Урану (IV) сульфат

Урану (IV) сульфат
Ідентифікатори
Номер CAS	13470-23-0
SMILES	[U+2].[O-]S([O-])(=O)=O
InChI	1/H2O4S.U/c1-5(2,3)4;/h(H2,1,2,3,4);/q;+2/p-2
Властивості
Молекулярна формула	U(SO4)2
Молярна маса	430.15 g/mol
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Урану (IV) сульфат (U(SO₄)₂) — водорозчинна сіль урану. Дуже токсична сполука. Сульфатні мінерали урану зазвичай широко поширені навколо ураноносних шахт, де вони зазвичай утворюються під час випаровування багатих кислотою сульфатів шахтних хвостів, які були вимиті кисневими водами. Сульфат урану є перехідною сполукою у виробництві гексафториду урану. Він також використовувався для палива водяних гомогенних реакторів.

Підготовка

Уранілсульфат у розчині легко фотохімічно відновлюється до сульфату урану (IV). Фотовідновлення здійснюється на сонці та вимагає додавання етанолу як відновника. Уран (IV) кристалізується або випадає в осад надлишком етанолу. Його можна отримати при різному ступені гідратації. U(SO₄)₂ також можна отримати шляхом електрохімічного відновлення U (VI) і додавання сульфатів. Відновлення U (VI) до U (IV) відбувається природним шляхом за допомогою різноманітних засобів, у тому числі через дії мікроорганізмів. Утворення U(SO₄)₂ є ентропічно і термодинамічно сприятливою реакцією.

Видобуток і присутність у навколишньому середовищі

Вилуговування на місці (ISL), широко поширена техніка, що використовується для видобутку урану, бере участь у штучному збільшенні сполук сульфату урану. ISL був найпоширенішим методом видобутку урану в Сполучених Штатах протягом 1990-х років. Метод передбачає закачування екстракційної рідини (або сірчаної кислоти, або розчину лужного карбонату) у родовище руди, де вона комплексується з ураном, видаляючи рідину та очищаючи уран. Це синтетичне додавання сірчаної кислоти неприродно підвищує кількість комплексів сульфату урану на місці. Нижчий pH, викликаний введенням кислоти, збільшує розчинність U(IV), який зазвичай є відносно нерозчинним і випадає в осад із розчину при нейтральному pH. Ступені окислення урану коливаються від U³⁺ до U⁶⁺, U (III) і U (V) зустрічаються рідко, тоді як переважають U (VI) і U (IV). U(VI) утворює стійкі водні комплекси й тому досить рухливий. Запобігання поширенню токсичних сполук урану з місць видобутку часто передбачає відновлення U (VI) до набагато менш розчинного U (IV). Присутність сірчаної кислоти та сульфатів запобігає цьому поглинанню, однак, як через зниження pH, так і через утворення солей урану. U (SO₄)₂ розчинний у воді й, отже, набагато більш рухливий. Також досить легко утворюються сульфатні комплекси урану.

Література

• Perez, F. M.; Gil, J. M.; Gil, F. J. M. (1980). Preparation, infrared and visible spectra of Sulfate Complexes of Uranium(IV). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 462: 231—240. doi:10.1002/zaac.19804620127.
• Merkel, B.; Hasche-Berger, A. (2008). Uranium, Mining and Hydrogeology. Springer. ISBN 978-3-540-87745-5
• Hennig, C.; Schmeide, K.; Brendler, V.; Moll, H.; Tsushima, S.; Scheinost, A.C. (2007). «EXAFS Investigation of U(VI), U(IV), and Th(IV) Sulfato Complexes in Aqueous Solution». Inorganic Chemistry 46 (15): 5882–5892.
• Cardenas, E.; Watson, D.; Gu, B.; Ginder-Vogel, M.; Kitanidis, P.K.; Jardin, P.M.; Wu, W.; Leigh, M.B.; Carley, J.; Carroll, S.; Gentry, T.; Luoe, J.; Zhou, J.; Criddle, C.S.; Marsh, T.L.; Tiedje, J.M. (2010). «Significant Association between Sulfate-Reducing Bacteria and Uranium-Reducing Microbial Communities as Revealed by a Combined Massively Parallel Sequencing-Indicator Species Approach». Applied and Environmental Microbiology 76 (20): 6778-6786.
• Converse, B.J.; Wua, T.; Findlay, R.H.; Roden, E.E. (2013). «U(VI) Reduction in Sulfate-Reducing Subsurface Sediments Amended with Ethanol or Acetate». Applied and Environmental Microbiology 79 (13): 4173-4177.
• Day, R. A.; Wilhite, R. N.; Hamilton, F.R. (1955). «Stability of Complexes of Uranium(IV) with Chloride, Sulfate and Thiocyanate». Journal of the American Chemical Society 77 (12):3180-3182.
• Hennig, C.; Kraus, W.; Emmerling, F.; Ikeda, A.;. Scheinost, A.C. (2008). «Coordination of a Uranium(IV) Sulfate Monomer in an Aqueous Solution and in the Solid State». Inorganic Chemistry 47 (5): 1634—1638.
• Plášil, J.; Fejfarová, K.; Novák, M.; Dušek, M.; Škoda, R.; Hloušek, J.; Čejka, J.; Majzlan, J.; Sejkora, J.; Machovič, V.; Talla, D. (2011). «Běhounekite, U(SO4)2(H2O)4, from Jáchymov (St Joachimsthal), Czech Republic: the first natural U4+ sulphate». Mineralogical Magazine 75 (6): 2739—2753.
• Mudd, G.M. (2001). «Critical Review of Acid in situ leach uranium mining: 1. USA and Australia». Environmental Geology 41 (3-4): 390—403.
• Závodská, L.; Kosorínová, E.; Scerbáková, L.; Lesny, J. (2008). «Environmental Chemistry of Uranium». HV ISSN 1418-7108.