Uran(IV)-fluorid


Uran(IV)-fluorid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Uran(IV)-fluorid
__ U4+     __ F
Kristallsystem

monoklin

Raumgruppe

$ C2/c \; $

Gitterkonstanten

a = 1273 pm
b = 1075 pm
c = 843 pm
β = 126°

Allgemeines
Name Uran(IV)-fluorid
Andere Namen

Urantetrafluorid

Verhältnisformel UF4
CAS-Nummer 10049-14-6
PubChem 61461
Kurzbeschreibung

grüne Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 314,02 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

6,7 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

1036 °C[1]

Siedepunkt

1417 °C[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
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−(1920,0 ± 3,7) kJ·mol−1[4]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Uran(IV)-fluorid (UF4), meistens Urantetrafluorid genannt, ist eine Verbindung aus den Elementen Uran und Fluor. Es ist ein grüner kristalliner Feststoff. UF4 ist in der Regel ein Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Uranhexafluorid (UF6) sowohl zu den Uranoxiden (U3O8 oder UO2) als auch zum Uranmetall. Es ist als „green salt“ bekannt.

Darstellung

Es wird gebildet durch Einwirkung von HF auf Urandioxid (UO2)

$ \mathrm{UO_2\ +\ 4\ HF\ \longrightarrow \ UF_4\ +\ 2\ H_2O} $

oder durch Reaktion von UF6 mit Wasserstoffgas

$ \mathrm{UF_6\ +\ H_2\ \longrightarrow \ UF_4\ +\ 2\ HF} $

Sehr reines Uran(IV)-fluorid kann durch Überleiten von trockenem Dichlordifluormethan (Freon 12) über 400 °C heißes Uran(VI)-oxid erhalten werden.[5][6]

$ \mathrm{UO_3 + 2\ CCl_2F_2 \longrightarrow UF_4 + Cl_2 + COCl_2 + CO_2} $

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Uran(IV)-fluorid kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe C2/c mit den Gitterparametern a = 1273 pm, b = 1075 pm, c = 843 pm, β = 126° und zwölf Formeleinheiten pro Elementarzelle.[7]

Chemische Eigenschaften

UF4 hydrolysiert allmählich bei Feuchtigkeit zu UO2 und HF. Aufgrund dieses Verhaltens und der korrosiven Eigenschaften des sich bildenden HF ist es für eine Langzeitaufbewahrung eher nicht geeignet.[8]

$ \mathrm{UF_4\ +\ 2\ H_2O\ \longrightarrow \ UO_2\ +\ 4\ HF} $

Sicherheitshinweise

UF4 ist hochtoxisch beim Einatmen und Verschlucken. Außerdem besteht die Gefahr der Anreicherung im menschlichen Körper, was vor allem die Leber und die Nieren betrifft. Für Wasserorganismen ist es ebenfalls giftig und kann Langzeitschäden in der Wasserwelt verursachen. Wie alle Uranverbindungen ist es radioaktiv. Die Aktivität ist von der Isotopenzusammensetzung des Urans abhängig.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Uran(IV)-fluorid bei www.webelements.com.
  2. 2,0 2,1 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 Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4. E. H. P. Cordfunke, W. Ouweltjes: „Standard Enthalpies of Formation of Uranium Compounds VII. UF3 and UF4 (by Solution Calorimetry)“, in: The Journal of Chemical Thermodynamics, 1981, 13 (2), S. 193–197; doi:10.1016/S0021-9614(81)80025-0.
  5. H. S. Booth, W. Krasny-Ergen, R. E. Heath: „Uranium Tetrafluoride“, in: Journal of the American Chemical Society, 1946, 68 (10), S. 1969–1970; doi:10.1021/ja01214a028.
  6. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 261–262.
  7. A. C. Larson, R. B. Roof Jnr, D. T. Cromer: „The Crystal Structure of UF4“, in: Acta Crystallographica, 1964, 17, S. 555–558, doi:10.1107/S0365110X64001293.
  8. Urantetrafluorid, Appendix A of the PEIS (DOE/EIS-0269) (engl.)

Literatur

  • 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.
  • S. Kern, J. Hayward, S. Roberts, J. W. Richardson, F. J. Rotella, L. Soderholm, B. Cort, M. Tinkle, M. West, D. Hoisington, G. H. Lander: „Temperature Variation of the Structural Parameters in Actinide Tetrafluorides“, in: Journal of Chemical Physics, 1994, 101, S. 9333–9337; doi:10.1063/1.467963.