Uranat

Un uranat este un anion care conține elementul uraniu într-una din stările de oxidare 4, 5 sau 6. Formula chimică generală este M_xU_yO_z, unde M reprezintă un cation. De asemenea, sărurile care conțin astfel de anioni se numesc uranați.

Uranați de calciu, stronțiu, bariu și plumb

În funcție de numărul de atomi de uraniu conținuți de unitatea anionică se clasifică în monouranați, diuranați etc. Foarte cunoscuți sunt diuranații de sodiu (DUNA) și amoniu (DUA), produși intermediari în prelucrarea și purificarea uraniului.

Sinteză

O metodă cu aplicabilitate generală este reacția în stare solidă a componentelor oxidice la temperaturi ridicate. De exemplu,

Na₂O + UO₃ → Na₂UO₄

O altă metodă constă în descompunerea termică a unui compus de coordinație, de exemplu un acetat. Astfel, diuranat de bariu microcristalin poate fi obținut prin decompunerea la 900 °C în atmosferă inertă a acetatului de bariu și uranil:^[1]

2 Ba[UO₂(CH₃COO)₃]₂ → BaU₂O₇ + ...

Uranații sunt săruri insolubile în apă sau alți solvenți, astfel că probe pure pot fi obținute doar prin controlul atent al condițiilor de reacție.^[2]

De asemenea, prin controlul atmosferei de reacție, poate fi schimbată starea de oxidare a uraniului în diverși uranați. Astfel, prin tratament termic în atmosferă reducătoare, BaUO₄ poate fi transformat în BaUO₃, care poate ulterior reoxidat prin tratament termic în aer.


Formula	stare de oxidare	Grup spațial	Simetrie	Formula	stare de oxidare	Grup spațial	Simetrie	Formula	stare de oxidare	Grup spațial	Simetrie
Li₂UO₄	VI	α: Fmmm, Pnma β:	ortorombic hexagonal	BaU₂O₇	VI	I4₁/amd	tetragonal	Sr₂UO₅	VI	P2₁/c	monoclinic
Na₂UO₄	VI	α: Cmmm β: Pnma	ortorombic ortorombic	SrU₂O₇	VI			Li₆UO₆	VI		hexagonal
K₂UO₄	VI	α: I4/mmm β:	tetragonal ortorombic	CaU₂O₇	VI			Ca₃UO₆	VI	P2₁	monoclinic
Cs₂UO₄	VI	I4/mmm	tetragonal	MgU₃O₁₀	VI		hexagonal	Sr₃UO₆	VI	P2₁	monoclinic
MgUO₄	VI	Imma	ortorombic	Li₂U₃O₁₀	VI	α: P2₁/c β: P2	monoclinic monoclinic	Ba₃UO₆	VI	Fm-3m	cubic
CaUO₄	VI	R-3m	romboedral	SrU₄O₁₃	VI		monoclinic	NaUO₃	V	Pbnm	ortorombic
SrUO₄	VI	α: R-3m β: Pbcm	romboedral ortorombic	Li₂U₆O₁₉	VI		ortorombic	KUO₃	V	Pm3m	cubic
BaUO₄	VI	Pbcm	ortorombic	K₂U₇O₂₂	VI	Pbam	ortorombic	RbUO₃	V	Pm3m	cubic
Li₂U₂O₇	VI		ortorombic	Rb₂U₇O₂₂	VI	Pbam	ortorombic	CaUO₃	IV		cubic
Na₂U₂O₇	VI	C2/m	monoclinic	Cs₂U₇O₂₂	VI	Pbam	ortorombic	SrUO₃	IV		ortorombic
K₂U₂O₇	VI	R-3m	hexagonal	Li₄UO₅	VI	I4/m	tetragonal	BaUO₃	IV	Pm3m	cubic
Rb₂U₂O₇	VI	R-3m	hexagonal	Na₄UO₅	VI	I4/m	tetragonal	Li₃UO₄	V		tetragonal
Cs₂U₂O₇	VI	α: C2/m β: C2/m γ: P6/mmc	monoclinic monoclinic hexagonal	Ca₂UO₅	VI	P2₁/c	monoclinic	Na₃UO₄	V	Fm-3m	cubic

Structura (NH₄)₂U₂O₇
Structura MgUO₄^[3]
Structura CaUO₄ ^[4]
Structura BaUO₄

Proprietăți și utilizări

Yellowcake, produs intermediar în fabricarea dioxidului de uraniu

O colecție de sticlărie de uraniu

Yellowcake este produs pentru concentrarea și separarea uraniului de alte elemente prin adăugarea de ioni alcalini sau amoniu la o soluție de uraniu

hexavalent, cind uraniul precipită sub formă de diuranat.^[5] În cazul amoniului se obține diuranat de amoniu (DUA), constrituentul primar al yellowcake. Compoziția exactă a precipitatului depine de condițiile utilizate și de anionii prezenți îm soluție, formula (NH₄)₂U₂O₇ fiind doar una apriximativă. Pron descompunerea termică a DUA la 350 °C se obține β–UO₃, iar la temperaturi mai ridicate, U₃O₈. Alți produși similari (cu comportament asemănător) sunt DUNA (diuranatul de sodiu) sau DUM (diuranatul de magneziu).

Oxizii și uranații au fost utilizați în trecut drept pigmenți pentru colorarea (în nuanțe de galben și verde) ceramicii și a sticlei de uraniu.^[6] În prezent aceste aplicații au fost abandonate din cauza radioactivității uraniului.

Uranații joacă un rol important în managementul deșeurilor radioactive.^[7]

Referințe

^ J.G. Allpress. „The crystal structure of barium diuranate, BaU2O7, J. Inorg. Nucl. Chem. 27 (1965) 1521-1527”. Accesat în 1 decembrie 2018.
^ N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements (2nd ed.), 1997, Butterworth-Heinemann. p. 1269
^ W. H. Zachariasen (1954). „Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. XXI. The crystal structure of magnesium orthouranate”. Acta Crystallogr. 7: 788–791. doi:10.1107/S0365110X54002459.
^ Loopstra, B. O.; Rietveld, H. M. (1969). „The structure of some alkaline-earth metal uranates”. Acta Crystallogr. B. 25: 787–791. doi:10.1107/S0567740869002974.
^ Hausen, D. M. (1961). „Characterizing and classifying uranium yellow cakes: A background”. JOM. 50 (12): 45–47. Bibcode:1998JOM....50l..45H. doi:10.1007/s11837-998-0307-5.
^ Skelcher, Barrie (2002). The Big Book of Vaseline Glass. Atglen, PA: Schiffer Publishing. ISBN 978-0-7643-1474-2.
^ Saling, James H.; Fentiman, Audeen W. (2002). Radioactive Waste Management (ed. 2). New York: Taylor & Francis. p. 2. ISBN 978-1-56032-842-1. Accesat în 12 februarie 2011.

[1] J.G. Allpress. „The crystal structure of barium diuranate, BaU2O7, J. Inorg. Nucl. Chem. 27 (1965) 1521-1527”. Accesat în 1 decembrie 2018.

[2] N.N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements (2nd ed.), 1997, Butterworth-Heinemann. p. 1269

[3] W. H. Zachariasen (1954). „Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. XXI. The crystal structure of magnesium orthouranate”. Acta Crystallogr. 7: 788–791. doi:10.1107/S0365110X54002459.

[loopstra-4] Loopstra, B. O.; Rietveld, H. M. (1969). „The structure of some alkaline-earth metal uranates”. Acta Crystallogr. B. 25: 787–791. doi:10.1107/S0567740869002974.

[5] Hausen, D. M. (1961). „Characterizing and classifying uranium yellow cakes: A background”. JOM. 50 (12): 45–47. Bibcode:1998JOM....50l..45H. doi:10.1007/s11837-998-0307-5.

[6] Skelcher, Barrie (2002). The Big Book of Vaseline Glass. Atglen, PA: Schiffer Publishing. ISBN 978-0-7643-1474-2.

[7] Saling, James H.; Fentiman, Audeen W. (2002). Radioactive Waste Management (ed. 2). New York: Taylor & Francis. p. 2. ISBN 978-1-56032-842-1. Accesat în 12 februarie 2011.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]