四塩化ウラン

四塩化ウラン

名前
IUPAC名 塩化ウラン(IV)
その他の名前 テトラ クロロウラン 四塩化 ウラン 塩化ウラン
識別子
CAS番号	10026-10-5 はい
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
ケムスパイダー	19969614 はい
ECHA 情報カード	100.030.040
EC番号	233-057-7
パブケム CID	66210
ユニ	8E7IB152RL はい
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ１０６４９０６
InChI InChI=1S/4ClH.2U/h4*1H;;/q;;;;2*+2/p-4 はい キー: AYQSGSWJZFIBLR-UHFFFAOYSA-J はい InChI=1/4ClH.2U/h4*1H;;/q;;;;2*+2/p-4 キー: AYQSGSWJZFIBLR-XBHQNQODAS
笑顔 [U+4].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-]
プロパティ
化学式	塩化物
モル質量	379.84 グラム/モル
外観	オリーブグリーン無地
密度	4.87グラム/ cm3
融点	590 °C (1,094 °F; 863 K)
沸点	791 °C (1,456 °F; 1,064 K)
水への溶解度	加水分解
溶解度	塩酸に可溶
構造
結晶構造	八面体
関連化合物
関連化合物	三塩化ウラン、五塩化ウラン、六塩化ウラン
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 いいえ 確認する （何ですか  ？） はいいいえ インフォボックス参照

四塩化ウランは、化学式 UCl _{4で表される}無機化合物、ウランと塩素の塩です。吸湿性のあるオリーブグリーンの固体です。ウラン濃縮の電磁同位体分離(EMIS) プロセスで使用されました。有機ウラン化学の主な出発物質の 1 つです。

四塩化ウランは、一般的に三酸化ウラン(UO ₃ ) とヘキサクロロプロペンの反応によって合成されます。溶媒 UCl _{4付加物は、有機溶媒中の UI 4}と塩化水素のより簡単な反応によって形成されます。

_{四塩化ウランは九水和物も形成し、これはUCl4}の弱酸性溶液を蒸発させることによって生成することができる。^[1]

X線結晶構造解析によると、ウランの中心は8配位で、8つの塩素原子に囲まれており、そのうち4つは264pm、残りの4つは287pmにある。^[2]

プロトン性溶媒への溶解はより複雑です。 UCl _{4 を}水に加えると、ウラン水イオンが形成されます。

UCl ₄ + x H ₂ O → [U(H ₂ O) _x ] ⁴⁺ + 4Cl ⁻

水イオン[U(H ₂ O) _x ] ⁴⁺（xは8または9 ^[3]）は強く加水分解される。

[U(H ₂ O) _x ] ⁴⁺ ⇌ [U(H ₂ O) _{x −1} (OH)] ³⁺ + H ⁺

この反応のpKaは約1.6であるため^{[4] 、加水分解は1 mol dm −3}以上の酸度（pH < 0）の溶液でのみ起こらない_。pH ^{> 3ではさらに加水分解が起こる。アクアイオンの弱いクロロ錯体が形成される可能性がある。[UCl] 3+} (aq)の形成に関するlog K値の公表された推定値は、同時加水分解を扱うのが難しいため、-0.5から+3の範囲である。^[4]

アルコールの場合、部分的な溶媒分解が起こる可能性があります。

UCl ₄ + x ROH ⇌ UCl _{4− x} (OR) _x + x HCl

四塩化ウランは、ルイス塩基として作用するテトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性溶媒に溶解します。式 UCl ₄ L _xの溶媒和物が形成され、分離することができます。溶媒には溶解した水がまったく含まれていてはいけません。そうでないと加水分解が起こり、溶媒 S が放出されたプロトンを拾います。

UCl ₄ + H ₂ O + S ⇌ UCl ₃ (OH) + SH ⁺ +Cl ⁻

溶媒分子は、次のような反応で他の配位子に置き換えられることがある。

UCl ₄ + 2Cl ⁻ → [UCl ₆ ] ²⁻ .

他の金属イオンの錯体が水溶液中に形成される場合と同様に、溶媒は示されません。

_{UCl 4}溶液は空気による酸化を受けやすく、その結果ウラニルイオンの錯体が生成されます。

四塩化ウランは、四塩化炭素と純粋な二酸化ウランUO ₂を370 °C で反応させることにより商業的に生産されます。ウラン濃縮の電磁同位体分離(EMIS) プロセスの原料として使用されてきました。1944 年以降、オークリッジ Y-12 工場はUO _{3 を}アーネスト O. ローレンスのアルファ カルトロン用のUCl ₄原料に変換しました。その主な利点は、カルトロンで使用される四塩化ウランが、他のほとんどの濃縮技術で使用される六フッ化ウランほど腐食性がないことにあります。このプロセスは 1950 年代に放棄されました。しかし、1980 年代にイラクが核兵器プログラムの一環として予期せずこのオプションを復活させました。濃縮プロセスでは、四塩化ウランがウランプラズマにイオン化されます。

次に、ウランイオンは加速され、強力な磁場を通過します。半円に沿って移動した後、ビームは、外壁に近い枯渇した領域と、内壁に近い 235 U が濃縮された領域に^分割されます。強力な磁場を維持するために大量のエネルギーが必要であり、ウラン原料の回収率が低く、施設の運用が遅く不便なため、大規模な濃縮プラントではこの方法は選択されません。

溶融塩炉の原子炉燃料として溶融ウラン塩化物・アルカリ塩化物混合物を使用する研究が行われている。塩化リチウム・塩化カリウム共晶に溶解した四塩化ウラン溶融物も、熱化学核再処理によって照射済み核燃料からアクチニドを回収する手段として研究されている。^[5]

すべての水溶性ウラン塩と同様に、四塩化ウランは腎毒性（腎臓に有毒）があり、摂取すると重度の腎障害や急性腎不全を引き起こす可能性があります。