Il pentacloruro di uranio o cloruro di uranio(V) è il composto inorganico con formula UCl5, dove l'uranio ha numero di ossidazione +5. È un solido bruno rossastro volatile e instabile.
Storia
Il pentacloruro di uranio fu scoperto nel 1874 da Henry Enfield Roscoe come sottoprodotto nella preparazione di UCl4.[1]
Struttura
UCl5 è un solido bruno rossastro, che può esistere in due diverse forme cristalline. La più comune è la forma α-UCl5, monoclinica, gruppo spaziale P21/n con costanti di reticolo a = 7,99; b = 10,69; c = 8,48 Å e β = 91,5°. Nella cella primitiva sono contenute 5 unità di formula UCl5. Gli atomi di uranio occupano un quinto dei siti ottaedrici, e due di questi ottaedri hanno un lato in comune formando unità dimere U2Cl10.[2] La specie dimera è presente anche allo stato vapore.[3]
La forma β-UCl5 appartiene al sistema triclino, gruppo spaziale P1 , e contiene le stesse unità U2Cl10.[4]
Sintesi
UCl5 si può preparare in vari modi. Un metodo prevede la riduzione e clorurazione di UO3 a riflusso in CCl4, a temperatura abbastanza bassa da evitare la formazione di UCl4. Un altro metodo è l'ossidazione di UCl4 con cloro.[5]
Reattività
UCl5 è un composto volatile e instabile. Anche in atmosfera inerte si decompone al di sotto dei 100 °C rilasciando cloro o disproporzionando:[4]
- 2UCl5 → 2UCl4 + Cl2
- 2UCl5 → UCl4 + UCl6
UCl5 è molto igroscopico e in acqua disproporziona formando UCl4 e UCl6. Reagisce istantaneamente anche con molti solventi organici come alcoli, acetone, eteri, diossano. È insolubile in benzene e xilene, mentre in solventi anidri come CCl4 e SOCl2 forma soluzioni abbastanza stabili.[4]
Tossicità / Indicazioni di sicurezza
Il composto non è disponibile in commercio. Data la sua instabilità è improbabile incontrarlo al di fuori di laboratori molto specialistici. Il prodotto non è classificato esplicitamente nella Direttiva 67/548/CE, ma come composto dell'uranio va considerato molto tossico e pericoloso per l'ambiente, nonché radioattivo.[6]
Note
Bibliografia
- (EN) D. L. Clark, D. W. Keogh, M. P. Neu, W. Runde, Uranium and uranium compounds, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4ª ed., John Wiley & Sons, 1998.
- D. M. Gruen e R. L. McBeth, Vapor Complexes of Uranium Pentachloride and Uranium Tetrachloride with Aluminum Chloride. The Nature of Gaseous Uranium Pentachloride, in Inorg. Chem., vol. 8, n. 12, 1969, pp. 2625-2633.
- H Martin e K. H. Eldau, Über die Beständigkeit des Uranpentachlorids, in Z. anorg. allg. Chem., vol. 251, n. 3, 1943, pp. 295-304, DOI:10.1002/zaac.19432510309. URL consultato il 5 novembre 2013.
- (EN) L. R. Morss, N. M. Edelstein, J. Fuger, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 4ª ed., Springer, 2011, ISBN 978-94-007-0210-3.
- H. E. Roscoe, Ueber ein neues Uranchlorid, in Ber., vol. 7, n. 2, 1874, pp. 1131-1133, DOI:10.1002/cber.18740070260. URL consultato il 5 novembre 2013.
- G. S. Smith, Q. Johnson e R. E. Elson, The Crystal Structure of Uranium Pentachloride, in Acta Cryst., vol. 22, 1967, pp. 300-303.
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