Plutonium(IV)fluoride

Plutonium(IV)fluoride
Structuurformule en molecuulmodel
Plutonium(IV)fluoride
Algemeen
Molecuulformule PuF 4 {\displaystyle {\ce {PuF4}}}
IUPAC-naam Plutonium(IV)fluoride
Andere namen Plutonium tetrafluoride
Molmassa 320 g/mol
CAS-nummer 13709-56-3
PubChem 139558
Wikidata Q411484
Fysische eigenschappen
Dichtheid 7,1 g/cm³
Smeltpunt 1027 °C
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Plutonium(IV)fluoride is een chemische verbinding met de formule PuF 4 {\displaystyle {\ce {PuF4}}} . Het is een bruine vaste stof, maar de kleur is afhankelijk van de korrelgrootte, het vochtgehalte, belichting en aanwezigheid van verontreinigingen.[1][2] Her werd vooral gebruikt als bron voor plutoniummetaal in de productie van kernwapens.[3]

Synthese

Plutonium(IV)fluoride ontstaat in de reactie tussen plutonium(IV)oxide, PuO 2 {\displaystyle {\ce {PuO2}}} , of plutonium(III)fluoride, PF 3 {\displaystyle {\ce {PF3}}} , met waterstoffluoride in een stroom zuurstof bij een temperatuur van 450 tot 600 °C. In HF zijn vaak kleine hoeveelheden waterstof aanwezig, zuurstof voorkomt dat dit het reactieproduct reduceert.[4]

PuO 2   +   4 HF ⟶ PuF 4   + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {PuO2 \ + \ 4 HF -> PuF4 \ + 2 H2O}}}
4 PuF 3   +   O 2   +   4 HF ⟶ 4 PuF 4   +   2 H 2 O {\displaystyle {\ce {4PuF3\ +\ O2\ +\ 4HF->4PuF4\ +\ 2H2O}}}

Een andere mogelijkheid is plutonium(VI)fluoride bij een kortere golflengte dan 520 nm met laserlicht te bestralen. In eerste instantie ontstaat Plutonium(V)fluoride, dat bij voorgezette bestraling omgezet wordt in PuF 4 {\displaystyle {\ce {PuF4}}} .

Reacties

Met barium, calcium of lithium reageert PuF 4 {\displaystyle {\ce {PuF4}}} bij 1200 °C tot metallisch plutonium:[5][6][7]

PuF 4 + 2 Ba → 2 BaF 2 + Pu
PuF 4 + 2 Ca → 2 CaF 2 + Pu
PuF 4 + 4 Li → 4 LiF + Pu
Plutoniumtetrafluoridemonster met voorbeeld van één kleur geïllustreerd door verwijzing naar een kleurstandaard[8]
Een monster van plutoniumtetrafluoride geproduceerd op de Hanford-site tijdens de Koude Oorlog en vrijgegeven door de Freedom of Information Act[9][7]
Bronnen, noten en/of referenties
  • Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Plutonium tetrafluoride op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.
  1. ↑ (en) Baldwin, Charles E. (19 mei 1983). Plutonium Chemistry. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. DOI:10.1021/bk-1983-0216.ch024, "Plutonium Process Chemistry at Rocky Flats", 369–380. ISBN 9780841207721.
  2. ↑ (en) Christensen, Eldon L. (19 mei 1983). Plutonium Chemistry. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. DOI:10.1021/bk-1983-0216.ch023, "Present Status and Future Directions of Plutonium Process Chemistry", 349–368. ISBN 9780841207721.
  3. ↑ United States Department of Energy (1997). Linking Legacies: Connecting the Cold War Nuclear Weapons Production Processes to Their Environmental Consequences. United States Department of Energy, Washington D.C., 184; passim.
  4. ↑ Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 71, Transurane, Teil C, pp. 104–107.
  5. ↑ (en) Baldwin, Charles E. (19 mei 1983). Plutonium Chemistry. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. DOI:10.1021/bk-1983-0216.ch024, "Plutonium Process Chemistry at Rocky Flats", 369–380. ISBN 9780841207721.
  6. ↑ (en) Christensen, Eldon L. (19 mei 1983). Plutonium Chemistry. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. DOI:10.1021/bk-1983-0216.ch023, "Present Status and Future Directions of Plutonium Process Chemistry", 349–368. ISBN 9780841207721.
  7. ↑ a b United States Department of Energy (1997). Linking Legacies: Connecting the Cold War Nuclear Weapons Production Processes to Their Environmental Consequences. United States Department of Energy, Washington D.C., 184; passim.
  8. ↑ Pfeiffer, Martin, PuF4 Pics ORO 2019 00475-FN Final Response 20190312_Page_07_Image_0001. Pfeiffer Nuclear Weapon and National Security Archive (March 3, 2019). Geraadpleegd op May 23, 2019.
  9. ↑ Pfeiffer, Martin, FOI 2019-00371.Loaded powder pan at RMC line. Pfeiffer Nuclear Weapon and National Security Archive (March 3, 2019). Geraadpleegd op May 23, 2019.