Uran(VI)-oxid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von γ-Urantrioxid
γ-Uran(VI)-oxid
Allgemeines
Name Uran(VI)-oxid
Andere Namen

Urantrioxid

Verhältnisformel UO3
Kurzbeschreibung

gelb-orangefarbene Kristalle[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1344-58-7
EG-Nummer 215-701-9
ECHA-InfoCard 100.014.274
PubChem 74013
Wikidata Q425420
Eigenschaften
Molare Masse 286,03 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

7,3 g·cm−3[1]

Gefahren- und Sicherheitshinweise

Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[2][4]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 330​‐​300​‐​373​‐​411
P: ?
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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.

Uran(VI)-oxid wird durch Erhitzen von Uranylverbindungen wie Uranylnitrat-Hexahydrat in einer Sauerstoffatmosphäre bei 600 °C dargestellt.[5]

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.[6]

Physikalische Eigenschaften

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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.

  • 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)Vorlage:Raumgruppe/4.[8]
  • 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)Vorlage:Raumgruppe/19.[11]

Frisch erzeugtes Uran(VI)-oxid aus irdischem Natururan hat eine spezifische Aktivität von 21050 Bq/g.

Chemische Eigenschaften

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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.

Uran(VI)-oxid (wasserfrei)
Uran(VI)-oxid (als Hydrat)

Der größte Teil wird im Zuge der Urankonversion zu Urandioxid weiterverarbeitet, sonst gibt es keine wichtige Verwendung.

Die chemische Giftigkeit dieses Metalloxids ist viel gefährlicher als seine Radioaktivität. Es muss also vor allem Vorsorge gegen Vergiftung getroffen werden.

Einzelnachweise

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  1. a b 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.
  2. Eintrag zu Uranverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016. (JavaScript erforderlich)
  3. 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.
  4. Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. P. C. Debets: The Structure of β-UO3. In: Acta Crystallographica, 1966, 21, S. 589–593 (doi:10.1107/S0365110X66003505)
  9. 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)
  10. 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)
  11. 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)
  • 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).