stringtranslate.com

Peróxido de uranilo

El peróxido de uranilo o hidrato de peróxido de uranio (UO 4 ·nH 2 O) es un peróxido de uranio soluble de color amarillo pálido . Se encuentra presente en una etapa del ciclo del combustible de uranio enriquecido y en la torta amarilla preparada mediante el sistema de intercambio iónico de resina y lixiviación in situ . Este compuesto, también expresado como UO 3 ·(H 2 O 2 )·(H 2 O), es muy similar al hidrato de trióxido de uranio UO 3 · n H 2 O. El comportamiento de disolución de ambos compuestos es muy sensible al estado de hidratación (n puede variar entre 0 y 4). Una característica principal del peróxido de uranio es que consiste en pequeñas agujas con un AMAD promedio de aproximadamente 1,1 μm.

Los minerales de uranilo studtita , UO 4 ·4H 2 O, y metastudtita, UO 4 ·2H 2 O, son los únicos minerales descubiertos hasta la fecha que contienen peróxido. El producto es un polvo de color amarillo claro.

Síntesis

En general, el peróxido de uranilo se puede obtener a partir de una solución de uranio (VI) añadiendo un peróxido, normalmente una solución de peróxido de hidrógeno. El dihidrato se obtiene a partir de una solución hirviendo de nitrato de uranilo con la adición de peróxido de hidrógeno y el secado del precipitado, mientras que el trihidrato se precipita a partir de una solución de oxalato de uranilo y amonio. [1]

Estructura cristalina

La celda unitaria consta de cationes de uranilo coordinados a dos moléculas de agua y dos aniones de peróxido . Estos últimos están coordinados en μ 2 con el catión, es decir, en los extremos. Las moléculas de agua adicionales están unidas en el cristal mediante enlaces de hidrógeno . [2] Solo el tetrahidrato ha sido caracterizado por cristalografía de rayos X , pero la teoría del funcional de la densidad ofrece una buena aproximación al dihidrato. [3]

Alótropo de poliperoxouranilato

Cuando el nitrato de uranilo se disuelve en una solución acuosa de peróxido de hidrógeno y un hidróxido de metal alcalino , forma cúmulos de jaulas similares a los polioxometalatos o fulerenos . [4] Las síntesis también suelen añadir materiales orgánicos, como aminas , para que sirvan como plantillas, similares a las zeolitas . [5]

Aplicaciones

La radiólisis de las sales de uranio disueltas en agua produce peróxidos; el peróxido de uranilo se ha estudiado como un posible componente final de los residuos radiactivos gastados . [6]

Referencias

  1. ^ Rabaldo (1954). "Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. Unter Mitarbeit zahlreicher Fachleute herausg. v. G. Brauer. Stuttgart: Ferdinand Enke Verlag 1954. XIX, 1439 S., 318 Abb., Ln. DM 199,—". Materiales y Corrosión . 5 (11): 475–476. doi :10.1002/maco.19540051117. ISSN  1521-4176.
  2. ^ Burns, Peter C.; Hughes, Karrie-Ann (2003). "Studtita, [(UO 2 )(O 2 )(H 2 O) 2 ](H 2 O) 2 : La primera estructura de un mineral de peróxido". Mineralogista estadounidense . 88 (7). Mineralogical Society of America : 1165–1168. Código Bibliográfico :2003AmMin..88.1165B. doi :10.2138/am-2003-0725. S2CID  100198554.(resumen; 39 kB PDF.)
  3. ^ Weck, Philippe F.; Kim, Kim; Jové-Colón, Carlos F.; Sassani, David C. (2012). "Estructuras de hidratos de peróxido de uranilo: un estudio de primeros principios de studtita y metastudtita". Dalton Transactions . 41 (32): 9748–9752. doi :10.1039/c2dt31242e. PMID  22763414.
  4. ^ ab Forbes, Tori Z.; McAlpin, J. Gregory; Murphy, Rachel; Burns, Peter C. (2008). "Isopoliedros de metal y oxígeno ensamblados en topologías de fulerenos". Angew. Chem. Int. Ed. 120 (47): 2824–2827. Bibcode :2008AngCh.120.2866F. doi :10.1002/ange.200705563.
  5. ^ abc Sigmon, Ginger E.; Jie Ling; Unruh, Daniel K.; Moore-Shay, Laura; Ward, Matthew; Weaver, Brittany; Burns, Peter C. (2009). "Las interacciones de uranilo-peróxido favorecen el autoensamblaje de nanoagrupaciones". J. Am. Chem. Soc. 131 (46): 16648–16649. doi :10.1021/ja907837u. PMID  19919139.
  6. ^ Nilsson, Sara; Jonsson, Mats (2011). " Disolución inducida por radiación y H2O2 de pastillas de UO2 y SIMFUEL " . Journal of Nuclear Materials . 1–3 (410): 89–93. Bibcode :2011JNuM..410...89N. doi :10.1016/j.jnucmat.2011.01.020.