Pentacloruro di uranio

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Pentacloruro di uranio
Nome IUPAC
Pentacloruro di uranio
Nomi alternativi
Cloruro di uranio(V)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare UCl5
Massa molecolare (u) 415,29
Aspetto solido bruno rossastro
Numero CAS [13470-21-8]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 3,81
Solubilità in acqua reagisce
Temperatura di fusione > 300 (decomposizione)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossicità acuta tossico a lungo termine pericoloso per l'ambiente
Frasi H 330, 300, 373, 411
Frasi S 20/21, 45, 61

Il pentacloruro di uranio o cloruro di uranio(V) è il composto inorganico con formula UCl5, dove l'uranio ha numero di ossidazione +5. È un solido bruno rossastro volatile e instabile.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

Il pentacloruro di uranio fu scoperto nel 1874 da Henry Enfield Roscoe come sottoprodotto nella preparazione di UCl4.[1]

Struttura[modifica | modifica wikitesto]

UCl5 è un solido bruno rossastro, che può esistere in due diverse forme cristalline. La più comune è la forma α-UCl5, monoclinica, gruppo spaziale P21/n con costanti di reticolo a = 7,99; b = 10,69; c = 8,48 Å e β = 91,5°. Nella cella primitiva sono contenute 5 unità di formula UCl5. Gli atomi di uranio occupano un quinto dei siti ottaedrici, e due di questi ottaedri hanno un lato in comune formando unità dimere U2Cl10.[2] La specie dimera è presente anche allo stato vapore.[3]

La forma β-UCl5 appartiene al sistema triclino, gruppo spaziale P1 , e contiene le stesse unità U2Cl10.[4]

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

UCl5 si può preparare in vari modi. Un metodo prevede la riduzione e clorurazione di UO3 a riflusso in CCl4, a temperatura abbastanza bassa da evitare la formazione di UCl4. Un altro metodo è l'ossidazione di UCl4 con cloro.[5]

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

UCl5 è un composto volatile e instabile. Anche in atmosfera inerte si decompone al di sotto dei 100 °C rilasciando cloro o disproporzionando:[4]

2UCl5 → 2UCl4 + Cl2
2UCl5 → UCl4 + UCl6

UCl5 è molto igroscopico e in acqua disproporziona formando UCl4 e UCl6. Reagisce istantaneamente anche con molti solventi organici come alcoli, acetone, eteri, diossano. È insolubile in benzene e xilene, mentre in solventi anidri come CCl4 e SOCl2 forma soluzioni abbastanza stabili.[4]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

Il composto non è disponibile in commercio. Data la sua instabilità è improbabile incontrarlo al di fuori di laboratori molto specialistici. Il composto non è classificato esplicitamente nella Direttiva 67/548/CE, ma come composto dell'uranio va considerato molto tossico e pericoloso per l'ambiente, nonché radioattivo.[6]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) D. L. Clark, D. W. Keogh, M. P. Neu, W. Runde, Uranium and uranium compounds in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4ª ed., John Wiley & Sons, 1998.
  • D. M. Gruen e R. L. McBeth, Vapor Complexes of Uranium Pentachloride and Uranium Tetrachloride with Aluminum Chloride. The Nature of Gaseous Uranium Pentachloride in Inorg. Chem., vol. 8, nº 12, 1969, pp. 2625-2633.
  • H Martin e K. H. Eldau, Über die Beständigkeit des Uranpentachlorids in Z. anorg. allg. Chem., vol. 251, nº 3, 1943, pp. 295-304, DOI:10.1002/zaac.19432510309.
  • (EN) L. R. Morss, N. M. Edelstein, J. Fuger, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 4ª ed., Springer, 2011, ISBN 978-94-007-0210-3.
  • H. E. Roscoe, Ueber ein neues Uranchlorid in Ber., vol. 7, nº 2, 1874, pp. 1131-1133, DOI:10.1002/cber.18740070260.
  • G. S. Smith, Q. Johnson e R. E. Elson, The Crystal Structure of Uranium Pentachloride in Acta Cryst., vol. 22, 1967, pp. 300-303.
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