Uran(VI)-oxid (auch Urantrioxid, UO3) ist eine chemische Verbindung des Urans, die je nach Modifikation gelbe oder orange Kristalle bildet und zu den Schwermetalloxiden gehört.
| Kristallstruktur | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| γ-Uran(VI)-oxid | ||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Uran(VI)-oxid | |||||||||
| Andere Namen | Urantrioxid | |||||||||
| Verhältnisformel | UO3 | |||||||||
| Kurzbeschreibung | gelb-orangefarbene Kristalle | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
| ||||||||||
| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 286,03 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||
| Dichte | 7,3 g·cm−3 | |||||||||
| Gefahren- und Sicherheitshinweise | ||||||||||
Radioaktiv | ||||||||||
| ||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Darstellung Bearbeiten
Uran(VI)-oxid wird durch Erhitzen von Uranylverbindungen wie Uranylnitrat-Hexahydrat in einer Sauerstoffatmosphäre bei 600 °C dargestellt.
Es kann auch durch Reaktion von Uran(V,VI)-oxid mit Sauerstoff bei hohem Druck dargestellt werden, wobei je nach Druck und Temperatur verschiedene Modifikationen entstehen.
Eigenschaften Bearbeiten
Physikalische Eigenschaften Bearbeiten
Uran(VI)-oxid ist aufgrund des Urangehaltes radioaktiv. Man kennt eine amorphe und sechs verschiedene kristalline Modifikationen, in denen Uran die Koordinationszahl 6 oder 7 hat.
- α-UO3 kann aus amorphem Uran(VI)-oxid durch Erhitzen auf 500 °C bei einem Sauerstoff-Partialdruck von 40 Bar als beiges kristallines Pulver erhalten werden. Es hat eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe C2mm (Raumgruppen-Nr. 38, Stellung 4).
- β-UO3 wird aus α-UO3 bei 550 °C und einem Sauerstoffpartialdruck von 40 Bar als oranges oder rotes Pulver erhalten. Es bildet sich auch beim Erhitzen von Ammoniumdiuranat auf 500 °C in Luft. β-UO3 kristallisiert in der monoklinen Raumgruppe P21 (Raumgruppen-Nr. 4).
- γ-UO3 entsteht beim Erhitzen von Uranylnitrat-Hexahydrat in Luft auf 400–600 °C als gelbes Pulver. Es kristallisiert in der tetragonalen Raumgruppe I41/amd (Raumgruppen-Nr. 141). Bei 50 °C geht es in eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe Fddd (Raumgruppen-Nr. 70) über.
- δ-UO3 bildet sich beim Entwässern von β-UO3·H2O bei 375 °C in Luft als tiefrotes Pulver. Die Kristallstruktur ist kubisch mit der Raumgruppe Pm3m (Raumgruppen-Nr. 221).
- ε-UO3 bildet sich aus U3O8 in NO2 bei 250–375 °C als rotes Pulver.
- ζ-UO3 ist eine Hochdruckmodifikation, die sich bei 30 kbar und 1100 °C bildet. Es kristallisiert in der orthorhombischen Raumgruppe P212121 (Raumgruppen-Nr. 19).
Frisch erzeugtes Uran(VI)-oxid aus irdischem Natururan hat eine spezifische Aktivität von 21050 Bq/g.
Chemische Eigenschaften Bearbeiten
Uran(VI)-oxid ist amphoter. In sauren Lösungen bildet es Uranylionen UO22+. Im alkalischen Milieu werden Oxouranate gebildet. Bei 700–900 °C zerfällt es in Triuranoctoxid.
Verwendung Bearbeiten
Der größte Teil wird im Zuge der Urankonversion zu Urandioxid weiterverarbeitet, sonst gibt es keine wichtige Verwendung.
Toxikologie Bearbeiten
Die chemische Giftigkeit dieses Metalloxids ist viel gefährlicher als seine Radioaktivität. Es muss also vor allem Vorsorge gegen Vergiftung getroffen werden.
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-97.
- Eintrag zu Uranverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016. (JavaScript erforderlich)
- Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag uranium compounds with the exception of those specified elsewhere in this Annex im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
- Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung.
- A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1971.
- Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1225.
- B. O. Loopstra, E. H. P. Cordfunke: On the structure of alpha UO3. In: Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique 85, S. 135–142.
- P. C. Debets: The Structure of β-UO3. In: Acta Crystallographica, 1966, 21, S. 589–593 (doi:10.1107/S0365110X66003505)
- B. O. Loopstra, J. C. Taylor, A. B. Waugh: Neutron Powder Profile Studies of the Gamma Uranium Trioxide Phases. In: Journal of Solid State Chemistry, 1977, 20, S. 9–19 (doi:10.1016/0022-4596(77)90046-9)
- M. T. Weller, P. G. Dickens, D. J. Penny: The Structure of δ-UO3. In: Polyhedron, 1988, 7 (3), S. 243–244 (doi:10.1016/S0277-5387(00)80559-8)
- S. Siegel, H. Hoekstra, E. Sherry: The Crystal Structure of High-Pressure UO3. In: Acta Crystallographica, 1966, 20, S. 292–295 (doi:10.1107/S0365110X66000562)
Literatur Bearbeiten
- Ingmar Grenthe, Janusz Drożdżynński, Takeo Fujino, Edgar C. Buck, Thomas E. Albrecht-Schmitt, Stephen F. Wolf: Uranium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 253–698 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_5).