硫酸鈾醯，也稱硫酸雙氧鈾，是一種含鈾的化學物質，分子式是UO2SO4，具有放射性、有毒。具有H2O, 3.5H2O, 3H2O,2.5H2O, 2H2O,1.5H2O,1H2O,0.5H2O多種組成的水合物。其中較重要的是三水合物UO2SO4·3H2O和一水合物UO2SO4·H2O。詞條介紹了硫酸鈾醯的物理性質、化學性質、製備方法、主要用途、安全性以及相關化合物等。
基本介紹
- 中文名：硫酸鈾醯
- 外文名：uranyl sulfate;uranium dioxide sulfate
- 分子式：UO2SO4
- 性質：黃色晶體。溶於水
- CAS：12384-63-3
- 領域：核化學
- 安全性：放射性、有毒
- 別名：硫酸雙氧鈾
簡介,製備方法,主要用途,安全性,相關化合物,
簡介
硫酸鈾醯是一種無機化合物，化學式為UO2SO4，有放射性。存在無水物和各種水合物（0.5到4水）。
硫酸鈾醯為黃色斜方晶繫結晶，在乾燥的空氣中會稍稍風化。.密度（g/cm）：3.28。溶解性：極易溶於水，可溶於乙醇。存在若干種水合物及無水鹽(α和β型)。由水合物在高於300℃溫度下脫水而得(β型在大約755℃下脫水)。
一水合物，UO2SO4·H2O，黃色晶體。室溫下不穩定。在密閉的容器中加熱二氧化鈾和三水硫酸鈾醯混合物至200℃或210℃下加熱二水硫酸鈾醯製得。
二水合物，黃色晶體。從飽和硫酸鈾醯溶液中結晶出來檸檬黃棱形三水合物晶體。從30%～40%的硫酸中結晶出二水合物。加熱三水合物至100℃，可得二水合物。
2.5水合物：黃綠色晶體，五角雙錐體結構。溶於水、濃鹽酸和硫酸。熔點100℃(分解)。在500℃下形成無水化合物。
三水合物，黃綠色晶體。
3.5水合物:黃色晶體，五角雙錐體結構。在室溫下不穩定。
四水合物，黃色晶體。一水合物和三水合物可用於在600℃下從鐵和鋁中浸提出鈾(以硫酸鈾醯的形式)。
硫酸鈾醯是由UO22+與SO42-酸根結合而成的，在紫外線照射下，能發出黃綠色螢光，其水溶液亦呈黃綠色。
硫酸鈾醯具有兩性性質，在酸性介質中以UO22+形式存在，而在pH>5的介質中，則以難溶性的重鈾酸鹽沉澱形式析出。此性質用來濃集鈾或從含鈾廢水中除去鈾。
2UO2SO4 +6NaOH → Na2U2O7↓ +2Na2SO4+3H2O
2UO2SO4 +3CaO → CaU2O7↓ + 2CaSO4 ↓
製備方法
1. 將三氧化鈾溶解在硫酸溶液中，得到產物（水合物）。
硫酸鈾醯也稱硫酸雙氧鈾。對硫酸鈾醯水溶液體系的研究發現有
製法使三氧化鈾與化學計量的硫酸反應，就可生成硫酸鈾醯：
UO3+H2SO4=UO2SO4+H2O
在攪拌下，將19.3mL濃硫酸加入到130mL水中，再往此硫酸溶液中加入100g三氧化鈾的細粉末，三氧化鈾很容易溶解形成黃色的溶液。用玻璃砂芯漏斗過濾除去不溶物，將濾液置於紅外燈下進行濃縮。成糊狀後，放置冷卻，可析出三水合物UO2SO4·3H2O的結晶。用玻璃砂芯漏斗將結晶抽濾出，用乙醇、乙醚洗滌後，在70℃下乾燥。
2. 重鈾酸鹽易溶於無機酸又重新轉變成鈾醯鹽。
(NH4)2U2O7 + 3H2SO4 → 2UO2SO4 + (NH4)2SO4 + 3H2O
主要用途
- 硫酸鈾醯的重水溶液可以用作均相反應堆的燃料。
在核燃料前處理工藝中，常以H2SO4浸取鈾礦石，使鈾以硫酸根絡陰離子形式進入溶液。UO2SO4的重水溶液具有較好的熱穩定性，還可作為均相反應堆的燃料。 - 由於硫酸鈾醯陰離子配合物的穩定常數比硫酸鈾醯等鈾醯的配合物的穩定常數小得多，前者一般僅為0．22，而後者一般在2500，所以在鈾礦提純萃取環節得到了利用。
- 配合物聚合物設計新型分子材料
配位聚合物指的是以金屬中心與有機配體配合，類似於高分子化合物有序的無限延伸，通過自主裝或者定向合成的方法，設計合成結構新穎、性質獨特、種類繁多的新型分子材料。配位聚合物的合成有以下三個顯著特點:a.合成周期短,有機配體可以和金屬中心迅速的配合得到產物；b. 方法簡單，通過有機合成得到配體後一般只需要一步反應就能得到配位聚合物；c. 可以根據需要來設計合成功能配位聚合物。其配位聚合物豐富的結構，在很多領域都有潛在的套用如光學材料、超導材料、磁性材料、微孔材料、催化等。
安全性
1.有毒性
硫酸硫酸硫酸鈾醯有是劇毒，如果吸入或吞下，會對肝臟與腎臟造成很大的危害，若吸收量少，則有累積效應的危險。對水生生物有毒,可能產生長期不良影響在水生環境。
2.放射性
與所有的鈾化合物一樣，它的放射性在一定程度上取決於它的同位素比率。
3.中毒表現
當短期大量進入機體時(如不幸事故)，即可引起急性鈾中毒，此時鈾主要作為一種重金屬毒物而起作用，放射性損害則在晚期才出現。急性中毒時，一般有1-2d的潛伏期，然後出現不適、寒戰、嘔吐。臨床上特異變化是腎臟的急中毒性損害(低比重尿、蛋白尿、透明管型和紅細胞)，繼之可出現血中非蛋白氮增高，毛細血管通透性改變，甚至出現末梢血液變化(白細胞增多)。嚴重病例還可發生尿毒症並伴有中毒性實質性肝炎，甚至致死。輕病例則經過良好。
慢性鈾中毒的特點是長時間無臨床症狀，貌似健康。年幼者漸見發育障礙，成人體重減輕，並逐漸出現植物神經系統功能紊亂或乏力等症狀。血液指標在中毒後幾十天即可出現變化，主要有貧血、血色指數偏高、網織紅細胞增加、白細胞總數增多或減少、淋巴細胞增多、嗜酸性白細胞增加、血小板減少和白細胞質變(有空泡、溶解、固縮、中毒顆粒出現)等。
相關化合物
草酸鈾醯：uranyl oxalate UO2C2O4
硝酸雙氧鈾（硝酸鈾醯）：uranyl nitrate UO2(NO3)2
氯化鈾醯 ：uranylchlorideUO2Cl2
乙酸鈾醯（醋酸雙氧鈾）：uranyl acetate UC6H9O8
氟化鈾醯（氟氧化鈾）：uranyl fluoride UO2F2
