Mavzu: Aktinoidlar ishlatilish sohalari va eng muhim birikmalari Reja

AKTINOIDLAR GEKSAFTORIDLARINI OLINISH METODLARI
Aktinoidlar geksaftoridlarini sintez metodlari.
Hozirgi kunda uran, neptuniy va plutoniy geksaftoridlari mavjud. Uran, neptuniy va plutoniy geksaftoridlarini olish uchun har qanday ftorlovchi reagentlardan foydalanish mumkin, ularni qattiq, suyuq va gazsimon holatlarda qo’llash mumkin. Masalan, oddiy ftor, galogenftoridlar (ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₅, IF₇), xlor oksoftoridlari (ClO₂F, ClO₃F), kislorod ftoridlari(F₂O, F₂O₂), oltingugurt ftoridlari (SF₄, SF₆), nodir gazlar (XeF₂, XeF₄, XeF₆, KeF₂) va boshqa metallarning ftoridlari (AgF₂, HgF₂, VF₅, CoF₆, PdF₃, PtF₆) ni ftorlovchi reagent sifatida qo`llash mumkin.
Ftor bilan ftorlash
Ftor universal ftorlovchi agentlar qatoriga kiradi. Ular U, Np va Pu geksaftoridlarini sintezlashga imkoniyatlar yaratadi. Uni yuqori kimyoviy faollik ajratadi. U bevosita hamma nometallar bilan kirishadi, istisno sifatida azot va yengil nodir gazlar (He, Ne, Ar) metallar ularni eng yuqori oksidlash formasiga o’tkaziladi. Berilgan ishlar bo’yicha tuzilgan 2-jadvalda amaliy qiziqishni keltirib chiqaradigan U, Np va Pu birikmalarning gazsimon ftor bilan ftorlash qoidalari ko’rsatilgan.
U–Np–Pu–Am– geksaftoridlar yaratish qobilyati qatori. Urandan plutoniygacha aktinoidlar tetraftoridlarini ftorlash tezligi kamayib boradi:
UF₄ > NpF₄ > P₄F₄.
Uran va uning birikmalarni geksaftoridgacha ftorlash reaksiyasi juda katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan boradi. Ftorlash reaksiyasidagi entalpiyani o’zgarishi ( H_f⁰₂₉₈) quyidagi qatorda susayadi:
UO₂ > U₃O₈ > UO₃ > UO₂F₂ > UF₄.
Ftorlash reaksiyasida ftor bosimini oshirish natijasida reaksiya tezlashishi kuzatiladi. Ftorning bosimi baland (5MPa) bo’lganda ftorlash temperaturasini 413 K gacha pasaytirish mumkin.
UF₄ ni ftor bilan reaksiyasi tadqiqotini, bosim ostida ikki bosqichda o’tkazamiz:
2UF₄ + F₂ → 2UF₅
2UF₅ + F₂ → 2UF₆
353 K temperaturada shuni ko’rsatadiki, bunda birinchi bosqichda tezlik ftor bosimini 0,4 dan 1,1 MPa gacha oshirganda va solishtirma sirtni UF₄ 610³ dan 10⁴ m²/ kg gacha oshirganda ortadi.
NiF₂ va CuF₂ katalizatorlar ishtirokida UF₄ va UO₂F₂ larni F₂ bilan katalitik ta’sir ko’rsatadi, ularni tezligini bir necha marotaba oshiradi. Ular ftor bo’yicha reaksiyani tartibini kamaytirishi mumkin, birdan ham kam qiladi, shuningdek faollanish energiyasini oshirishi, kamaytirishi yoki o’zgarmas qilishi mumkin. PuO₂ va PuF₄ larni katalitik ftorlash ma’lumotlari 3 - jadvalda keltirilgan.

katalitik harakterga ega, ammo ularning plutoniy birikmasi bilan ftorlovchi protsessi ta’siri UF₄ nikiga qaraganda kam darajada. Ftorlanuvchi birikmada katalizatorni oshirilishi bilan reaksiyani tezligi oshiriladi, maksimumga yetgandan keyin kamayadi. NiF₂, CoF₃ ga qaraganda ancha katta katalitik harakatga ega.

UF₆ va PuF₆ larni hosil bo’lish jarayonida BiF₅ ni ham katalizator sifatida qo`llash mumkin. CaF₂ va MgF₂ larni UF₄, UO₂ va UO₂F₂ larga ftorlash jarayonidagi ta’siri ustida tadqiqotlar o’tkazilgan. Oldingi katalizatorlardan farqli o’laroq bu ftoridlar mahsus tayyorlashni talab qilmaydi, chunki uran chiqaruvchi qo’shimcha mahsulot hisoblanadi. MgF₂ ni UO₂ ga qo’shsak reaksiyani tezligini tahminan 3,5 marta oshiradi, CaF₂ esa 9,5 marta. Agar katalizator yo’q bo’lsa UO₂ ni ftorlash tezligi UF₄ nikiga qaraganda 20 marta kamayadi, CaF₂ ni qo’shganda esa faqat 3 marta kamayadi. UO₂ va UO₂F₂ larni ftorlaganda CaF₂ ning katalitik effekti MgF₂ ga qaraganda kuchliroq ifodalanadi, ehtimol natijada uning solishtirma sirti ham ancha baland bo’ladi. CaF₂ ni 0 dan 50% gacha massasini oshirish, UO₂F₂ ni ftorlash paytida reaksiyani tezligini 6 marta oshirgan.
Geksaftoridlarni sintezlashda past temperaturali metodlar bilan elementar ftorni qo’llash ma’lum. Yanаdа sаmаrаli ftоrlоvchi аgent sifаtidа аtоmаr ftоrni ko’rsаtish mumkin. Аyrim хоllаrdа uning reаksiоn qоbiliyati ftоrnikidаn 10 mаrtа kаttа bo’lаdi. Аtоmаr ftоr ishlаtishdа pаst hаrоrаtlаrdа (373 K dаn pаstdа) nоdir metаllаr (Os, Ir, Pt, Ru, Rh) geksаftоridlаrini sintez qilish mumkin, ulаrni оdаtiy ftоrlаsh yo’li bilаn оlish judа qiyin. Shuningdek nоdir gаzlаr (XeF₂, XeF₄, XeF₆, KrF₂) vа gаlоgenlаrning (ClF₅, BrF₅) ftоridlаri hаm pаst hаrоrаtdа (77 K) sintez qilingаn. Urаn tetrаftоridlаri vа оksidlаrini (UO₂, U₃O₈) аtоmаr ftоr qo’llаb pаst hаrоrаtdа yuqоri tezlikdа geksаftоridlаrgа аylаntirish ko’rsаtilgаn. Ushbu usullardаn urаn birikmаlаrini аjrаtib оlish vа qo’shimchаlаrdаn tоzаlаshdа fоydаlаnilаdi.