Uran(VI)-oxid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von γ-Urantrioxid
γ-Uran(VI)-oxid
Allgemeines
Name	Uran(VI)-oxid
Andere Namen	Urantrioxid
Verhältnisformel	UO3
Kurzbeschreibung	gelb-orangefarbene Kristalle<ref name="CRC"/>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 215-701-9 ECHA-InfoCard 100.014.274 PubChem 74013 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	286,03 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,3 g·cm−3<ref name="CRC">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.</ref>
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Datei:ISO 7010 W003.svg Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.240.790">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 in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS">Eintrag zu Uranverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref><ref>Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung.</ref> Gefahr H- und P-Sätze H: 330​‐​300​‐​373​‐​411 P: ?
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Uran(VI)-oxid (auch Urantrioxid, UO₃) ist eine chemische Verbindung des Urans, die je nach Modifikation gelbe oder orange Kristalle bildet und zu den Schwermetalloxiden gehört.

Darstellung

Uran(VI)-oxid wird durch Erhitzen von Uranylverbindungen wie Uranylnitrat-Hexahydrat in einer Sauerstoffatmosphäre bei 600 °C dargestellt.<ref>A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1971.</ref>

Es kann auch durch Reaktion von Uran(V,VI)-oxid mit Sauerstoff bei hohem Druck dargestellt werden, wobei je nach Druck und Temperatur verschiedene Modifikationen entstehen.<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1225.</ref>

<chem>2 U3O8 + O2 -> 6 UO3</chem>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Uran(VI)-oxid ist aufgrund des Urangehaltes radioaktiv. Man kennt eine amorphe und sechs verschiedene kristalline Modifikationen, in denen Uran die Koordinationszahl 6 oder 7 hat.

• α-UO₃ kann aus amorphem Uran(VI)-oxid durch Erhitzen auf 500 °C bei einem Sauerstoff-Partialdruck von 40 Bar als beiges kristallines Pulver erhalten werden. Es hat eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe C2mm (Raumgruppen-Nr. 38, Stellung 4)Vorlage:Raumgruppe/38.4.<ref>B. O. Loopstra, E. H. P. Cordfunke: On the structure of alpha UO₃. In: Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique 85, S. 135–142.</ref>

• β-UO₃ wird aus α-UO₃ bei 550 °C und einem Sauerstoffpartialdruck von 40 Bar als oranges oder rotes Pulver erhalten. Es bildet sich auch beim Erhitzen von Ammoniumdiuranat auf 500 °C in Luft. β-UO₃ kristallisiert in der monoklinen Raumgruppe P2₁ (Raumgruppen-Nr. 4)Vorlage:Raumgruppe/4.<ref>P. C. Debets: The Structure of β-UO₃. In: Acta Crystallographica, 1966, 21, S. 589–593 (doi:10.1107/S0365110X66003505)</ref>

• γ-UO₃ entsteht beim Erhitzen von Uranylnitrat-Hexahydrat in Luft auf 400–600 °C als gelbes Pulver. Es kristallisiert in der tetragonalen Raumgruppe I4₁/amd (Raumgruppen-Nr. 141)Vorlage:Raumgruppe/141. Bei 50 °C geht es in eine orthorhombische Struktur mit der Raumgruppe Fddd (Raumgruppen-Nr. 70)Vorlage:Raumgruppe/70 über.<ref>B. O. Loopstra, J. C. Taylor, A. B. Waugh: Neutron Powder Profile Studies of the Gamma Uranium Trioxide Phases. In: Journal of Solid State Chemistry, 1977, 20, S. 9–19 (doi:10.1016/0022-4596(77)90046-9)</ref>

• δ-UO₃ bildet sich beim Entwässern von β-UO₃·H₂O bei 375 °C in Luft als tiefrotes Pulver. Die Kristallstruktur ist kubisch mit der Raumgruppe Pm3m (Raumgruppen-Nr. 221)Vorlage:Raumgruppe/221.<ref>M. T. Weller, P. G. Dickens, D. J. Penny: The Structure of δ-UO₃. In: Polyhedron, 1988, 7 (3), S. 243–244 (doi:10.1016/S0277-5387(00)80559-8)</ref>

• ε-UO₃ bildet sich aus U₃O₈ in NO₂ bei 250–375 °C als rotes Pulver.

• ζ-UO₃ ist eine Hochdruckmodifikation, die sich bei 30 kbar und 1100 °C bildet. Es kristallisiert in der orthorhombischen Raumgruppe P2₁2₁2₁ (Raumgruppen-Nr. 19)Vorlage:Raumgruppe/19.<ref>S. Siegel, H. Hoekstra, E. Sherry: The Crystal Structure of High-Pressure UO₃. In: Acta Crystallographica, 1966, 20, S. 292–295 (doi:10.1107/S0365110X66000562)</ref>

Frisch erzeugtes Uran(VI)-oxid aus irdischem Natururan hat eine spezifische Aktivität von 21050 Bq/g.

Chemische Eigenschaften

Uran(VI)-oxid ist amphoter. In sauren Lösungen bildet es Uranylionen UO₂²⁺. Im alkalischen Milieu werden Oxouranate gebildet. Bei 700–900 °C zerfällt es in Triuranoctoxid.

Datei:UO3 Anhydrous.jpg

Uran(VI)-oxid (wasserfrei)

Datei:Uran(VI)-oxid (als Hydrat).jpg

Uran(VI)-oxid (als Hydrat)

Verwendung

Der größte Teil wird im Zuge der Urankonversion zu Urandioxid weiterverarbeitet, sonst gibt es keine wichtige Verwendung.

Toxikologie

Die chemische Giftigkeit dieses Metalloxids ist viel gefährlicher als seine Radioaktivität. Es muss also vor allem Vorsorge gegen Vergiftung getroffen werden.

Einzelnachweise

<references />

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).