The uranium adalah unsur kimia milik logam jenis seri actinic pada tabel periodik. Simbol kimia yang diwakilinya adalah U , dan memiliki valensi 6. Nomor atomnya adalah 92, itulah sebabnya dikatakan terdiri dari 92 proton dan 92 elektron.
Berat atom uranium adalah berat terbesar dari semua unsur kimia yang dapat kita temukan di alam, sekitar 70% lebih padat daripada timbal. Ini juga sedikit radioaktif, dan telah dikenal sejak 1789, ketika ditemukan oleh ahli kimia Jerman Martin Heinrich Klaproth , penemu unsur lain seperti zirkonium dan titanium. Klaproth menamai unsur uranium yang ditemukan setelah planet Uranus, yang telah ditemukan beberapa tahun sebelumnya.
Penampilan uranium adalah seperti logam perak-abu-abu. Di alam kita dapat menemukannya dalam konsentrasi kecil, membentuk bagian dari komposisi batuan, mineral, makhluk hidup, dll. Itu sebabnya, untuk memanfaatkan unsur ini, kita harus mengekstraknya.
Uranium adalah aktinoid dengan permintaan tertinggi, berkat penggunaannya dalam reaktor nuklir . Uranium di alam ditemukan dalam deposit mineral di hampir seluruh dunia, dan bahkan di air laut kita dapat menemukannya, karena memiliki konsentrasi sekitar 0,003 ppm, menjadi total 5 × 10 ^ 9 ton uranium di semua lautan. Saat ini, metode ekstraksi yang paling ekonomis yang digunakan menggunakan uranium (IV) oksida, UO2, yang diekstraksi dari tambang, dan biasa disebut pitchblende.
Tambang uranium harus berventilasi dengan volume udara segar yang tinggi untuk menghindari tingkat unsur lain, radon, yang dilepaskan dalam peluruhan radioaktif uranium.
Seperti pada sebagian besar ekstraksi logam, rute yang berbeda digunakan. Metode yang akan kami jelaskan adalah metode yang memiliki chemistry yang lebih menarik.
The bijih oksida yang mengandung den uranium (IV) diperlakukan pertama dengan agen oksidasi, seperti besi (III) ion, memproduksi uranium oksida (VI), UO3, melalui reaksi:
UO2 (s) + H2O (l) → UO3 (s) + 2 H ^ + (ac) + 2 e ^ –
Fe ^ 3 + (ac) + e ^ – → Fe ^ 2 + (ac)
Penambahan asam sulfat menyebabkan larutan uranil sulfat yang mengandung kation uranil, UO2 ^ 2 +:
UO3 (s) + H2SO4 (aq) → UO2SO4 (aq) + H2O (l)
Setelah pengotor yang ada telah dihilangkan, amonia ditambahkan ke larutan sebelumnya, untuk memberikan endapan kuning amonium diuranat, (NH4) 2 U2O7:
2 UO2SO4 (aq) + 6 NH3 (aq) + 3 H2O (l) → (NH4) 2 U2O7 (s) + 2 (NH4) 2 SO4 (aq)
Endapan tersebut umumnya dikenal sebagai “kue kuning”. bentuk paling komersial dari uranium.
Untuk digunakan di sebagian besar reaktor nuklir, dan dalam pembuatan bom, perlu untuk memisahkan dua isotop umum yang dimiliki uranium, yaitu U-235 dan U-238. Umumnya ini dilakukan dengan membiarkan gas uranium (VI) fluorida berdifusi melalui membran; molekul yang memiliki massa lebih rendah memiliki kandungan U-235, umumnya melintasi membran lebih cepat. Sekali lagi, ada beberapa cara untuk membuat senyawa seperti itu. Salah satu rute untuk tujuan ini, terdiri dari pemanasan kue kuning, untuk memberikan oksida campuran, uranium oksida (IV) dan VI, U3O8:
9 (NH4) 2 U2O7 (s) → 6 U3O8 (s) + 14 NH3 (g) + 15 H2O (g) + N2 (g)
Senyawa tersebut direduksi dengan hidrogen, menjadi uranium (IV) oksida:
U3O8 (s) + 2H2 (g) → 3 UO2 (s) + 2 H2O (g)
Uranium (IV) oksida diperlakukan dengan hidrogen fluorida, sehingga uranium (IV) fluorida, UF4:
UO2 (s) + 4 HF (g) → UF4 (s) + 2 H2O (l)
Terakhir, uranium (IV) fluorida, yang merupakan padatan hijau, akan dioksidasi menjadi gas uranium (VI) fluorida, UF6, menggunakan difluorin, disintesis:
UF4 (s) + F2 (g) → UF6 (g)
Titik didih uranium (VI) fluorida yang rendah sangat penting untuk pemurnian uranium, serta untuk pemisahan isotopnya. Jika kita membuat perbandingan uranium (IV) fluorida dan uranium (VI) fluorida, kontras yang mereka miliki dalam sifat fisiknya jelas. Sebagai contoh, kita dapat menyebutkan bahwa uranium (IV) fluorida, UF4, meleleh pada 960ºC, sedangkan uranium (VI) fluorida, UF6, menyublim pada 56ºC. Perbedaan ini dapat ditafsirkan dalam kerapatan muatannya, di mana ion uranium (IV) adalah 140 C.mm ^ -3, dan ion uranium (VI), 348 C.mm ^ -3. Itulah mengapa ion 6+ terakhir ini diharapkan cukup terpolarisasi untuk dapat memiliki perilaku kovalen.