5. Cấu trúc luận văn
1.1.2.4. Muối của Thori và Urani
Muối của Thori
Trong các muối của Th(IV) thì muối nitrat, clorua, sunfat và peclorat tan trong nước, cịn các muối cacbonat, photphat và florua khơng tan. Những muối tan bị thủy phân trong nước tạo kết tủa Th(OH)4. Khi kết tinh từ dung dịch nước, những muối này thường ở dạng hydrat như Th(NO3)4.4H2O, Th(NO3)4.12H2O, Th(SO4)2.4H2O.
* Muối của Urani - Muối Uranyl
Muối Uranyl là muối trong đĩ Urani(VI) ở dạng oxocation UO22+ . Các muối nitrat, sunfat, clorua dễ tan trong nước và dễ kết tinh. Các muối của UO22+
với oxalat, sunfua, cacbonat khơng tan.
Dung dịch muối Uranyl trong mơi trường axit (pH = 2,5-3,5) tác dụng với H2O2 tạo nên kết tủa màu vàng UO4.2H2O.
UO2(NO3)2 + H2O2 + 2H2O → UO4.2H2O + 2HNO3 (1.49) -Muối Uranat
Những hợp chất UO3 và UO2(OH)2 khi tác dụng với dung dịch kiềm mạnh và đặc hay kiềm nĩng chảy tạo nên những Uranat cĩ các cơng thức chung là M2U2O7, M2UO4, M4UO5, M’3UO6 ( trong dĩ M: kim loại kiềm; M’: kim loại kiềm thổ).
2UO3 + Li2CO3 → Li2U2O7 +CO2 (1.50)
Li2U2O7 + Li2CO3 → 2Li2UO4 +CO2 (1.51) -Muối Uran hexahalogenua
Urani tạo nên hexaflorua UF6 và hexaclorua UCl6. Urani hexaflorua là chất rắn màu trắng, nĩng chảy ở 64,5 oC và thăng hoa ở 56,4 oC (áp suất thường). Là chất dễ bay hơi, UF6 được dùng để phân chia các đồng vị của Urani
màu lục thẩm nĩng chảy ở 177 oC. Chúng bị thủy phân mạnh trong hơi ẩm của khơng khí:
UX6 + 2H2O → UO2X2 + 4HX (1.52)
Chúng là chất oxi hĩa mạnh, tác dụng mãnh liệt với nhiều kim loại. Urani hexaflorua là một trong những tác nhân flo hĩa mạnh.
1.1.3. Khả năng tạo phức của Th(IV), U(VI)
Cấu hình electron của nguyên tử Thori, Urani lần lượt là [Rn]6d27s2, [Rn]5f36d17s2. Với cấu hình này nguyên tử Thori cĩ xu hướng mất đi 4 electron hĩa trị để tạo thành ion cĩ số oxi hĩa +4, trong khi đĩ nguyên tử U cĩ xu hướng thể hiện số oxi hĩa +3 đến +6 nhưng đặc trưng nhất là số oxi hĩa +6 [21],[36].
Các ion của Thori và Urani cĩ điện tích lớn và bán kính tương đối bé và cịn các obitan d và f trống nên cĩ năng tạo phức phong phú với các phối tử vơ cơ và hữu cơ. Trong các phức, Thori và Urani thường cĩ số phối trí từ 6 - 12 [20],[67],[78]. Sự tạo phức với các phối tử vơ cơ là các anion mơi trường đĩng vai trị quan trọng trong quá trình chiết [1],[38],[65]. Các anion của mơi trường như: NO3-,Cl- ,SCN- ,SO42- thường tạo phức yếu với các ion Th4+, UO22. Hằng số tạo phức nằm trong khoảng 10-2 - 102. Phức chất bền hơn là phức chất với các phối tử hữu cơ như axit cacboxylic, hiđroxiaxit, aminoaxit… và đặc biệt quan trọng là phức chất với các phối tử vịng càng loại aminopolicacboxylic như: EDTA, DTPA, NTA… Hằng số bền của các phức này lên tới >1020
[1],[79].
Các tác nhân tạo phức chất như: EDTA, NTA, DTPA, CDTA… được sử dụng nhiều để phân chia Thori, Urani và các NTĐH bằng phương pháp trao đổi ion. Trong khi đĩ các phối tử là tác nhân chiết như: HDEHP, TBP, TOPO, TPPO,… được sử dụng nhiều trong cơng nghiệp để tách Thori, Urani bằng kỹ thuật chiết lỏng - lỏng [14],[18],[35],[54],[62].
1.1.4. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng