Uran
| Eigenschaftä | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Allgemeins | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Namä, Symbol, Ornigszahl | Uran, U, 92 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Actinoidä | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppä, Periodä, Block | Ac, 7, f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Usgseh | silbrig-wyss | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massäaateil a dä Erdhülä | 3 · 10-4 % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomars | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommassä | 238,0289 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius | 138,5 pm (α-Uran) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovaläntä Radius | 142 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 186 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronäkonfiguration | [Rn]5f36d17s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronä pro Energieniveau | 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierigsenergie | 597,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierigsenergie | 1420 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierigsenergie | - kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierigsenergie | - kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalischäs | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatszuästand | fescht(Rumtämperatur) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationä | alfa (orthorombisch) beta (tetragonal) gamma (kubisch-körpärzentriärt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | orthorombisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichti (Mohshärti) | 19,1 kg/m3 (-) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | PM | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1405 K (1132 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Südepunkt | 4407 K (4134 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfigswärmi | 417,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärmi | 116 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgschwindigkeit | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifischi Wärmikapazität | - J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrischi Leitfähigkeit | 0,280 µΩ·m (0 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmileitfähigkeit | 27,5 W/(m · K) (300 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemischäs | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszuäständ | +3, +4, +5, +6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | -1,798 V (U3+ + 3e- → U) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,2 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotop | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sowiit möglich und gebrüchlich, werdäd SI-Einheitä verwändät. Wänn nöd anders vermärkt, gältäd di angäbänä Datä bi Normalbedingigä. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uran isch äs schwach radioaktivs, chemischäs Elemänt us äm Periodäsystem mit äm Symbol U und dä Ordnigszahl 92. Uran isch s schwärschtä Elemänt wo i dr Natur vorchunt.
Natürlichs Uran bestaht zu 99,27 % us äm 238U-Isotop, zu 0,711 % us äm 235U-Isotop und zu 0,0055 % us äm 234U-Isotop. Für d Atomindustrie isch vor allem s 235U-Isotop interessant, wills s einzigä natürlich vorkommändä, spaltbarä Material isch. Bis zu närä Tämperatur vo 667,7 °C liht Uran i der alfa-Modifikation vor, vo da a bis zu närä Temperatur vo 774,8 °C i dr beta-Modifiktion und vo da a i dr gamma-Modifikation.
Gschicht
Zum erschtä mal isch Uran vom berlinär Chemiker und Apiteger Martin Heinrich Klaproth im Jahr 1789 us Pächbländi isoliärt wordä. Am 24. Septämber 1789 hät er sini Entdeckig vor dr Preussischä Akademie vo dä Wüssäschaftä bekannt gä und s nach äm Planet Uranus Uranit gnännt. Dr Uranus isch damals dr erdfärnschti Planet gsi wo mär kännt hät und er isch ersch 8 Jahr frühnär entdeckt wordä, Uran s damals schwärschtä bekanntä Elemänt. Scho 1790 hät mär's dänn in Uranium umtauft. Was dr Martin Heinrich Klaproth isoliärt gha hät isch aber keis reins Uran gsi, sonderns s Uranoxid. S reinä Metall isch im Jahr 1841 vom Franzos Eugène Peligot durd redukzion vo Uran(IV)chlorid s erscht mal hergstellt wordä.
Nach sinärä Entdeckig isch s Uran reltiv unbedütänd gsi, mär häts nur zur färbig vo Glas und Keramik verwändät. Ersch mit dr Entdeckig vo dr Chärnspaltig dur dä Otto Hahn und dr Fritz Strassmann im Jahr 1938 isch äs für d Industrie relewant wordä und mär häts i grossä Mängä als "Chärnbrännstoff" für Atomchraftwärch und für Atomwaffä sowiä zur Herstellig vo Plutonium abbaut.
Entstehig
Uran entstoht wie alli chemische Elemente, wo schwerer wie Iise sin, bi ere Supernova, also dr Explosion vume Stern us dr endotherme Fusion vu Iisecherne. Debi gelangt des Element wiider ins interstellar Medium, wo es no bi dr Bildig vu nöie Sunnesysteme au in planetare Körper Igang findet.
Vorkommä
Uran chunt i dr Natur nöd elemäntar vor, sondern nur chemisch bundä, meischt als Uranoxid. S wichtigschtä Uranerz isch dänn au d Pächbländi, wo chemisch gseh Uranoxid (UO2) isch. Anderi bedütändi Uranmineraliä sind zum Bispil Coffinit (USiO4), Autonit (Ca(UO2)2(PO4)2 · 10-12 H2O) und Thorit ((Th,U)SiO4). Gsammthaft sind über hundert Uranmieraliä bekannt.
Di Wältwyt gröschtä bekannt Uranvorkommä liege i dä Provinz Saskatchewan in Kanada. Au in Australiä, Niger, Namibia, Usbekistan, Kasachstan, Russland, dr USA, Südafrika im Iran und z Gabun häts Uranvorkommä wo abbaut werded.
Im Bodä isch Uran fascht überal als Spuräelemänt mit ärä durchschnittlichä Konzentration vo 4 mg/kg enthaltä. Au im Meerwasser sind durchschnittlich öppä 3,3 µg/l Uran enthaltä.
Eigäschaftä
Uran isch äs silbrig-wyss glänzends, relativ weichs Schwärmetall. A dr Luft laufts langsam gälblich a, wills vom Luftsuurstoff oxidiärt wird. Als Pulver isch äs pyrophor, das heisst äs entzündt sich sälber. Es reagiert bi Ruumtämperatur mit Halogen und Halogenwasserstoffsüränä und dä meischtä anorganischä Sürä.Uran(IV)-Salz sind grüändlich.
Uranverbindigä sind für dä Mänsch giftig und lösä Lungen-, Leber- und Nieräschädä us. Usserdem sinds, wills radioaktiv sind, chräbserregänd.
Gwünnig
Uran wird überwigend us Uranerz gwunä. Däbi wirds Erz, meist Pächbländi, mit Schwäfelsüri ufgschlossä, wobi Uranyldisulfato- bzw. Uranyltrisulfato-Jonä ([UO2(SO4)2]2+ bzw. [UO2(SO4)3]4+) entstönd. Us därä Lösig wird mit Ammoniak Polyuranat ((NH4)2U2O7) usgfällt, was mer ufgrund vo sinärä gälä Farb au als "Yellow Cake" kännt. Dä gäli Chuächä wird in Salpetersüri glöst, us äm Nitrat bi 300 °C Uran(VI)oxid gwunä und das mit Wasserstoff bi 700 °C zu Uran(IV)oxid reduziärt. Us däm Oxid macht mer mit Fluorwasserstoff bi 550 °C Uran(IV)fluorid und das chan mär dänn mit Calcium oder Magnesium bi 700 °C zu elementarem Uran reduziärä.
Wänn mär als Chärnbrännstoff reins 235U brucht, laat mer s Uran(IV)fluorid mit Fluor reagiärä la, wobi Uran(VI)fluorid entstaht. Das Uran(VI)fluorid sublimiert bi 57 °C und vo dämm gasförmigä Uran(VI)fluorid chann mär mit hilf vo phyikalischä Methodä wiä Diffusions- und Zentrifugä-Verfahrä s gwünschtä Isotop abtrännä.
Verwändig
Än grossä Teil vom gwunnänä Uran wird als Chärnbrännstoff i Atomchraftwärk verwändät. Usserdem wird s au zum Bau vo Atombombä, Chärnsprängsätz und Zündsätz für Wasserstoffbombä verwändät. Us äm Isotop 238U wird i Chärnreaktorä Plutonium gwunnä.
Frühnär hät mär zum Bau vo Militärflugzüg hüffig ä Uran-Legiärig verwändät, will diä sehr härt sind. Abgrichäräts Uran wird zum Bau vo Munition mit hochär Durchschlagschraft verwändät. Au i dr Atomtechnik wird hüffig mit Uran gschaft, dänn ufgrund vo sinärä hochä Dichti chann märs guät zum abschirmä vo Strahlig verwändä.
Au i dr Chemie wird Uran mängmal verwändät, so chann mär mit Uranylacetat zum Bispil Natrium nachwisä.
Büächer
- Uranium, Plutonium, Transplutonic Elements, by H.C. Hodge, J.N. Stannard, and J.B. Hursh, eds. (New York: Springer-Verlag, 1973.)
- Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger, (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer Netherlands 2005, ISBN 1-4020-3555-1
- Franz J. Dahlkamp: Uranium Ore Deposits. Springer B., 1993, ISBN 3-540-53264-1
Weblink
Commons: Uran – Sammlig vo Multimediadateie