Uran(V,VI)-oxid

Uran(V,VI)-oxid (auch Triuranoctoxid, U₃O₈) ist eine chemische Verbindung des Urans und zählt zu den Oxiden. Es kommt in mehreren Modifikationen vor. Pechblende enthält kein Uran(V,VI)-oxid, sondern Uran(IV)-oxid und zusätzlichen Sauerstoff.^[6]

Kristallstruktur
_ U5+/6+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Uran(V,VI)-oxid
Andere Namen	Triuranoctoxid
Verhältnisformel	U3O8
Kurzbeschreibung	grünschwarze orthorhombische Kristalle[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1344-59-8 EG-Nummer 215-702-4 ECHA-InfoCard 100.014.275 PubChem 11968241 Wikidata Q65920890
Eigenschaften
Molare Masse	842,08 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	8,38 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	1300 °C (Zers.)[1]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[2]
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[4][5] Gefahr H- und P-Sätze H: 330​‐​300​‐​373​‐​411 P: ?
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung

Uran(V,VI)-oxid entsteht beim Erhitzen von Uran(VI)-oxid auf 700–900 °C durch Sauerstoffabgabe bzw. aus Uran(IV)-oxid durch Sauerstoffaufnahme, etwa aus Luft.^[7] Es bildet sich auch beim Erhitzen von anderen Uranoxiden auf ähnliche Temperaturen an der Luft.^[8]

${\displaystyle \mathrm {3\ UO_{2}+O_{2}\longrightarrow U_{3}O_{8}} }$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Uran(V,VI)-oxid bildet mehrere Modifikationen. In reinem Uran(V,VI)-oxid ist bei Zimmertemperatur die orthorhombische α-Struktur mit der Raumgruppe C2mm (Nr. 38, Stellung 4)Vorlage:Raumgruppe/38.4 und den Gitterparametern a = 671 pm, b = 1196 pm und c = 414 pm thermodynamisch stabil. Sie geht oberhalb von 210 °C reversibel in eine hexagonale Form (a = 681 pm, c = 414 pm, Raumgruppe P62m (Nr. 189)Vorlage:Raumgruppe/189) über.^[9] Bei Zimmertemperatur metastabil ist die orthorhombische β-Struktur mit der Raumgruppe Cmcm (Nr. 63)Vorlage:Raumgruppe/63 und den Gitterparametern a = 707 pm, b = 1145 pm und c = 830 pm, die durch Erhitzen von α-U₃O₈ auf 1350 °C an der Luft und langsames Abkühlen gebildet werden kann.^[10] Daneben ist auch eine kubische, nur bei hohem Druck stabile, unterstöchiometrische Modifikation bekannt.^[2]

Uran(V,VI)-oxid ist abhängig vom Sauerstoffgehalt leitfähig, bei Raumtemperatur beträgt die Elektrische Leitfähigkeit bei genau stöchiometrischem Triuranoctoxid, also U₃O₈, vulgo Uran(V,VI)-oxid, etwa 100 Ω⁻¹·m⁻¹. Die Verbindung ist ein Halbleiter vom n-Typ.^[2]

Frisch erzeugtes Uran(V,VI)-oxid aus irdischem Natururan hat eine spezifische Aktivität von 21450 Bq/g.

Chemische Eigenschaften

Triuranoctoxid löst sich leicht in oxidierenden Säuren unter Bildung von Uranylionen. Bei der Reaktion mit Chlorwasserstoff bei 700 °C entsteht Uranylchlorid.^[2]

Durch Reaktion mit Wasserstoff bei 700 °C oder Kohlenstoffmonoxid bei 350 °C wird es über mehrere unstöchiometrische Zwischenprodukte zu Uran(IV)-oxid reduziert.^[8]

Verwendung

Da Uran(V,VI)-oxid bei gleichen Temperaturen aus allen Uranoxiden entsteht, wird es zur gravimetrischen Bestimmung des Urangehaltes, etwa von Erzen, genutzt.^[8]

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).