Ионы Np(VI)

В водных кислых растворах (pH < 3-4 ) Np(VI) существует в виде аквакатиона [NpО₂(H₂O)₅]²⁺ , в щелочных растворах – в анионной форме NpО₄^2- .

Гидролиз Np(VI) начинается при pH ≥ 3,9 . Предположительно, процесс гидролиза включает в себя первую ступень :

NpO₂²⁺ + H₂O = [NpO₂OH]⁺ + H⁺

затем стадию гидролитической полимеризации :

2NpO₂²⁺ + 2H₂O = [(NpO₂)₂(OH)₂]²⁺ + 2H⁺

3NpO₂²⁺ + 5H₂O = [(NpO₂)₃(OH)₅]⁺ + 5H⁺

далее образование в слабокислой среде осадка гидроксида NpO₂(OH)₂ . В щелочной среде гидроксид NpO₂(OH)₂ переходит в динептунаты ( M₂Np₂O₇, где М = Na,K,NH₄ ) или полинептунаты.

Представленные в литературе сведения по комплексообразованию Np(VI) включают в себя данные о комплексных соединениях Np(VI) с анионами неорганических ( Cl^-,NO₃^-,HPO₄^2-,CO₃^2-) и органических (C₂O₄^2-,CH₃COO^-) кислот.

В окислительно-восстановительных реакциях Np(VI) выступает, как правило, в качестве окислителя. Диспропорционирование Np(VI) с заметной скоростью происходит только в концентрированных растворах щелочей ( например, при [NaOH] ≈ 13 -15 моль/л ) :

2Np(VI) = Np(VII) + Np(V)

Ионы Np(VII)

Семивалентный нептуний устойчив только в сильнощелочных растворах. Основной формой существования Np(VII) в сильнощелочных растворах является анион [NpO₄(OH)₂]^3- . При понижении значений pH раствора до pH= 9 выпадает черный осадок NpO₂(OH)₃ . В кислых растворах Np(VII) неустойчив, быстро восстанавливается водой до Np(VI). Предполагаемая форма существования Np(VII) в кислых растворах – катион NpO₃⁺ .

В литературе крайне мало данных по гидролизу,комплексообразованию и окислительно-восстановительным реакциям Np(VII) .

ХИМИЯ ПЛУТОНИЯ

Плутоний ( от названия планеты Плутон , лат.Plutonium ) Pu Искусственный радиоактивный химический элемент III группы периодической системы.Стабильных изотопов не имеет.Известны 15 изотопов с массовым числом 232-246. Нaиболее долгоживущие изотопы: Pu-244, Pu-242, Pu-239, Pu-238. В природе плутоний встречается в ничтожных количествах в урановых рудах (изотоп Pu-239 ); он образуется из урана под действием нейтронов , источниками которых являются спонтанное деление ядер урана и космическое излучение.

Конфигурация внешних электронных оболочек 5f⁶7s² .Степени окисления +3,+4,+5,+6,+7. Наиболее устойчивая степень окисления +4 .

Металлический плутоний

Хрупкий серебристый металл. Существует в шести кристаллических модификациях.

В химическом отношении - очень активный элемент. Во влажном воздухе металлический плутоний покрывается черной оксидной пленкой. Порошок и мелкая стружка пирофорны – повышение температуры приводит к самовоспламенению на воздухе ( 300°С ). Пассивируется в холодной воде, концентрированной серной кислоте, азотной кислоте любой концентрации. Не реагирует с растворами щелочей и гидроокисью аммония.

Металлический плутоний сильный восстановитель , реагирует с горячей водой :

2Pu + 6H₂O_(гор) = 2Pu(OH)₃ + 3H₂

с соляной кислотой (как концентрированной, так и разбавленной ), с концентрированными ортофосфорной и хлорной кислотами :

2Pu + 6HCl _(разб) = 2PuCl₃ + 3H₂

С разбавленной серной кислотой :

2Pu + 3H₂SO_{4 (разб)} = Pu₂(SO₄)₃ + 3H₂

При взаимодействии с сильными окислителями переходит в оксокатионы :

Pu + 2HNO_{3 (разб)} + O₃ = PuO₂(NO₃)₂ + H₂O

На воздухе или в атмосфере кислорода металлический плутоний сгорает с образованием PuO₂ :

Pu + O₂ = PuO₂

Легко взаимодействует с водородом :

2Pu + 3H₂ = 2PuH₃ ( 150-200°С )

При 1000°С медленно реагирует с азотом :

2Pu + N₂ = 2PuN ( 1000°С )

Металлический плутоний энергично взаимодействует с галогенами с образованием соответствующих тригалогенидов плутония :

2Pu + 3Cl₂ = 2PuCl₃ ( 450°С )

В промышленности металлический плутоний получается восстановлением PuF₄ или PuCl₃ металлическим кальцием или магнием :

PuF₄ + 2Mg = Pu + 2MgF₂ ( ~1600°С )