Свойства тория и его соединений. Получение и области применения

А) растворимых солей

Г) С щелочами

Свойства урана и его соединений в разных степенях окисления. Получение и области применения.

₉₂ U [.. 6s² 6p⁶] 5f³ 6d¹ 7s² 7p⁰ Переменные степени окисления: +3, +4, +5, +6

U₃O₈ – урановая смола

Физические свойства: ₉₂U: период полураспада 4*10⁹ лет, t плавления 1130, плотность 19,5 гр/см3

Химические свойства:

Явл. активным Ме, активным восстановителем. По активности уступают только щелочным, щелочно-земельным и Ln

а)Взаимодействует практически со всеми неметаллами:

U + O₂ = U₃ ⁺⁴ O₈ ^+6; U + N = UN; U + 3F₂ = UF

б) С водой и кислотами неокислителями, т.к. электродный потенциал урана больше, чем у кислорода, то он легко вытесняет водород из воды:

U + 4H₂O = U(OH)₄ + 2H₂; U + 2H₂SO₄ = U(SO₄)₂ + 2H₂

в) С кислотами и окислителями, при этом сами окисляются до своей максимальной степени окисления.

U + 4HNO₃ = UO₂(NO₃)₂ + 2NO + 2H₂O

U + Na(OH) ¹

Cвойства соединений U(+4)

Проявляет только основные св-ва. Реагирует с кислотами UO2 +HNO3 ®U(NO3)4 + H2O)

1.Свойства гидроксидов:

U(OH)₄ – проявляет толькоосновные свойства и является слабым окислителем, реагирует с кислотами, не реагирует с основаниями.

U(OH)₄ +4HCl = UCl₄ + 4H₂O; U(OH)₄ + NaOH¹

1. Легко образует комплексы анионного типа с КЧ=8. Способность U(+4) образовывать комплексы используется для его отделения от РЗЭ.

2. Растворимость солей. Хорошо растворимые соли сильных кислот и комплексные соли (U(SO₄)₄, UCl₄, UO₂(NO₃)₂, Na[U(CO₃)₄]). Малорастворимые гидроксиды и соли слабых кислот (U(OH)₄, UF₄, U(CO₃)₂, UOCO₃, USiO₄, U₃(PO₄)₄.

3. Термическое разложение малорастворимых соединений:

U(OH)₄ = UO₂ + H₂O

U(C₂O₄) = UO₂ + 2CO + 2CO₂

U(CO₃)₂ = UO₂ + 3CO₂

4. Гидролиз:

U(NO₃)₄ + 2H₂O«U(OH)₂NO₃ + 2HNO₃; UO(NO₃)₂®UO + 2HNO₃; UO(NO₃)₂ + Na₂CO₃®UCO₃¯ + 2NaNO₃

б) гидролиз карбидов (соединения, полученные при взаимодействии с углеродом)

UC + H₂O® U(OH)₄ + CH₄; UC₂ + H₂O ®U(OH)₄ + C₂H₄

в реакции ОВР, т.к. имеет переменные степени окисления: от +3 до +6.

U⁺⁴ (SO4)2 + Zn®U⁺³ 2 (SO4)3 + ZnCO3

U⁺⁴ (SO4)2 + MnO2®UO2SO4 + MnSO4

Особые свойства соединений U(+6):

В водных растворах катион U(+6) не существует, в результате гидролиза переходит в UO₂ ²⁺

UCl₆ + H₂O®U(OH)₄Cl₂ + 4HCl

Амфотерные свойства гидролиза: уран диссоциирует и как кислота (при pH>7) и как основание (при pH<7).

UO₂ + 2OH «UO₂(OH)₂«H₂ClO₄«2H + UO₄

UO₂(OH)₂ + H₂SO₄®UO₂SO₄ + 3H₂O

2UO₂(OH)₂ + 2NaOH®NaU₂O₇¯ + 3H₂O

Вывод:

для U(+6) в водных растворах характерны 2 формы существования соединений:

1) в кислых растворах – катионная, 2) в щелочных растворах – анионная

Растворимые соли: UO₂(NO₃)₂, UO₂SO₄, UO₂Cl₂, UOF₂

Комплексные соединения: Na₄[UO₂(CO₃)₃]

Нерастворимые: UO₂(OH)₂, Me₂U₂O₇, MeUO₄ (где Me – Na, K, Rb, NH4)

Под действием восстановителей U(+6) может менять свою степень ркисления.

U⁺⁶O₂SO₄ + Zn + 2H₂SO₄®U⁺⁴(SO₄)₂ + ZnSO₄

Получение и применение U и его соединений:

Отделение U от основной массы примесей можно осуществить методои карбонатной очистки. Карбонатная очистка – обработка раствором карбоната натрия (сода).

В результате карбрноатной очистки осн. Элементы (U, Th) переходят в раствор в форме КС а примеси сопутствующих элементов, в том числе и радиоактивных, осаждаются в виде нерастворимых соеднений.

Свойства тория.

Th [ ] 5f1 [ ] 6d1 7s2, +3, аналог R

Th […6S²6P⁶ ] 5f0 [ ] 6d2 7s2 +4, аналог 4d: Zr, Hf.

Th + O2 ®ThO2. Взрыв.

Получение: Тh3(РO4)4 + 12NaOH ® (t) ®3Th(OH)4 + 4Na3РO4.

Физич. св-ва: Период полураспада 1,4*10¹⁰лет; t плавления 1750; плотность 11,7

Химич. св-ва: Явл. активным Ме, активным восстановителем. По активности уступают только щелочным, щелочно-земельным и Ln; Е⁰ Th⁴⁺/Th = -1,9В

а) Взаимодействует практически со всеми неметаллами:

Th + O₂ = Th O₂

Th – порошок ®самовозгорающийся

Дата добавления: 2013-12-12