Помощь школьнику

Хімічні властивості чотирьох і шести валентного урану

Уран -білий метал щільністю 18,3 г/см, що плавиться при температурі 1133 градуса. Метал досить активний - при слабкому нагріванні він загоряється в присутності повітря. Він легко з'єднується із сіркою й галогенами, витісняє водень із розведених кислот, з утворенням солей четирехвалентного урану, а в дуже здрібненому виді витісняє водень із води Урановий ангідрит має характер амфотерного окислу який при розчиненні в кислотах утворить солі, де роль металу грає іон (UO^), а при розчиненні в лугах утворить кислотні остат- ки у вигляді комплексних з'єднань. У хімічних сполуках уран може перебуває в чотирьох валентних станах U3+, U4+,U5+,U6+. U3+ у природних умовах не існує й може бути отриманий тільки в лабораторії. З'єднання пятивалентного урану в основному не стійкі й легко розкладаються на з'єднання чотирьох і шести- валентного урану 2UCl5= UCl4+UCl6 У водяних розчинах U5+ знаходять у вигляді комплексного іона (UO2)+. У лужному середовищі підвалина чивость іона зростає Найбільш стійкими іонами в природних умовах є чотирьох і шести валентний уран. Іони четирехвалентного урану вус- тойчиви у востановительной обстановці. Вони виходять шляхом по- тери двох електронів з s подуровня 7-го рівня d-подуровня 6-го рівня й f-подуровня 5-го рівня при цьому утворяться іони з зовнішнім восьмиелектронним рівнем аналогічним зі шляхетними га- замі що характерно для литофильних елементів.

Це пояснює їх високу хімічну активність стосовно кисню й з абую поляризаційну здатність Відомо що кислотні або лужні властивості елементів за- висять від відношення валентності до іонного радіуса. Оцінку кислот- них властивостей зручно робити по діаграмі Картледжа. Тут же можна також оцінити елементи здатні робити ізоморфні заміщення за умови подібної електронної структури. Зі схеми видно, що в сильнощелочних розчинах U4+ може проявляти ангид- ридние властивості, але в нейтральні й слабокислих активно реагує з іонами гідроксилу, а гідроксил четирехвалентного урану погано розчиняється у воді.

Для U(OH)4 розчинність становить 5,2* 10-12 моль/л, що в 1000 разів нижче розчинності гидроксида алюмінію У відмінності від четирехвалентного урану шестивалентний уран приймає більше активну участь у геологічні процесах Для UО2(OH)2 розчинність становить 3.5* 10-9 моль/л. Константа дисоціації дорівнює 2* 10-22. У неитральной середовищу кін- центрация іонів уранілу дорівнює 10-8 міль/л і тільки в кислих розчинах рн=4 вона підвищується до 10-2 моль/л. З огляду на, що в розчині можуть бути присутнім, як продукти гідролізу, іони UO2(OH)+, загальна концентрація іонів урану в нейтральному середовищі не опускається нижче 10-6 моль/л. Катіон UO2+2 являє собою лінійне утворення в центрі якого перебуває U4+, а атоми кисню розташовані на однакових растояниях. За даними іонних радіусів було установле- але, що зв'язок атома урану з атомами кисню носить ковалентний характер. При ковалентному зв'язку атоми мають загальні елкектрони, які пояснюють високу міцність з'єднання. Низьку міцність з'єднань шестивалентного урану пояснюється тим що весь заряд зосереджений навколо урану, а не навколо кислорда. Іонний радіус цього катіона приблизно дорівнює 3 А, такий радіус значно зат- рудняет ізоморфне входження в кристалічну структуру.

Следо- вательно самостійні мінерали шестивалентного урану можуть утворюватися в основному з великими аніонами. Більші розміри катіона U+6 пояснюють його нагромадження в дрібнозернисті породах 2. Поширеність урану в земній корі Незважаючи на високий атомний номер і можливість розпаду ядер, зміст урану в земній корі відносно високе. В земній корі втримується близько 2.5* 10-4% урану.

У корі зміст урану досягає 4* 10-4%, у мантії 1.2* 10-6% і ядрі 3* 10-7%. 2.1 Магматичної гірської породи Кларк урану сильно міняється залежно від складу магма- тических гірських порід. Найбільше значення КК=14 у лужні й ультралужних гірських породах. Кларк урану прямопропорционально залежить від агпаитности гірських порід. Так найвищі містячи- ния відзначаються в агпаитових нефелінових сиенитах Ловозерского масиву.

Причому уран більше концентрується в акцессорних міні- ралах инрузивних порід. При луго-кременистому метасоматозі гра- нитних інтрузій часто відбувається дифузійний перерозподіл урану з витягом його із кристалічних ґрат акцессорних мінералів. В ефузивних породах до 90% урану перебуває в скло- видній масі На сьогоднішній день магматичні рудопроявления промишлен- ного значення не мають 2.2 Метаморфічної гірської породи У метаморфічних породах зміст урану звичайно нижче кларка. Найбільш високими змістами урану характеризуються уг- леродисто-кременисті сланці й богатие калієм різні гнейси При метаморфізмі полевошпат-кварцових порід відбувається мить- рація урану від центра до периферії товщі Істотна зміна змісту урану викликають процеси ультраметаморфізму й гранитизации. Особливо значне обога- щение ураном відбувається при луго-кременистому метасоматозі 2.3 Осадові породи Нагромадження урану в осадових породах безумовно відбувається дуже не рівномірно, через що виділяють ряд геохімічних комп- лексов.

Для грубих терригенних опадів кларки концентрації близькі до одиниці. У дрібнозернистих породах кларки урану значно пови- шаются. Сильно впливає на зміст урану в осадових породах органічна речовина, однак чіткого зв'язку не спостерігається.

Низ- який зміст урану характерно для вапняків і мергелів, позов- лючение становлять бітумінозні різновиди цих порід. Самі низькі змісти урану відзначені в ангідритах і кам'яних солях Вивчення геохімії живої речовини показує, що організми не концентрують уран. Однак віджилий свій строк організми на різних стадіях діагенезу здатні накопичувати радіоактивний елемент до промислових концентрацій. Що вони й роблять при нали- чии вод з окисною обстановкою, що сприяє мигра- ции урану.

У даних породах нагромадження урану пов'язане з накладений- ними процесами Разом з тим поширені приблизно первинно ура- ноносние углеродисто-кременисті й углеродо-глинистие сланці Максимальні змісти урану досягають 0.03%. Збагачені прос- лои складені углеродистими сланцями збагачені піритом і фосфо- ритами. У не метаморфизованих углистих сланцях первинних урано- вих мінералів не виявлено. У якості збагачуваних ураном виде- ляют фосфорити, у яких зміст урану зростає з вище- нием змісту фосфору. Фосфати часто представлені франколитом (Са5(PO4,CO3)3F. Приблизно четирехвалентний уран изоморф- але заміщає в ньому кальцій.

Однак є експериментальні даний- ние мовцем про значну сорбцію, видимо уранілу, фосфатним речовиною 3. Ізоморфізм Ізоморфізм -процес при якому один іон заміщає інший Це можливо коли: коливання іонних радіусів не перевищує більше 15% при нормальних температурах 2 Поляризація цих іонів повинна бути однакової В ізоморфізмі з ураном викриті Th4+, Ce4+, Zr4+, Hf4+,TR3+,Y3+, Sc3+, Ca2+. Причому UO 2-Th2-Ceo2 здатні заміщати один одного в необмежених колличествах. В ізоморфізмі по видемому може брати участь тільки четирехвалентний уран, так як в іонів шестивалентного урану занадто великий іонний радіус, а через високу активність металевого урану в природі не про- наружено. Уран у різні геологічні процесах Не дивлячись на порівняно високий зміст урану в магма- тических гірських породах він практично не утворить промислових концентрацій. Як ми вже відзначали підвищені концентрації цього елемента відзначені в лужних породах. У Ловозерском масиві вус- тановлена наступна зразкова схема кристалізації магми: поле- вие шпати, нефелин, егирин, лампрофиллит, евдиалит, ферсманит, лопарит. По наведеній послідовності можна припустити,


Смотрите также:




Категории: Сочинения на свободную тему

Комментарии: 0

Комментарии закрыты.