatura ambiente (~ 20 ° C ), aparece como cristais cinza em condições normais de temperatura e pressão (CNTP).
A sua pressão de vapor atinge uma atmosfera a 56,4 ° C . Num ambiente aberto ao ar , sublima irreversivelmente.
Sua fase líquida surge a partir de seu ponto triplo , a 1,5 atm e 64 ° C ( 337 K ).
A difração de nêutrons foi usada para determinar a estrutura de UF 6 , MoF 6 e WF 6 a 77 K.
Além de sua radioatividade devido ao urânio, é um produto altamente tóxico, que reage violentamente com a água. Em ambiente úmido ou na presença de água, transforma-se em fluoreto de uranila (UO 2 F 2 ) e ácido fluorídrico (HF). A transformação é imediata e violenta e é acompanhada pela emissão de abundantes fumos opacos, irritantes e sufocantes de HF.
O produto é corrosivo para a maioria dos metais. Reage fracamente com o alumínio , formando uma fina camada de AlF 3 que resiste à corrosão ( passivação ).
Foi demonstrado que o hexafluoreto de urânio é um oxidante e o ácido de Lewis que pode se ligar ao fluoreto , por exemplo, a reação de fluoreto de cobre com hexafluoreto de urânio em acetonitrila, acredita-se que forma Cu [UF 7 ] 2,5 MeCN.
Os fluoretos de urânio polimérico (VI) contendo cátions orgânicos foram isolados e caracterizados por difração de raios-X .
Pentafluoreto de urânio (UF 5 ) e nonafluoreto de diurânio (U 2 F 9 ) foram caracterizados por CJ Howard, JC Taylor e AB Waugh.
O trifluoreto de urânio foi caracterizado por J. Laveissiere.
A estrutura do UOF 4 foi descrita por JH Levy, JC Taylor e PW Wilson.
Todos os outros fluoretos de urânio são sólidos não voláteis que são polímeros de coordenação .
O hexafluoreto de urânio é utilizado nos dois métodos principais de enriquecimento de urânio, difusão gasosa e ultracentrifugação , pois possui um ponto triplo a 64 ° C e a uma pressão ligeiramente superior à atmosférica . Além disso, o flúor tem apenas um isótopo natural estável ( 19 F), portanto, as massas moleculares dos isotopômeros do UF 6 diferem apenas pelo isótopo de urânio presente: U-238 , U-235 ou U-234 .
Além de seu uso no enriquecimento , o hexafluoreto de urânio tem sido usado em um processo de reprocessamento avançado desenvolvido na República Tcheca . Nesse processo, o combustível nuclear : óxido de urânio gasto é tratado com flúor para formar uma mistura de fluoretos. Este último é então destilado para separar os diferentes tipos de materiais.
Após o enriquecimento, o hexafluoreto de urânio é convertido em óxido de urânio (UO 2 ) para suas aplicações nucleares.
A conversão em UO 2 pode ser feita pelo processo seco (mais freqüentemente) ou pelo processo úmido.
Via secaO rendimento é superior a 99,5%.
Via molhadaEsse processo tem a desvantagem de produzir mais efluentes do que o processo a seco, que tem maior impacto ambiental. Mais flexível, por outro lado, é freqüentemente usado para a recuperação de material físsil de sucata e resíduos.
As etapas consistem no tratamento do UF 6 com vapor d'água e na obtenção, sucessivamente, de UO 2 F 2 , sais de urânio, diuranato de amônio, UO 3 e UF 4 . Este processo combina dissolução em meio nítrico, purificação por solvente em coluna pulsada, precipitação amoniacal e redução do hidrogênio.
Estados UnidosNos Estados Unidos, cerca de 95% do urânio empobrecido produzido até agora é armazenado como hexafluoreto de urânio UF 6 em tanques de aço em parques abertos perto de usinas de enriquecimento. Cada tanque comporta até 12,7 toneladas de UF 6 . O hexafluoreto de urânio é introduzido na forma líquida no reservatório. Após o resfriamento, a maior parte do líquido se solidifica para ocupar cerca de 60% do tanque, enquanto o restante do espaço é ocupado por hexafluoreto na forma gasosa. Este gás reage com o aço da superfície interna do tanque e forma uma camada protetora contra a corrosão.
560.000 toneladas de UF 6 esgotado foram armazenadas em 1993 e 686 500 toneladas em 2005 para 57.122 tanques de armazenamento em Portsmouth no Ohio , Oak Ridge no Tennessee e Paducah, Kentucky .
Este armazenamento apresenta riscos ambientais, de saúde e segurança devido à sua instabilidade química. Quando o UF 6 entra em contato com o ar úmido, ele reage com a água do ar para produzir UO 2 F 2 (fluoreto de uranila) e HF (fluoreto de hidrogênio), ambos muito solúveis e tóxicos. Os tanques de armazenamento devem ser inspecionados regularmente quanto a sinais de corrosão ou vazamentos. A vida útil estimada de um tanque de aço é medida em décadas.
O governo dos Estados Unidos começou a converter o UF 6 em óxido de urânio sólido para armazenamento de longo prazo. Esse armazenamento de todo o estoque de UF 6 pode custar entre 15 milhões e 450 milhões de dólares .
UF6 emite radiação alfa, beta e gama. Por exposição ao vapor de água, o UF 6 se decompõe em ácido fluorídrico (HF) e fluoreto de uranila (UO 2 F 2 ), que são muito tóxicos.
Houve vários acidentes envolvendo fluoreto de urânio nos Estados Unidos. Esses acidentes causaram 2 mortes em 1944 e uma morte em 1986.
O 26 de outubro de 2014, ocorreu um vazamento de hexafluoreto de urânio na Honeywell Uranium Processing Plant : 7 pessoas sob a pluma sofreram queimaduras e 7 a 10 outras pessoas no local ou perto dele também sofreram ferimentos.