Uran, U, Uranium Jiří Pagáč 25. dubna 2012.

Prezentace na téma: "Uran, U, Uranium Jiří Pagáč 25. dubna 2012."— Transkript prezentace:

1 Uran, U, Uranium Jiří Pagáč 25. dubna 2012

2 Poloha v periodické tabulce
7. perioda Skupina: aktinoidy Blok: f

3 El. konfigurace a oxid. čísla
Elektronová konfigurace: [Rn]5f36d17s2 Oxidační čísla: 3, 4, 5, 6

4 Výskyt V přírodě se uran vyskytuje jako směs 3 radioaktivních izotopů, 234U, 235U a 238U, poslední izotop je nejstabilnější s poločasem rozpadu 4, let Hlavně v rudě smolinec (uranin) U3O8 a uranititu UO2 Dále se vykytuje v mořské vodě a uhlí V Česku bylo největší naleziště v Jáchymově

5 Další uranové rudy jsou: coffinit USiO4, karnotit K2(UO2)(VO4)2
Další uranové rudy jsou: coffinit USiO4, karnotit K2(UO2)(VO4)2.3H2O, torbernit Cu(UO2)(PO4)2.8H2O, brannerit UTiO2, autunit Ca(UO2)2(PO4)2 · 10-12H2O a řada dalších minerálů, např. tujamunit, antraxolit, thucholit Nejvyšší obsah uranu ze všech nerostů (88,15 % U) má smolinec (uranin), celkem je známo přibližně 250 minerálů s obsahem uranu

6 Smolinec: Mapa nalezišť v ČR: :Světová naleziště (státy)

7 Vlastnosti Uran je v čistém stavu stříbrolesklý kov, který na vzduchu tmavne (pokrývá se vrstvou oxidů) Je reaktivní Rozmělněný na prášek je samozápalný Není příliš tvrdý a dá se za obyčejné teploty kovat nebo válcovat Při zvyšování teploty se stává křehkým, ale při dalším zvyšování T je až plastický Za teploty pod 0,68K se stává supravodičem I typu

8 Při zvýšené T se stává chemicky reaktivním
Ochotně reaguje s nekovy Všechny jeho izotopy jsou α– zářiče Hustota (specifická hmotnost) uranu při 20 ° C je cca kg · m -3 Krystalová struktura: kosočtverečná Přírodní uran obsahuje méně než 1 % štěpitelného izotopu 235U a je nutno jej obohacovat Teplota tání: °C Teplota varu: 4 131°C

9

10 Výroba Uranová ruda obsahující smolinec se nejprve vylouží kys. sírovou, dusičnou nebo chlorovodíkovou. K roztoku se poté k vysrážení hliníku, železa, kobaltu a manganu přidá přebytek Na2CO3 a Ca(OH)2; při tom vzniklý rozpustný uhličitan uranylo-sodný se rozloží kyselinou chlorovodíkovou a uran se vyloučí ze získaného roztoku soli uranylu zaváděním amoniaku jako (NH4)2U2O7, který se potom žíháním převede na oxid U3O8

11 redukce oxidu se může U3O8 na kov provádět zahříváním s uhlím v elektrické obloukové peci, avšak kov připravený touto cestou obsahuje karbid. Příprava čistého kovu je ztížena nejen sklonem uranu tvořit karbidy, ale i jeho velkou afinitou ke kyslíku a dusíku. Redukce UCl4 kovovým vápníkem probíhá podle rovnice: UCl4 + 2 Ca → U + 2 CaCl2 Redukce UCl4 kovovým draslíkem: UCl4 + 4 K → U + 4 KCl Běžný způsob přípravy čistého kovového uranu pro použití v atomových reaktorech je založen na redukci fluoridu uraničitého kovovým vápníkem: UF4 + 2 Ca → U + 2 CaF2

12 Sloučeniny Oxid uranový UO3 je amfoterní, s hydroxidy tvoří uranany UO4 2–, při reakci s kyselinami vzniká kationt uranylu UO2 2+ Dusičnan uranylu (UO2(NO3)2) je triboluminiscenční látka, což znamená, že krystalky při drcení světélkují (stejný jev lze pozorovat při drcení krystalků soli, sfaleritu a křemene). Je mírně radioaktivní a vysoce toxický, tvoří krystalky nažloutlé průsvitné barvy. Používá se k zesilování negativů,světlotisku a také kvůli vysoké chemické toxicitě pro vyvolání patologického stavu ledvin u zvířat.

13 Hexafluorid uranu (UF6), označovaný v jaderném průmyslu jako "hex", je sloučenina používaná v procesu obohacování uranu, ve kterém se vyrábí palivo pro jaderné reaktory a jaderné zbraně. Za standardní teploty a tlaku vytváří bílé krystalky, je vysoce toxický (je to jedna z nejjedovatějších látek!) snadno reaguje s vodou a způsobuje korozi většině kovů. Slabě reaguje s hliníkem, přičemž vytváří slabou vrstvu AlF3, která odolává dalším reakcím.

14 Využití Jaderné využití uranu (primární využití)
Obohacení uranu (zvýšení koncentrace izotopu 235U) používá jako palivo v jaderných reaktorech nebo jako náplň jaderných bomb

15 Ochuzený uran: Kovový uran a některé jeho sloučeniny se používají k barvení skla Díky své značné hustotě je ochuzený kovový uran v kombinaci s wolframem využíván jako součást kinetických protipancéřových projektilů. Využití ve vojenství pro výrobu protipancéřových projektilů

16 Zajímavosti Štěpením 1 g uranu lze získat energii, kterou můžeme získat spálením 3000 kg černého uhlí Reaktivita uranu má vysoce negativní účinky na lidský organismus, např. pracovní tábor u Jáchymova byl za komunistů přednostně pro politické vězně

17 Zdroje http://cs.wikipedia.org/wiki/Uran_(prvek)
Obrázky google.cz