Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Уран



 Другие рефераты
Удивительные свойства воды Уксусная кислота Установка газофракционная Утилизация мусора

1. Химические свойства четырех и шести валентного урана.

    Уран -белый металл плотностью 18,3  г/см,  плавящийся  при  температуре
1133  градуса.  Металл  достаточно  активен  -  при  слабом  нагревании   он
загорается  в  присутствии  воздуха.  Он  легко  соединяется   с   серой   и
галогенами, вытесняет водород из разбавленных кислот, с  образованием  солей
четырехвалентного урана, а в очень измельченном виде  вытесняет  водород  из
воды.
    Урановый ангидрит имеет характер амфотерного окисла который при
растворении в кислотах образует соли, где роль металла играет ион (UO^), а
при растворении в щелочах образует кислотные остатки в виде комплексных
соединений.  В химических соединениях уран может находится в четырех
валентных состояниях U3+, U4+,U5+,U6+. U3+  в  природных  условиях  не
существует и может быть получен только в лаборатории. Соединения
пятивалентного урана в основном не  устойчивы и легко разлагаются на
соединения четырех и шестивалентного урана.
                   2UCl5= UCl4+UCl6
    В водных растворах U5+ находят  в  виде  комплексного  иона  (UO2)+.  В
щелочной среде устой чивость иона возрастает.
    Наиболее устойчивыми ионами в природных  условиях  являются  четырех  и
шести   валентный   уран.   Ионы   четырехвалентного   урана   устойчивы   в
востановительной обстановке. Они получаются путем потери двух  электронов  с
s подуровня 7-го уровня d-подуровня 6-го уровня и  f-подуровня  5-го  уровня
при этом образуется ионы с внешним восьмиэлектронным уровнем  аналогичным  с
благородными газами что характерно для литофильных элементов. Это  объясняет
их  высокую  химическую  активность  по  отношению  к  кислороду  и  с  абую
поляризационную способность.
    Известно что кислотные  или  щелочные  свойства  элементов  зависят  от
отношения валентности к ионному радиусу.  Оценку  кислотных  свойств  удобно
производить по диаграмме Картледжа. Здесь же можно  также  оценить  элементы
способные производить изоморфные замещения при условии  сходной  электронной
структуры.  Из  схемы  видно,  что  в  сильнощелочных  растворах  U4+  может
проявлять ангид-
ридные свойства, но в нейтральных и слабокислых активно реагирует
с ионами гидроксила,  а гидроксил четырехвалентного урана  плохо
растворяется в   воде.   Для   U(OH)4  растворимость  составляет
5,2*10-12 моль/л, что в 1000 раз ниже растворимости гидроксида алюминия.
    В отличии от  четырехвалентного  урана  шестивалентный  уран  принимает
более активное участие в геологических процессах.
    Для  UО2(OH)2  растворимость  составляет  3.5*10-9  моль/л.   Константа
диссоциации равна 2*10-22. В неитральной среде  концентрация  ионов  уранила
равна 10-8 моль/л и только в кислых растворах рН=4 она  повышается  до  10-2
моль/л.  Учитывая,  что  в  растворе  могут  присутствовать,  как   продукты
гидролиза, ионы UO2(OH)+,  общая  концентрация  ионов  урана  в  нейтральной
среде не опускается ниже 10-6 моль/л.
    Катион UO2+2 представляет собой линейное образование в центре  которого
находится U4+, а атомы кислорода расположены на  одинаковых  растояниях.  По
данным ионных радиусов было установлено, что связь  атома  урана  с  атомами
кислорода носит ковалентный характер.  При  ковалентной  связи  атомы  имеют
общие элкектроны, которые объясняют  высокую  прочность  соединения.  Низкую
прочность соединений шестивалентного урана объясняется тем  что  весь  заряд
сосредоточен вокруг  урана,  а  не  вокруг  кислорда.  Ионный  радиус  этого
катиона примерно равен 3 А, такой радиус значительно  затрудняет  изоморфное
вхождение  в  кристаллическую   структуру.   Следовательно   самостоятельные
минералы шестивалентного урана могут образовываться в  основном  с  крупными
анионами.  Большие  размеры  катиона  U+6   объясняют   его   накопление   в
мелкозернистых породах.

     2. Распространенность урана в земной коре.

    Несмотря  на  высокий  атомный  номер  и  возможность   распада   ядер,
содержание  урана  в  земной  коре  относительно  высокое.  В  земной   коре
содержится около 2.5*10-4% урана. В коре содержание  урана  достигает  4*10-
4%, в мантии 1.2*10-6% и ядре 3*10-7%.

        2.1 Магматические горные породы.

    Кларк урана сильно меняется  в  зависимости  от  состава  магматических
горных пород. Наибольшее значение КК=14 в щелочных и  ультращелочных  горных
породах. Кларк урана  прямопропорционально  зависит  от  агпаитности  горных
пород. Так самые высокие  содержания  отмечаются  в  агпаитовых  нефелиновых
сиенитах  Ловозерского  массива.  Причем  уран  больше   концентрируется   в
акцессорных мине-
ралах  инрузивных  пород.  При  щелочно-кремнистом  метасоматозе   гранитных
интрузий   часто   происходит   диффузионное   перераспределение   урана   с
извлечением  его  из  кристаллической  решетки  акцессорных   минералов.   В
эффузивных породах до 90% урана находится в стекловидной массе.
    На сегодняшний день магматические рудопроявления промышленного значения
не имеют.

        2.2 Метаморфические горные породы.

    В метаморфических породах содержание урана обычно ниже кларка. Наиболее
высокими содержаниями урана характеризуются углеродисто-кремнистые сланцы  и
богатые калием различные гнейсы.
    При метаморфизме полевошпат-кварцевых пород происходит миграция урана
от центра к периферии толщи.
    Существенное   изменение    содержания    урана    вызывают    процессы
ультраметаморфизма и гранитизации. Особенно значительное  обогащение  ураном
происходит при щелочно-кремнистом метасоматозе.

    2.3 Осадочные породы.

    Накопление урана в осадочных породах  безусловно  происходит  очень  не
равномерно, из-за чего выделяют ряд геохимических комплексов.
    Для грубых терригенных осадков кларки концентрации близки к единице.  В
мелкозернистых породах кларки урана значительно  повышаются.  Сильно  влияет
на содержание  урана  в  осадочных  породах  органическое  вещество,  однако
четкой  связи  не  наблюдается.  Низкое  содержание  урана  характерно   для
известняков и мергелей,  исключение  составляют  битуминозные  разновидности
этих пород. Самые низкие содержания урана отмечены в ангидритах  и  каменных
солях.
    Изучение  геохимии  живого  вещества  показывает,  что   организмы   не
концентрируют  уран.  Однако  отжившие  свой  срок  организмы  на  различных
стадиях диагенеза способны накапливать радиоактивный
элемент до промышленных концентраций. Что они и делают при наличии вод с
окислительной обстановкой, которая способствует миграции урана.  В данных
породах накопление урана связано с наложенными процессами.
    Вместе  с  тем  распространены  предположительно  первично  ураноносные
углеродисто-кремнистые и углеродо-глинистые сланцы. Максимальные  содержания
урана достигают 0.03%. Обогащенные прослои  сложены  углеродистыми  сланцами
обогащенные пиритом и фосфоритами. В не  метаморфизованых  углистых  сланцах
первичных урановых минералов не обнаружено. В  качестве  обогащаемых  ураном
выделяют фосфориты, в  которых  содержание  урана  возрастает  с  повышением
содержания фосфора. Фосфаты часто представлены франколитом  (Са5(PO4,CO3)3F.
Предположительно четырехвалентный уран изоморфно  замещает  в  нем  кальций.
Однако имеются экспериментальные данные говорящее  о  значительной  сорбции,
видимо уранила, фосфатным веществом.

    3. Изоморфизм.

    Изоморфизм -процесс при котором один ион замещает другой. Это  возможно
когда:
 1 колебание ионных радиусов не превышает более
15% при нормальных температурах.
 2 Поляризация этих ионов должна быть одинаковой.
    В изоморфизме с ураном уличены Th4+, Ce4+, Zr4+,  Hf4+,TR3+,Y3+,  Sc3+,
    Ca2+. Причем UO2-ThO2-Ceo2 способны
замещать  друг  друга  в  неограниченных  колличествах.  В  изоморфизме   по
видемому может участвовать только четырехвалентный уран,  так  как  у  ионов
шестивалентного  урана  слишком  большой  ионный  радиус,  а  из-за  высокой
активности металлического урана в природе не обнаружено.

    Уран в различных геологических процессах.

    Не смотря на сравнительно  высокое  содержание  урана  в  магматических
горных породах он практически не  образует  промышленных  концентраций.  Как
уже отмечалось повышенные концентрации этого элемента  отмечены  в  щелочных
породах.  В  Ловозерском  массиве  установлена  следующая  примерная   схема
кристаллизации  магмы:  полевые  шпаты,   нефелин,   эгирин,   лампрофиллит,
эвдиалит,  ферсманит,  лопарит.  По  приведенной  последовательности   можно
предположить, что в  щелочных  расплавах  первыми  кристаллизуются  минералы
содержащие ионы с  меньшими  валентностями.  Причем  чем  выше  концентрация
щелочей относительно  концентрации  высоковалентных  катионов,  тем  сильнее
влияние   этих    щелочей    на    роль    высоковалентных    кватионов    в
минералообразовании.    Так    появление    титанн-цирконий-ниобий-силикатов
определяет начало вовлечение урана в магматическое  минералообразование.  На
этом этапе повышаются содержания урана  в  породообразующих  минералах.  При
повышеной щелочности  относительно  концентрации  Al3+,Fe3+,Ti4+,  циркон  и
торит оразоватся не могут, в  результате  проявляются  ангидридные  свойства
циркония и кристаллизуется  эвдиалит  (Na,Ca)6Zr[Si6O18](Cl,OH),  это  также
справедливо и для урана. По силе основности был составлен  ряд  определяющий
вовлечение указаных элементов в состав породообразующих минералов.
    На основе  изученных  данных  уран  уличен  в  корреляционной  связи  с
относительным  содержанием  щелочей  .  Эта  корреляция  не   имеет   прямой
зависимости ,а подчиняется пропорциональной связи  со  степенью  агпаитности
пород,  отражающей  соотношения  в  магматическом   расплаве   оснований   с
кислотными остатками.
    В  ураноносных   пегматитах   концентрация   редкоземельных   элементов
превышает в 50-80 раз  соответствующие  кларки  .Для  пегматитов  характерно
разделение этих элементов на две группы 
12
скачать работу


 Другие рефераты
Ислам дініндегі хош көрушілік
Теория социальной мобильности Питирима Сорокина
Организация документооборота
Химическое оружие в Балтийском море


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ