Uraniumhexafluoride

Uraniumhexafluoride of uranium(VI)fluoride (ook wel afgekort tot hex) is een anorganische verbinding van fluor en uranium, met als brutoformule UF₆. Het belang van de verbinding ligt erin, dat het de enige praktische methode is om het zware uranium in een gasvormige verbinding te brengen voor de verrijking van uranium door ultracentrifuge of gasdiffusie. Bij kamertemperatuur is het een kleurloze tot witte kristallijne vaste stof, die zeer hevig reageert met water.

Uraniumhexafluoride
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van uranium(VI)fluoride
Kristallen van uraniumhexafluoride in een ampul
Algemeen
Molecuul­formule	UF6
IUPAC-naam	uraniumhexafluoride uranium(VI)fluoride
Andere namen	uraniumhexafluoride
Molmassa	352,019329 g/mol
SMILES	F[U](F)(F)(F)(F)F
InChI	1S/6FH.U/h6*1H;/q;;;;;;+6/p-6
CAS-nummer	7783-81-5
EG-nummer	232-028-6
PubChem	24560
Wikidata	Q408887
Beschrijving	Radioactieve kleurloze tot witte vaste stof
Waarschuwingen en veiligheids­maatregelen
Gevaar
H-zinnen	H330 - H300 - H373 - H411
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	geen
Carcinogeen	ja
VN-nummer	2977
MAC-waarde	1 mg/m³
Fysische eigenschappen
Aggregatie­toestand	vast
Kleur	kleurloos-wit
Dichtheid	(bij 20,7°C) 5,09 g/cm³
Sublimatiepunt	56,54 °C
Dampdruk	15.300 Pa
Geometrie en kristal­structuur
Dipoolmoment	0 D
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHos	−2197,7 kJ/mol
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Synthese

De standaardmethode ter bereiding van uraniumhexafluoride is de reactie van uranium(IV)fluoride met fluorgas:

${\displaystyle {\ce {UF4 + F2 -> UF6}}}$

De reactie is endotherm en wordt doorgaans uitgevoerd bij temperaturen boven 250 °C. Als alternatief voor fluorgas kan xenondifluoride worden gebruikt:

${\displaystyle {\ce {UF4 + XeF2 -> UF6 + Xe}}}$

Uraniumhexafluoride kan daarnaast ook bereid worden uit reactie van uranium(V)chloride met fluorgas:

${\displaystyle {\ce {2UCl5 + 5F2 -> UF6 + UF4 + 5Cl2}}}$

Een gelijkaardige reactie is deze van uranium(V)chloride met waterstoffluoride:

${\displaystyle {\ce {2UCl5 + 10HF -> UF6 + UF4 + 10HCl}}}$

Deze laatste reactie is echter weinig geschikt, omdat het ontstane uraniumhexafluoride zeer slecht kan worden gescheiden van waterstoffluoride.

Uraniumhexafluoride laat zich ook bereiden uit uranium(IV)oxide door reactie met een halogeenfluoride, zoals chloortrifluoride, broomtrifluoride of broompentafluoride. De reactiviteit van dergelijke verbindingen ligt hoger dan die van fluorgas. Zo treedt de omzetting met broomtrifluoride reeds bij 50 °C op, terwijl de overeenkomstige reactie met fluorgas pas bij 400 °C doorgaat. Als alternatief voor uranium(IV)oxide kan ook elementair uranium gebruikt worden, maar deze reactie is bijzonder heftig en kan leiden tot explosies.

Eigenschappen en toepassingen

Uraniumhexafluoride sublimeert bij 56,54 °C. Dit punt kan worden verlaagd door de druk te verlagen. Uraniumhexafluoride kan onder verlaagde druk al bij kamertemperatuur deels gasvormig worden. Uraniumhexafluoride in een goed afgesloten vat op kamertemperatuur is de gangbare methode om gebruikt uranium te vervoeren van een kerncentrale naar een verrijkingsfabriek als URENCO. In gasvormige toestand wordt het door ultracentrifuges geleid, tot verrijkt uranium is ontstaan. Dit verrijkte uranium wordt ook weer, in grotendeels vaste vorm, teruggestuurd naar de klant.

Toxicologie en veiligheid

Uraniumhexafluoride is ongeveer even giftig als cadmium of kwik, maar de stof is sterk corrosief en bijzonder reactief. Als gasvormig uraniumhexafluoride in contact komt met water (of vochtige lucht) ontstaat het corrosieve waterstoffluoride. Uraniumhexafluoride is daarnaast ook radioactief.

Externe links

• (en) Gegevens van Uranium(VI)fluoride in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA