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Tetrafluoruro de uranio

El tetrafluoruro de uranio es un compuesto inorgánico con la fórmula UF4 . Es un sólido verde con una presión de vapor insignificante y una baja solubilidad en agua . El uranio en su estado tetravalente ( uranoso ) es importante en varios procesos tecnológicos. En la industria de refinación de uranio se lo conoce como sal verde . [1]

Producción

El UF4 se prepara a partir de UO2 en un lecho fluidizado mediante reacción con fluoruro de hidrógeno . El UO2 se obtiene de las operaciones mineras. Anualmente se preparan de esta manera alrededor de 60.000 toneladas. Una impureza común es el UO2F2 . El UF4 también es susceptible a la hidrólisis . [1]

El UF4 se forma por la reacción del UF6 con gas hidrógeno en un reactor tubular vertical. La densidad aparente del UF4 varía de aproximadamente 2,0 g/cm3 a aproximadamente 4,5 g/cm3 dependiendo del proceso de producción y de las propiedades de los compuestos de uranio de partida.

Un diseño de reactor de sal fundida , un tipo de reactor nuclear donde el fluido de trabajo es una sal fundida , utilizaría UF4 como material central. El UF4 se elige generalmente en lugar de compuestos relacionados debido a la utilidad de los elementos sin separación de isótopos , mejor economía de neutrones y eficiencia de moderación, menor presión de vapor y mejor estabilidad química.

Reacciones

El tetrafluoruro de uranio reacciona paso a paso con el flúor, primero para dar pentafluoruro de uranio y luego UF 6 volátil :

2UF4 + F2 → 2UF5  
2UF5 + F2 → 2UF6  

El UF4 se reduce con magnesio para dar el metal: [2]

UF4 +2Mg U  +  2MgF2

El UF4 reacciona lentamente con la humedad a temperatura ambiente, formando UO2 y HF.

Estructura

Como la mayoría de los fluoruros metálicos binarios , el UF4 es un polímero inorgánico denso y altamente reticulado . Como se ha establecido mediante cristalografía de rayos X , los centros U son de ocho coordenadas con esferas de coordinación antiprismáticas cuadradas. Los centros de fluoruro forman un doble puente . [2] [3]

Seguridad

Como todas las sales de uranio, el UF4 es tóxico y , por lo tanto, dañino por inhalación, ingestión y contacto con la piel.

Véase también

Referencias de interés histórico

Referencias

  1. ^ ab Peehs, Martin; Walter, Thomas; Walter, Sabine; Zemek, Martin (2007). "Uranio, aleaciones de uranio y compuestos de uranio". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a27_281.pub2. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ ab Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ Kern, S.; Hayward, J.; Roberts, S.; Richardson, J. W.; Rotella, F. J.; Soderholm, L.; Cort, B.; Tinkle, M.; West, M.; Hoisington, D.; Lander, GA (1994). "Variación de la temperatura de los parámetros estructurales en tetrafluoruros de actínidos". The Journal of Chemical Physics . 101 (11): 9333–9337. Código Bibliográfico :1994JChPh.101.9333K. doi :10.1063/1.467963.

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