Plutonium(III)-fluorid

Kristallstruktur
__ Pu3+     __ F−
Kristallsystem	hexagonal
Raumgruppe	$P\bar3c1$
Gitterkonstanten	a = 709,3 pm c = 725,4 pm[1]
Koordinationszahlen	Pu[9], F[3]
Allgemeines
Name	Plutonium(III)-fluorid
Andere Namen	Plutoniumtrifluorid
Verhältnisformel	PuF3
CAS-Nummer	13842-83-6
PubChem	139624
Kurzbeschreibung	violette Kristalle[1]
Eigenschaften
Molare Masse	301,06 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	9,3 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	1396 °C[1]
Siedepunkt	1957 °C[1]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Radioaktivität
Radioaktiv
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−371 ± 3 kcal·mol−1[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Plutonium(III)-fluorid ist eine chemische Verbindung bestehend aus den Elementen Plutonium und Fluor. Es besitzt die Formel PuF₃ und gehört zur Stoffklasse der Fluoride.

Darstellung

Plutonium(III)-fluorid ist schwerlöslich und entsteht durch die Umsetzung einer wässrigen Plutonium(III)-nitratlösung mit Fluoridsalzen im Sauren.^[4]

$\mathrm{Pu^{3+}\ _{(aq)} +\ 3\ F^- \ _{(aq)} \longrightarrow \ PuF_3\ _{(s)} \downarrow}$

Eigenschaften

Plutonium(III)-fluorid bildet violette Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 1396 °C.^[1] Es kristallisiert in der Lanthanfluoridstruktur mit den Gitterparametern a = 709,3 pm und c = 725,4 pm.^[1] Hierbei ist jeder Plutoniumkern von neun Fluorkernen in einer verzerrten dreifach-überkappten trigonal-prismatischen Struktur umgeben. Es ist sublimierbar und hat eine größere Flüchtigkeit als Americium(III)-fluorid.^[5][6]

Verwendung

Um Plutonium zur Wiederaufbereitung durch Ausfällung aus Lösungen abtrennen zu können, wurde eine Methode zur Ausfällung als Plutonium(III)-fluorid entwickelt, um eine Alternative zur bisherigen Plutoniumperoxidmethode zu haben.^[7] Eine Studie des Los Alamos National Laboratory aus dem Jahr 1957 berichtet, dass diese Methode gegenüber dem bisherigen Verfahren weniger effektiv sei,^[8] während eine neuere Studie, die vom US-Office of Scientific and Technical Information in Auftrag gegeben wurde, diese als eine eher effektivere Methode darstellt.^[9][10]

Sicherheitshinweise

Einstufungen nach der Gefahrstoffverordnung liegen nicht vor, obwohl die chemische Giftigkeit bekannt ist. Wichtig sind die auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren, sofern es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g} Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 71, Transurane, Teil C, S. 101–104.
2. ↑ Plutonium(III)-fluorid bei www.webelements.com.
3. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. ↑ G. A. Burney, F. W. Tober: "Precipitation of Plutonium Trifluoride", in: Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 1965, 4 (1), S. 28–32; doi:10.1021/i260013a009.
5. ↑ Stephen C. Carniglia, B. B. Cunningham: „Vapor Pressures of Americium Trifluoride and Plutonium Trifluoride, Heats and Free Energies of Sublimation“, in: J. Am. Chem. Soc., 1955, 77 (6), S. 1451–1453; doi:10.1021/ja01611a015.
6. ↑ P. D. Kleinschmidt: „Sublimation Studies of Plutonium Trifluoride“, in: Journal of Nuclear Materials, 1989, 167, S. 131–134; doi:10.1016/0022-3115(89)90434-0.
7. ↑ C. K. Gupta: Hydrometallurgy in Extraction Processes, 2, S. 206–208, CRC Press 1990, ISBN 0-8493-6805-7 (Zugriff am 20. Juni 2008).
8. ↑ R. S. Winchester: Aqueous Decontamination of Plutonium from Fission Product Elements, S. 9–10, Los Alamos Scientific Laboratory of the University of California 1957 (Zugriff am 20. Juni 2008).
9. ↑ L. L. Martella: Laboratory-scale evaluations of alternative plutonium precipitation methods. United States Office of Scientific and Technical Information (Zugriff am 20. Juni 2008).
10. ↑ K. F. Grebenkin, Yu. N. Zuev, L. N. Lokhtin, N. A. Novoselov, A. V. Panov, V. A. Simonenko, V. G. Subbotin, V. M. Berezkin, E. N. Zvonarev, O. I. Kozlov, V. I. Lobanov, V. P. Mashirev, V. V. Shatalov, A. D. Maksimov, D. Yu. Chuvilin: „Synthesis of Plutonium Trifluoride from Weapons – Plutonium as a Potential Fuel for Power Reactors“, in: Atomic Energy, 1997, 83 (2), S. 614–621; doi:10.1007/BF02413891.

Literatur

• David L. Clark, Siegfried S. Hecker, Gordon D. Jarvinen, Mary P. Neu: Plutonium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 813–1264; doi:10.1007/1-4020-3598-5_7.

Weblinks

• Plutonium(III)-fluorid bei www.webelements.com.