四氯化铀

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四氢化铅是一种无机化合物,是铀和氯的盐,化学式为UCl4。 它是一种具有吸湿性的橄榄绿色固体。 它被用于铀浓缩的电磁同位素分离(EMIS)过程。 它是有机铀化学的主要原料之一。 四氢化铅一般由三氧化铀(UO3)与六氯丙烯反应合成。 溶剂 UCl4 加合物可通过 UI4 与氯化氢在有机溶剂中的更简单反应形成。 根据 X 射线晶体学,铀中心是八个坐标,被八个氯原子包围,四个在 264 ...

四氯化铀

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氢化铅是一种无机化合物,是铀和氯的盐,化学式为UCl4。 它是一种具有吸湿性的橄榄绿色固体。 它被用于铀浓缩的电磁同位素分离(EMIS)过程。 它是有机铀化学的主要原料之一。

合成与结构

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化铅一般由三氧化铀(UO3)与六氯丙烯反应合成溶剂 UCl4 加合物可通过 UI4 与氯化氢在有机溶剂中的更简单反应形成。

根据 X 射线晶体学,铀中心是八个坐标,被八个氯原子包围,四个在 264 pm,另外四个在 287pm。

化学性质

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在质子溶剂中的溶解更复杂。 当 UCl4 加入水中时,会形成铀水离子

UCl4 + xH2O → [U(H2O)x]4+ + 4Cl−

水离子 [U(H2O)x]4+(x 为 8 或 9)被强烈水解

[U(H2O)x]4+ ⇌ [U(H2O)x−1(OH)]3+ + H+

该反应的 pKa 为 ca。 1.6,因此仅在酸强度为 1 mol dm-3 或更强(pH < 0)的溶液中不存在水解。 进一步的水解发生在 pH > 5 时。 3. 可能形成水离子的弱氯络合物。 由于难以处理同时水解,已发表的 [UCl]3+(aq) 形成的 log K 值估计值从 −0.5 到 +3 不等。

对于醇类,可能会发生部分溶剂分解。

UCl4 + xROH ⇌ UCl4−x(OR)x + xHCl

四氢化铂溶于非质子性溶剂,如四氢呋喃、乙腈、二甲基甲酰胺等可作为路易斯碱的溶剂。 形成分子式为 UCl4Lx 的溶剂化物,可以将其分离。 溶剂必须完全不含溶解水,否则会发生水解,溶剂 S 会吸收释放的质子。

UCl4 + H2O + S ⇌ UCl3(OH) + SH+ +Cl−

溶剂分子可以在反应中被其他配体取代,例如

UCl4 + 2Cl− → [UCl6]2−。

未显示溶剂,就像其他金属离子在水溶液中形成络合物时一样。

UCl4 的溶液容易被空气氧化,导致铀酰离子络合物的产生。

应用

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四氢化钛是通过四氯化碳与纯二氧化铀 UO2 在 370 °C 下反应而生产的。 它已被用作铀浓缩电磁同位素分离 (EMIS) 过程中的进料。 从 1944 年开始,橡岭 Y-12 工厂将 Ernest O. Lawrence 的 Alpha Calutrons 的 UO3 转化为 UCl4 原料。 它的主要好处是 calutrons 中使用的四氯化铀不像大多数其他浓缩技术中使用的六氟化铀那样具有腐蚀性。这个过程在 1950 年代被放弃了。 然而,在 20 世纪 80 年代,伊拉克出人意料地恢复了这一选择,作为其核武器计划的一部分。 在浓缩过程中,四氯化铀被电离成铀等离子体

然后铀离子被加速并通过强磁场。 沿着半个圆行进后,光束被分成靠近外壁的区域,该区域已耗尽,而靠近内壁的区域富含 235U。 维持强磁场所需的大量能量以及铀进料的低回收率和更慢更不方便的设施运行使得这不太可能成为大规模浓缩工厂的选择。

四氯化铀

正在开展使用熔融氯化铀-碱金属氯化物混合物作为熔盐反应堆反应堆燃料的工作。 溶解在氯化锂-氯化钾共晶中的四氢化铅熔体也被探索作为一种通过高温化学核后处理从辐照核燃料中回收锕系元素的方法。

安全

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与所有水溶性铀盐一样,四氯化铀具有肾毒性(对肾脏有毒),如果摄入会导致严重的肾损伤和急性肾衰竭。

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  1. 四氯化铀
  2. 合成与结构
  3. 化学性质
  4. 应用
  5. 安全

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