Uran(VI)-oxid

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Kristallstruktur
Kristallstruktur von γ-Urantrioxid
γ-Uran(VI)-oxid
Allgemeines
Name Uran(VI)-oxid
Andere Namen

Urantrioxid

Verhältnisformel UO3
CAS-Nummer 1344-58-7
PubChem 74013
Kurzbeschreibung

gelb-orangefarbene Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 286,03 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

7,3 g·cm−3[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 330​‐​300​‐​373​‐​411
P: ?
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
Sehr giftig Umweltgefährlich
Sehr giftig Umwelt-
gefährlich
(T+) (N)
R- und S-Sätze R: 26/28​‐​33​‐​51/53
S: (1/2)​‐​20/21​‐​45​‐​61
Radioaktivität
Radioaktiv
 
Radioaktiv
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Uran(VI)-oxid (auch Urantrioxid, UO3) ist eine chemische Verbindung, die je nach Modifikation gelbe oder orange Kristalle bildet und zu den Schwermetalloxiden gehört.

Darstellung[Bearbeiten]

Uran(VI)-oxid wird durch Erhitzen von Uranylverbindungen wie Uranylnitrat-Hexahydrat in einer Sauerstoffatmosphäre bei 600 °C dargestellt.[4]

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.[5]

\mathrm{2 \ U_3O_8 + O_2 \longrightarrow 3 \ UO_3}

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 (Raumgruppe C2mm)[6].
  • 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.[7]
  • 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. Bei 50 °C geht es in eine orthorhombische Struktur (Raumgruppe Fddd) über[8]
  • δ-UO3 bildet sich beim Entwässern von β-UO3·H2O bei 375 °C in Luft als tiefrotes Pulver. Die Kristallstruktur ist kubisch (Raumgruppe Pm3m)[9]
  • 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[10]

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 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]

  1. a b David R. Lide (Ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th Edition (Internet Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-97.
  2. a b Nicht explizit in EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber dort mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Sammelbegriff „Uranverbindungen“; Eintrag aus der CLP-Verordnung zu Uranverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. April 2011 (JavaScript erforderlich)
  3. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  5.  Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II, Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1225.
  6. 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
  7. P. C. Debets: The Structure of β-UO3. In: Acta Crystallographica, 1966, 21, S. 589–593 (doi:10.1107/S0365110X66003505).
  8. 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).
  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).
  10. 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).