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硫酸鈾酰
鎖定
硫酸鈾酰，也稱硫酸雙氧鈾，是一種含鈾的化學物質，化學式是UO2SO4
[1]
，具有放射性。有毒。具有4H2O，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
[2]
。詞條介紹了硫酸鈾酰的物理性質、化學性質、製備方法、主要用途、安全性以及相關化合物等。
- 中文名
- 硫酸鈾酰
- 外文名
- Uranyl sulfate; uranium dioxide sulfate
- 別 名
- 硫酸雙氧鈾
- 化學式
- UO2SO4
- CAS登錄號
- 12384-63-3
- 性 質
- 黃色晶體。溶於水
- 領 域
- 核化學
- 安全性
- 放射性、有毒
硫酸鈾酰理化性質
硫酸鈾酰為黃色斜方晶系結晶，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℃温度下脱水而得（β型在大約755℃下脱水）。
一水合物，UO2SO4·H2O，黃色晶體。室温下不穩定。在密閉的容器中加熱二氧化鈾和三水硫酸鈾酰混合物至200℃或210℃下加熱二水硫酸鈾酰製得。
二水合物，黃色晶體。從飽和硫酸鈾酰溶液中結晶出來檸檬黃稜形三水合物晶體。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。在室温下不穩定。
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（以硫酸鈾酰的形式）。
硫酸鈾酰是由UO22+與SO42-酸根結合而成的，在紫外線照射下，能發出黃綠色熒光，其水溶液亦呈黃綠色。
2UO2SO4 + 6NaOH → Na2U2O7↓ + 2Na2SO4 + 3H2O
2UO2SO4 + 3CaO → CaU2O7↓ + 2CaSO4 ↓
硫酸鈾酰製備方法
使三氧化鈾與化學計量的硫酸反應，就可生成硫酸鈾酰：
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酰鹽
[5]
。
(NH4)2U2O7 + 3H2SO4 → 2UO2SO4 + (NH4)2SO4 + 3H2O
硫酸鈾酰應用領域
- 硫酸鈾酰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。
- 由於硫酸鈾酰陰離子配合物的穩定常數比硫酸鈾酰等鈾酰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。
硫酸鈾酰安全信息
1.有毒性
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。臨牀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牀症狀，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。
硫酸鈾酰相關化合物
氯化鈾酰 ：uranylchloride UO2Cl2
乙酸鈾酰（乙酸雙氧鈾）：uranyl acetate UC6H9O8
氟化鈾酰（氟氧化鈾）：uranyl fluoride UO2F2
