Uran(IV)-fluorid

Kristallstruktur
_ U4+ 0 _ F−
Kristallsystem	monoklin
Raumgruppe	C2/c (Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15
Gitterparameter	a = 1273 pm b = 1075 pm c = 843 pm β = 126°
Allgemeines
Name	Uran(IV)-fluorid
Andere Namen	Urantetrafluorid
Verhältnisformel	UF4
Kurzbeschreibung	grüne monokline Kristalle[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 10049-14-6 EG-Nummer 233-170-1 ECHA-InfoCard 100.030.142 PubChem 61461 Wikidata Q419846
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]
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[2][4] Gefahr H- und P-Sätze H: 330​‐​300​‐​373​‐​411 P: ?
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−(1920,0 ± 3,7) kJ·mol−1[5]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Uran(IV)-fluorid (UF₄), meistens Urantetrafluorid genannt, ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Uran und Fluor. Es ist ein grüner kristalliner Feststoff und aufgrund seiner Ionenbindung ein Salz. Es ist daher als „green salt“ bekannt. UF₄ ist in der Regel ein Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Uranhexafluorid (UF₆) sowohl zu den Uranoxiden (U₃O₈ oder UO₂) als auch zum Uranmetall.

Darstellung

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

${\displaystyle {\ce {UO2 + 4 HF -> UF4 + 2 H2O}}}$

oder durch Reaktion von UF₆ mit Wasserstoffgas

${\displaystyle {\ce {UF6 + H2 -> UF4 + 2 HF}}}$

Sehr reines Uran(IV)-fluorid kann durch Überleiten von trockenem Dichlordifluormethan (Freon 12) über 400 °C heißes Uran(VI)-oxid erhalten werden.^[6][7]

${\displaystyle {\ce {UO3 + 2 CCl2F2 -> UF4 + Cl2 + COCl2 + CO2}}}$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Uran(IV)-fluorid kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15 mit den Gitterparametern a = 1273 pm, b = 1075 pm, c = 843 pm, β = 126° und zwölf Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[8]

Chemische Eigenschaften

UF₄ hydrolysiert allmählich bei Kontakt mit Wasser zu UO₂ und HF. Aufgrund dieses Verhaltens ist eine Lagerung an feuchter Luft nicht empfehlenswert, stattdessen sollte es an trockener Luft oder unter Inertgas gelagert werden.^[9]

${\displaystyle {\ce {UF4 + 2 H2O -> UO2 + 4 HF}}}$

Sicherheitshinweise

UF₄ ist hochtoxisch beim Einatmen und Verschlucken. Außerdem besteht die Gefahr der Uran-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.

Literatur

• 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).
• 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).

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-97.
2. ↑ Eintrag zu Uranverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag uranium compounds with the exception of those specified elsewhere in this Annex im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
4. ↑ Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung.
5. ↑ 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).
6. ↑ 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).
7. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 261–262.
8. ↑ 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).
9. ↑ Uranium Tetrafluoride, Appendix A of the PEIS (DOE/EIS-0269) (Memento desOriginals vom 30. Januar 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/web.ead.anl.gov

Weblinks

Commons: Uran(IV)-fluorid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien