Уран металлический реакция с водородом

Чтобы перевести уран в тонкий порошок, его сначала гидрируют (см. разд. Уран металлический , способ 5) водородом (о получении Нз высокой чистоты см. т, 1, ч, П, гл. 1), нагревая в течение 1—2 ч в потоке Hj до 275— 280 °С. Реакция начинается по истечении индукционного периода, обычно через 0,5- 5 мин. Когда реакция заканчивается, медленно нагревают гидрид в высоком вакууме до 400 С и оставляют на 10 мин при этой температуре до полного разложения гидрида. Следует избегать слишком быстрого нагревания, так как в этом случае вещество распыляется, и, кроме того, не превышать 400 °С, чтобы не произошло понижения реакционной способности порошка урана. (Соблюдайте осторожность при работе с порошком урана, он. сильно пирофорен ) [c.1327]

Если реакция началась, уран реагирует с водородом с большой скоростью. Однако при одних и тех же условиях наблюдается различный индукционный период эти задержки относят за счет чистоты водорода и гладкости металлической поверхности. Если металл тщательно очищен от окиси, а водород свободен от примеси кислорода (пропусканием через горячий уран), то реакция начинается немедленно. Образование гидрида приводит к пол-Ю)му разрушению металлической структуры при этом гидрид урана образуется в виде объемистого (насыпная плотность 3,4 г/сл ) очень тонкого черного порошка. Скорость реакции достигает максимума вблизи 225° С при давлении водорода в 1 атм. Выше 250 С скорость реакции резко падает. [c.151]

По второму способу обе стадии объединены в одну. Произведено исследование одновременно протекающих реакций водорода и фтористого водорода с металлическим ураном [56]. Небольшие количества (50 г) металлического урана при 250° легко превращаются в тетрафторид при действии смеси водорода и фтористого водорода, взятых примерно в равных молярных концентрациях. Большие количества урана не могут быть обработаны таким простым путем. На поверхности плотного куска металла происходит реакция между гидридом и фтористым водородом, при этом за счет выделяющегося тепла температура настолько поднимается, что скорость образования гидрида становится незначительной (эта скорость быстро уменьшается при приближении к 430°, как указано на стр. 162). Отсюда следует, что для проведения реакции необходимо охлаждение до 350°. Когда имеют дело с большими количествами урана, следует применять механическое перемешивание для удаления корки тетрафторида по мере его образования [57]. С учетом всех этих предосторожностей, можно считать, что применение одновременно протекающих реакций водорода и фтористого водорода с ураном целесообразнее, чем применение ступенчатого процесса. [c.297]

Органические кислоты (муравьиная, уксусная, масляная и др.), разбавленные или безводные, не реагируют с металлическим ураном, но в присутствии хлористого водорода протекают бурные реакции растворения урана с образованием соответствующих солей и (IV). [c.11]

Гидрид урана. Металлический уран быстро реагирует с водородом при 250—300° при этом образуется черный порошок. Реакция обратима [c.549]

Большим преимуществом этого метода является то, что инертный материал удаляется из тепловыделяющих элементов (ТВЭ) па ранних стадиях процесса. Материалы тепловыделяющих элементов могут вступать в реакцию с хлористым водородом при температуре 300—600 и летучий тетрахлорид циркония как из оболочки, так и из сплава удаляется. Уран (и торий) остается в виде нелетучего остатка, который может частью состоять из металла, частью из хлорида. Хлориды растворяются в воде, а металлические остатки — в азотной кислоте. [c.126]

Фтор дороже, чем фтористый водород, поэтому для многих целей удобнее получать тетрафторид урана с помощью фтористо, го водорода, а затем получать гексафторид обработкой тетрафторида газообразным фтором. Однако последняя реакция происходит при высокой температуре и сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому фторирование лучше проводить в жидкой фазе с помощью трехфтористого брома. Металлический уран и окись урана легко и спокойно вступают в реакцию с жидким трехфтористым бромом. Ход реакции можно регулировать путем охлаждения жидкой фазы. Сплавы урана и плутония также легко растворяются в трехфтористом броме, но пока весь уран не перейдет к гексафторид, плутоний остается в виде трифторида и, возможно, частично в виде тетрафторида. Уран может вступать в реакцию и с трехфтористым хлором. Последний легче хранить, с ним легче работать, чем с трехфтористым бромом, но он менее пригоден для фторирования в жидкой фазе. [c.194]

Механизм гидрофторирования металлов изучен мало. При взаимодействии некоторых элементов с HF важное значение может иметь образование промежуточных гидридных фаз. Было показано, что смесь водорода и фтористого водорода позволяет превращать металлический уран в тетрафторид при более низких температурах, чем при реакции с чистым фтористым водородом [154]. [c.337]

Бромистый и иодистый водород (см. гл. 8). Реакции этих соединений с металлическим ураном подробно не изучены. При обработке гидрида урана бромистым водородом образуется трибромид урана. [c.143]

Плавиковая кислота. На компактный металлический уран концентрированная плавиковая кислота действует медленно, даже при температуре 80—90°, вероятно вследствие образования на поверхности урана нерастворимого тетрафторида. Окислители, например перекись водорода, повидимому, заметно не ускоряют реакцию. [c.144]

Органические кислоты. Хотя муравьиная, уксусная, про-пионовая и масляная кислоты (разбавленные или безводные) и не реагируют с металлическим ураном, но в присутствии хлористого водорода или соляной кислоты начинаются быстрые экзотермические реакции, заканчивающиеся образованием соответствующих солей четырехвалентного урана [31]. Ацетат урана может также быть получен действием уксусного ангидрида или ацетил-хлорида на металл. Уран реагирует с бензойной кислотой в эфирном растворе с образованием бензоата урана (IV). [c.145]

Металлический уран является достаточно сильным восстановителем для того, чтобы вытеснять многие металлы из растворов их солей. При действии металлического урана на растворы нитратов ртути (II) или серебра, сульфата меди, хлоридов олова (II), платины (IV) и золота (III) образуются осадки соответствующих металлов [9]. Эта реакция изучена при разработке способов определения урана в металлах. Предложен метод, основанный на растворении урана в соляной кислоте и измерении количества выделяющегося водорода, но [c.145]

В последующих работах проведено повторное исследование реакции между водородом и тетрафторидом. Водород тщательно очищали пропусканием над нагретым металлическим ураном (стр. 141). При проведении реакции в кварцевой трубке при температуре выше 600° выделялись фторсодержащие газы. Продукт реакции, однако, в значительной степени состоял из двуокиси урана. Полученные данные объясняли следующим образом в присутствии следов влаги небольшое количество тетрафторида подвергается гидролизу, причем образуются двуокись урана и фтористый водород последний действует на кварц с образованием тетрафторида кремния и некоторого количества воды. Цикл повторяется до полного превращения тетрафторида урана в двуокись. Такой механизм реакции наиболее вероятен в том случае, когда водород медленно пропускается через систему. При проведении реакции между тетрафторидом урана и водородом в трубке из монель-металла выделения фтористого водорода не наблюдается совсем. Тетрафторид может быть выделен практически неизмененным даже после 48-часовой обработки чистым водородом при 980°. Эти результаты непонятны, поскольку, как указывается ниже, в Англии добились успеха в получении трифторида по существу тем же самым методом. [c.285]

Плотный металлический уран превращается сначала в гидрид при 250°. Чтобы достигнуть полного превращения гидрида в тетрафторид, необходимо тщательное перемешивание. Для второй стадии, повидимому, достаточна температура 200° [5]. Однако если реакционную смесь не перемешивать, то реакция между гидридом урана и фтористым водородом при 270° идет неполно вследствие спекания. Установлено, что если гидрид разложить при 500° и на полученный тонкораздробленный металл действовать фтористым водородом при той же самой температуре, то происходит превращение в тетрафторид с хорошим выходом [55]. [c.297]

По окончании реакции сосуды охлаждают в вакууме, затем их содержимое выгружают в чаны, в которых продукты обрабатывают растворами слабых кислот для удаления окиси кальция. Химическая обработка полученного спека аналогична ужо рассмотренной. Металлический уран получается в виде порошка, размер зерен которого 0,1—0,05 мм. Порошок содержит 98% урана, до 1 о железа, не более 0,19о кислорода, азота и водорода (в сумме) и следы кремния, алюминия и кальция. [c.362]

Четырехфтористый уран может быть получен также мокрым путем — действием плавиковой кислоты на водный раствор сульфата урана 11(804)2. В этом случае осаждаются бледно-зеленые игольч-атые кристаллы гидратированной формы — ир4 2, 5Н2 0. Известно много других способов получения четырехфтористого урана, в том числе реакция взаимодействия фтористого водорода с компактным металлическим ураном в атмосфере водорода, начинающаяся при 250° С. Поскольку во время реакции выделяется водород [c.364]

Гидрид урана можно классифицировать как чрезвычайно активное вещество. Он пирофорен и может самовозгораться на воздухе. Гидрид урана реагирует со многими веществами и его применяют в качестве исходного материала для синтеза многочисленных соединений урана. При повышенных температурах в результате реакции диссоциации на водород и металл он превращается в тонкодисперсный металлический уран так как образование и разложение гидрида урана полностью разрушает компактный металлический уран, то реакция с водородом обычно используется в качестве первого шага для приготовления тонкого порошка металлического урана. Некоторое практическое значение имеет также тот факт, что иНз может реагировать со взрывом с некоторыми хлорированными углеводородами, например с жидким четыреххлористым углеродом. В табл. 5.14 перечислены некоторые химические реакции гидрида урана. Многие из этих реакций, например те, при которых образуются 11С1з и иВгд, используют в лабораторной практике для препаративных целей. [c.155]

Синтез на основе равновесия твердое —газ. Основой синтеза в данном случае является изотерма или изобара системы (см. рис. 22—24). При экзотермичности образующегося соединения в большинстве случаев реакция идет непосредственно. Например, металлический уран энергично поглощает водород при 300° С с образованием индивидуального гидрида иНд. Так же и титан в очень чистом состоянии при взаимодействии с водородом около 400° С дает гидрид состава, близкого к Т1Нз [149, 269]. Изобара Се—Н (см. рис. 20) полностью определяет условия получения дигидрида и тригидрида церия [564]. [c.151]

Стехиометрические количества U и As, соответствующие одному из уравнений реакций, помещают в противоположные концы расположенной горизонтально кварцевой ампулы, которая соединена с вакуумной системой через боковую трубку. После загрузки ампулу откачивают, заполняют водородом и нагревают при 200 °С тот ее конец, в котором содержится уран, чтобы превратить его в гидрид. Затем гидрид снова разлагают при 500 °С до порошкообразного металлического урана. Ампулу вакуумируют, запаивают и нагревают при 600 °С, причем As испаряется и взаимодействует с U. Как только As почти полностью израсходуется, конец ампулы, содержащий продукт взаимодействия, нагревают до 900 °С для завершения реакции. При получении UAsj ампулу перед охлаждением нагревают в течение нескольких часов при 550 °С. [c.1331]

С удельное электрическое сопротивление (т-ра 8—4,2 К) 3,55 мком-см. Н. не становится сверхпроводником даже нри т-ре 0,41 К. Металлический И. парамагнитен. Легко образует сплавы с плутонием и ураном заметно растворим в жидком кадмии. Получены сплавы Н. с алюминием, бериллием, марганцем, металлами семейства железа и платины. И. легко вступает в реакции с водородом, кислородом, азотом, серой и др. элементами, образуя, в зависимости от условий, соединения разного состава. При комнатной т-ре реакции с кислородом и азотом протекают очень медленно. В соляно1"1 кислоте Н. растворяется полностью лишь при наличии фторосиликат-ионов. Металлический Н. получают восстановлением фторида КрР кальцием при нагревании в инертной среде. Н. получается как побочный продукт при выделении плутония из облученного ядерного горючего. Изотоп 237Np образуется в ядерпых реакторах, его используют для получения изотопа к-рый применяют в космических исследованиях и микроэнергетике. [c.53]

Уран образует также UF3, UF5 и промежуточные фториды UnFg н U4F17. Два последних соединения были открыты при изучении реакции между UF4 и UFe. Трифторид урана получается при восстановлении UF4 водородом, алюминием или металлическим ураном. По-видимому, лучшим из этих. методов является восстановление алюминием при 900° С по реакции [c.113]

Уран очень быстро растворяется в соляной кислоте. В результате этой реакции образуется значительное количество черного твердого вещества, вероятно, гидратированной окиси урана, но, по-видимому, осадок также содержит некоторое количество водорода. Добавление незначительных количеств фторосиликатов предотвращает появление черного осадка при растворении. Неокисляющие кислоты, такие как серная, фосфорная и фтористоводородная, реагируют с ураном очень медленно, в то время как азотная кислота растворяет куски урана с умеренной скоростью. Нри растворении тонкоизмельченного урана в азотной кислоте может произойти сильный взрыв. Металлический уран не взаимодействует со щелочами. Добавление окислителя, на-цример перекиси водорода, к растворам едкого натра приводит к растворению урана и образованию растворимых в воде пер-оксиуранатов. [c.150]

Поскольку при нагревании UHj выделяется водород, то в результате термической диссоциации образуется тонкоизмельчен-ный металлический уран. В таком виде он хорошо реагирует с водородом. При температуре 0° С реакция идет довольно быстро и даже при —80° С скорость ее заметна. При температурах жидкого воздуха реакции с водородом не наблюдается, независимо от того, насколько тонко измельчен уран. [c.152]

Дополнительные замечания. Линднер и Кирк [4] показали, что при определенных условиях восстановление ионов уранила происходит медленно и приводит к образованию перекиси водорода. Если в качестве восстановителей, вместо металлического кадмия или цинка, употреблять амальгамированные металлы,, то скорость реакции уменьшается и образование перекиси водорода увеличивается. Реакция восстановления значительно ускоряется при повышении температуры. При работе с большими количествами было показано, что в процессе восстановлени небольшое количество урана восстанавливается до трехвалентного состояния. Однако при постоянном перемешивании небольших количеств раствора в присутствии кислорода воздуха можно избежать образования ионов трехвалентного, урана в количествах, поддающихся измерению. Дополнительной трудностью может явиться малая скорость окисления до ионов уранила. С целью получения) точных данных при определении натрия титрование проводят в оптимальных условиях и устраняют мешающие примеси. Применение этого метода для прямого определения ионов уранила в растворах сложного состава, с которым приходится иметь дело при определении урана, обычно затруднено в связи с наличием мешающих примесей и изменением условий титрования. [c.162]

На этом этапе производства ядерного горючего важнейшее соединение — тетрафторид урана, из которого могут быть получены гексафторид и двуокись урана или металлический уран. Тетрафторид урана можно получать двумя принципиально различными группами способов — водными (осаждением из растворов) и сухими (гидрофторированием твердых соединений газами при повышенных температурах). При газовом методе исходным соединением служит двуокись урана, а фторирующим реагентом — безводный фтористый водород, фториды аммония или фторсодержащие углеводороды. К сухим способам производства тетрафторида урана относятся также процессы получения его термическим разложением осадка аммонийуран-пентафторида, а также разнообразные реакции одновременного термического разложения, восстановления и гидрофторирования в атмосфере фторидов аммония. [c.154]

Растворы гидроокисей щелочных металлов слабо действуют на металлический уран [5, 9, 29]. Растворы едкого натра, содержащие перекись водорода (или смеси перекиси натрия с водой), растворяют уран. Образуются растворимые перуранаты натрия 23]. О подобной реакции с двуокисью урана см. гл. 11. [c.145]

На основании результатов шести опытов определения количества воды,, образовавшейся при сжигании гидрида, приготовленного при 250°, установлен состав между иН2,94 и иН, да [19]. Продукт, приготовленный при 420°, имел тот же состав. Отклонения от формулы иНд, отмеченные в этой работе, хотя и небольшие, выходят за пределы ошибки опыта, однако их можно объяснить, присутствием окислов, карбидов или других различных примесей в исходном металлическом уране. Например, при наличии в порошке металла 0,14% углерода в виде монокарбида урана отношение водород уран должно уменьшиться до 2,91 (при условии, что монокарбид совершенно не восстанавливается водородом) [5]. В одном из исследований [20] показано, что количество примесей в данном известном образце было таким, что при гидрировании его должен был получиться гидриде отношением Н 11, очень близким к экспериментальной величине 2,97. В другой работе было показано, что при реакции известного количества урана с водородом после введения поправки на содержание окисла в металле (которое достигало 11,7%) должен получиться гидрид состава иНд. д [8]. В табл. 59 дано отношение водорода к урану, найденное при различных температурах [6]. Таким образом, формула иНз может счи--таться точно установленной. [c.159]

При проведении этой реакции большое значение имеет регулирование температуры, так как уравнение [4] обратимо и выше 1050° равновесие заметно смещается влево. Реакция может быть проведена в никелевом сосуде, в который загружается смесь тетрафторида со стехиометрическим количеством урана в виде стружек. Смесь нагревают до 250° и затем вводят водород для превращения металла в гидрид. После этого гидрид разлагают при 400° и получают таким образом тесную смесь тетрафторида урана с тонкодисперсным металлическим ураном. Эту смесь сплавляют при 1050° в течение 2 час. в атмосфере аргона. При этом получается черное плотное коксоподобное вещество, которое, как показывает анализ, представляет трифторид с примесью 1 °/о двуокиси урана и уранилфторида. [c.287]

При более высоких температурах металлический уран реагирует также с хлороформом или хлористым водородом. Прямая реакция между гидридом урана и хлором не подходит для использования в лаборатории, так как, раз начавшись при 200°, она уже не поддается регулированию. Гораздо удобнее при получении тетрахлорида из металлического урана использовать последовательг но следующие реакции [9] [c.381]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология