Uran(IV)-fluorid

Kristallstruktur
__ U4+     __ F−
Kristallsystem	monoklin
Raumgruppe	$C2/c \;$
Gitterkonstanten	a = 1273 pm b = 1075 pm c = 843 pm β = 126°
Allgemeines
Name	Uran(IV)-fluorid
Andere Namen	Urantetrafluorid
Verhältnisformel	UF4
CAS-Nummer	10049-14-6
PubChem	61461
Kurzbeschreibung	grüne Kristalle[1]
Eigenschaften
Molare Masse	314,02 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	6,7 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	1036 °C[1]
Siedepunkt	1417 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2] Gefahr H- und P-Sätze H: 330-300-373-411 EUH: keine EUH-Sätze P: ? EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2] Sehr giftig Umwelt- gefährlich (T+) (N) R- und S-Sätze R: 26/28-33-51/53 S: (1/2)-20/21-45-61
Radioaktivität
Radioaktiv
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−(1920,0 ± 3,7) kJ·mol−1[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Uran(IV)-fluorid (UF₄), meistens Urantetrafluorid genannt, ist ein grüner kristalliner Feststoff. UF₄ ist in der Regel ein Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Uranhexafluorid (UF₆) sowohl zu den Uranoxiden (U₃O₈ oder UO₂) als auch zum Uranmetall. Es ist als „green salt“ bekannt.

Darstellung

Es wird gebildet durch Einwirkung von HF auf Urandioxid (UO₂)

$\mathrm{UO_2\ +\ 4\ HF\ \longrightarrow \ UF_4\ +\ 2\ H_2O}$

oder durch Reaktion von UF₆ mit Wasserstoffgas

$\mathrm{UF_6\ +\ H_2\ \longrightarrow \ UF_4\ +\ 2\ HF}$

Sehr reines Uran(IV)-fluorid kann durch Überleiten von trockenem Dichlordifluormethan (Freon 12) über 400 °C heißes Uran(VI)-oxid erhalten werden.^[4][5]

$\mathrm{UO_3 + 2\ CCl_2F_2 \longrightarrow UF_4 + Cl_2 + COCl_2 + CO_2}$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Uran(IV)-fluorid kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe C2/c mit den Gitterparametern a = 1273 pm, b = 1075 pm, c = 843 pm, β = 126° und zwölf Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[6]

Chemische Eigenschaften

UF₄ hydrolysiert allmählich bei Feuchtigkeit zu UO₂ und HF. Aufgrund dieses Verhaltens und der korrosiven Eigenschaften des sich bildenden HF ist es für eine Langzeitaufbewahrung eher nicht geeignet.^[7]

$\mathrm{UF_4\ +\ 2\ H_2O\ \longrightarrow \ UO_2\ +\ 4\ HF}$

Sicherheitshinweise

UF₄ ist hochtoxisch beim Einatmen und Verschlucken. Außerdem besteht die Gefahr der Anreicherung im menschlichen Körper, was vor allem die Leber und die Nieren betrifft. Für Wasserorganismen ist es ebenfalls giftig und kann Langzeitschäden in der Wasserwelt verursachen. Wie alle Uranverbindungen ist es radioaktiv. Die Aktivität ist von der Isotopenzusammensetzung des Urans abhängig.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Uran(IV)-fluorid bei www.webelements.com.
2. ↑ ^{a b} Nicht explizit in RL 67/548/EWG, Anh. I gelistet, fällt aber dort mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Sammelbegriff „Uranverbindungen“; Eintrag in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. April 2011 (JavaScript erforderlich)
3. ↑ E. H. P. Cordfunke, W. Ouweltjes: „Standard Enthalpies of Formation of Uranium Compounds VII. UF₃ and UF₄ (by Solution Calorimetry)“, in: The Journal of Chemical Thermodynamics, 1981, 13 (2), S. 193–197; doi:10.1016/S0021-9614(81)80025-0.
4. ↑ H. S. Booth, W. Krasny-Ergen, R. E. Heath: „Uranium Tetrafluoride“, in: Journal of the American Chemical Society, 1946, 68 (10), S. 1969–1970; doi:10.1021/ja01214a028.
5. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 261–262.
6. ↑ A. C. Larson, R. B. Roof Jnr, D. T. Cromer: „The Crystal Structure of UF₄“, in: Acta Crystallographica, 1964, 17, S. 555–558, doi:10.1107/S0365110X64001293.
7. ↑ Urantetrafluorid, Appendix A of the PEIS (DOE/EIS-0269) (engl.)

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.
• S. Kern, J. Hayward, S. Roberts, J. W. Richardson, F. J. Rotella, L. Soderholm, B. Cort, M. Tinkle, M. West, D. Hoisington, G. H. Lander: „Temperature Variation of the Structural Parameters in Actinide Tetrafluorides“, in: Journal of Chemical Physics, 1994, 101, S. 9333–9337; doi:10.1063/1.467963.

Weblinks

• Uran(IV)-fluorid bei www.webelements.com.