नेपच्यून (VI) फ्लोराइड: Difference between revisions

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Latest revision as of 15:40, 14 June 2023

नेपच्यून (VI) फ्लोराइड[1]
नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड का स्टीरियो संरचनात्मक सूत्र
Neptunium(VI)-fluoride-3D-vdW.png
Names
IUPAC name
नेप्च्यूनियम (VI) फ्लोराइड
Identifiers
3D model (JSmol)
  • InChI=1S/6FH.Np/h6*1H;/q;;;;;;+6/p-6 ☒N
  • F[Np](F)(F)(F)(F)F
Properties
F6Np
Molar mass 351 g·mol−1
Appearance orange crystals
Melting point 54.4 °C (129.9 °F; 327.5 K)
Boiling point 55.18 °C (131.32 °F; 328.33 K)
Structure
Orthorhombic, oP28
Pnma, No. 62
octahedral (Oh)
0 D
Thermochemistry[2]: 736 
229.1 ± 0.5 J·K−1·mol−1
Related compounds
Related fluoroNeptuniums
 Neptunium trifluoride

[नेप्च्यूनियम टेट्राफ्लोराइड]]

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒N (what is checkY☒N ?)

नेपच्यून (VI) फ्लोराइड (NpF6) नेपच्यून का उच्चतम फ्लोराइड है, यह सत्रह ज्ञात बाइनरी हेक्साफ्लोराइड्स में से एक होता है। यह एक नारंगी वाष्पशील क्रिस्टलीय ठोस है।संक्षारक, अस्थिर और रेडियोधर्मी होने के कारण इसे [1]बहुत संभालना अपेक्षाकृत कठिन होता है। नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड शुष्क हवा में स्थिर होता है परंतु पानी के सापेक्ष प्रबल प्रतिक्रिया करता है।

सामान्य दबाव में, यह 54.4 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है और 55.18 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। यह एन्यूनतमात्र नेप्च्यूनियम यौगिक होता है जो न्यूनतम तापमान पर उबलता है। इन गुणों के कारण, खर्च किए गए परमाणु ईंधन से नेप्च्यूनियम को आसानी से पृथक करना संभव होता है।

तैयारी

नेप्च्यूनियम (III) फ्लोराइड पहली बार 1943 में अमेरिकी रसायनज्ञ एलन ई. फ्लोरिन द्वारा तैयार किया गया था, जिन्होंने फ्लोरीन की एक धारा में निकेल फिलामेंट पर नेप्टुनियम (III) फ्लोराइड का एक प्रारूप गर्म किया और एक कांच केशिका ट्यूब में उत्पाद को संघनित किया जाता हैं।[3][4] नेप्च्यूनियम (III) फ्लोराइड और नेप्टुनियम (IV) फ्लोराइड दोनों से तैयार करने के विधियों को उपरांत में ग्लेन टी. सीबोर्ग और हैरिसन एस. ब्राउन द्वारा पेटेंट कराया गया था।[5]


मानक विधि

तैयारी की सामान्य विधि नेप्च्यूनियम (IV) फ्लोराइड (NpF4) के फ्लोरिनेशन द्वारा (F2)द्वारा 500 डिग्री सेल्सियस पर होता हैं।

NpF
4 +F
2 → NpF
6

इसकी तुलना में, यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (UF6) यूरेनियम टेट्राफ्लोराइड (UF4) और F2 से 300 डिग्री सेल्सियस पर अपेक्षाकृत तीव्रता से बनता है, जबकि प्लूटोनियम हेक्साफ्लोराइड (PuF6) केवल प्लूटोनियम टेट्राफ्लोराइड (PuF4) और F2 से 750 डिग्री सेल्सियस पर बनना प्रारंभ होता है। [6] यह अंतर यूरेनियम, नेप्च्यूनियम और प्लूटोनियम को प्रभावी ढंग से पृथक करने की अनुमति देता है।

अन्य विधियाँ

एक पृथक प्रारंभिक सामग्री का उपयोग करना

नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड नेप्टुनियम (III) फ्लोराइड या नेप्टुनियम (IV) ऑक्साइड के फ्लोरिनेशन द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है।[7]

2 NpF
3 + 3 F
2 → 2 NpF
6
NpO
2 + 3 F
2 → NpF
6 + O
2

एक पृथक फ्लोरीन स्रोत का उपयोग करना

ब्रोमीन ट्राइफ्लोराइड (BrF3) जैसे मजबूत फ्लोरिनेटिंग अभिकर्मकों की सहायता से भी की जा सकती है। ब्रोमीन पेंटाफ्लोराइड (BrF5). इन प्रतिक्रियाओं का उपयोग प्लूटोनियम को पृथक करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि PuF4 समान प्रतिक्रिया नहीं होती है।[7][8]

नेप्च्यूनियम डाइऑक्साइड और नेप्टुनियम टेट्राफ्लोराइड व्यावहारिक रूप से पूरी तरह से वाष्पशील नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड में डाइऑक्सीजन डिफ्लोराइड (O2F2) द्वारा परिवर्तित हो जाते हैं।. यह मध्यम तापमान पर गैस-ठोस प्रतिक्रिया के साथ-साथ-78 डिग्री सेल्सियस पर निर्जल तरल हाइड्रोजन फ्लोराइड में कार्य करता है।[9]

NpO
2 + 3 O
2F
2 → NpF
6 + 4 O
2
NpF
4 + O
2F
2 → NpF
6 + O
2

ये प्रतिक्रिया तापमान 200 डिग्री सेल्सियस से अधिक के उच्च तापमान से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं, जो पहले मौलिक फ्लोरीन या हलोजन फ्लोराइड के सापेक्ष नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड को संश्लेषित करने के लिए आवश्यक थे।[9] NpO2 के साथ प्रतिक्रिया में एक प्रमुख मध्यवर्ती के रूप में रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा नेप्च्यूनिल फ्लोराइड (NpO2F2) का पता लगाया गया है.।NpF4 तरल O2F2 के सापेक्ष की प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया ने O2F2 के जोरदार अपघटन के अतिरिक्त बिना NpF6 के पीढ़ी के नेतृत्व किया जाता हैं।

गुण

भौतिक गुण

नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड नारंगी ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल सिस्टम क्रिस्टल बनाता है जो 54.4 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है और मानक दबाव में 55.18 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। त्रिगुण बिंदु 55.10 डिग्री सेल्सियस और 1010 hPa (758 Torr) है।[10]

NpF6 की अस्थिरता UF6 और PuF6 के समान होता है ,जिसमे तीनों एक्टिनाइड हेक्साफ्लोराइड्स होता हैं। मानक दाढ़ एन्ट्रापी 229.1 ± 0.5 J·K−1·mol−1 होता है. ठोस NpF6 अनुचुंबकीय है, जिसकी चुंबकीय संवेदनशीलता 165·10−6 सेमी3 मोल-1 है .[11][12]

रासायनिक गुण

नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड शुष्क हवा में स्थिर होता है। यद्यपि, यह पानी में घुलनशील नेप्च्यूनिल फ्लोराइड (NpO2F2) और हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल (HF) बनाने के लिए वायुमंडलीय नमी सहित पानी के सापेक्ष जोरदार प्रतिक्रिया करता है।) ।

NpF
6 + 2 H
2O → NpO
2F
2 + 4 HF

इसे कमरे के तापमान पर फ्यूज्ड क्वार्ट्ज या पाइरेक्स गकांच की शीशी में में संग्रहीत किया जा सकता है, बशर्ते कि कांच में नमी या गैस के समावेश का कोई निशान न हो और कोई भी शेष एचएफ हटा दिया गया हो।[13]एनपीएफ6 प्रकाश के प्रति संवेदनशील है, एनपीएफ के लिए विघटित4 और फ्लोरीन।[13]

NpF6 क्षार धातु फ्लोराइड्स के सापेक्ष जटिल बनाता है: सीज़ियम फ्लोराइड (CsF) के सापेक्ष यह CsNpF6 बनाता है [14] और सोडियम फ्लोराइड के सापेक्ष यह Na3NpF8 बनाने के लिए विपरीत रूप से प्रतिक्रिया करता है.[15] किसी भी परिस्थिति में, नेप्च्यूनियम एनपी (वी) तक न्यूनतम हो जाता है।

NpF
6 + CsF → CsNpF
6 + 1/2 F
2
NpF
6 + 3 NaF → Na
3NpF
8 + 1/2 F
2

क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड की उपस्थिति में (ClF3) विलायक के रूप में और न्यूनतम तापमान पर, अस्थिर Np(IV) कॉम्प्लेक्स के गठन के कुछ प्रमाण होते हैं।[14]

उपयोग

परमाणु रिएक्टरों के अंदर परमाणु ईंधन का विकिरण विखंडन उत्पादों और नेप्ट्यूनियम और प्लूटोनियम सहित ट्रांसयूरानिक तत्वों दोनों को उत्पन्न करता है। इन तीन तत्वों का पृथक्करण परमाणु पुनर्संसाधन का एक अनिवार्य घटक है। नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड यूरेनियम और प्लूटोनियम दोनों से नेप्टुनियम को पृथक करने में भूमिका निभाता है।

खर्च किए गए परमाणु ईंधन से यूरेनियम ( द्रव्यमान का 95%) को पृथक करने के लिए, इसे पहले पाउडर किया जाता है और प्राथमिक फ्लोरीन (प्रत्यक्ष फ्लोरिनेशन) के सापेक्ष प्रतिक्रिया की जाती है। परिणामी वाष्पशील फ्लोराइड्स (मुख्य रूप से UF6, NpF6 की छोटी मात्रा) जैसे प्लूटोनियम (IV) फ्लोराइड (PuF4) ), एमरिकियम (III) फ्लोराइड (AmF3), और क्युरियम (III) फ्लोराइड (CmF3). अन्य एक्टिनाइड्स के गैर-वाष्पशील फ्लोराइड्स से आसानी से निकाले जाते हैं। [16]

UF6 और NpF6 का मिश्रण और पुनः चुनिंदा कोबाल्ट (II) फ्लोराइड द्वारा न्यूनतम किया जाता है, जो नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड को टेट्राफ्लोराइड में परिवर्तित करता है परंतु यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के सापेक्ष प्रतिक्रिया नहीं करता है, 93 से 204 डिग्री सेल्सियस की सीमा में तापमान का उपयोग करता है।[17] एक अन्य विधि मैग्नीशियम फ्लोराइड का उपयोग कर रही है, जिस पर नेप्टुनियम फ्लोराइड 60-70% पर अवशोषित किया जाता है, परंतु यूरेनियम फ्लोराइड नहीं होता हैं।[18]

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 71, Transurane, Teil C, p. 108–114.
  2. ↑ Yoshida, Zenko; Johnson, Stephen G.; Kimura, Takaumi; Krsul, John R. Neptunium.
  3. ↑ Florin, Alan E. (1943) Report MUC-GTS-2165
  4. ↑ Fried, Sherman; Davidson, Norman (1948). "ठोस नेपच्यूनियम यौगिकों की तैयारी". J. Am. Chem. Soc. 70 (11): 3539–3547. doi:10.1021/ja01191a003. PMID 18102891.
  5. ↑ US patent 2982604, Seaborg, Glenn T. & Brown, Harrison S., "नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड की तैयारी", published 1961-05-02, issued 1961-04-25 
  6. ↑ Malm, John G.; Weinstock, Bernard; Weaver, E. Eugene (1958). "एनपीएफ <उप>6</उप> की तैयारी और गुण; पीयूएफ<उप>6</उप> के साथ तुलना". J. Phys. Chem. 62 (12): 1506–1508. doi:10.1021/j150570a009..</रेफरी>
    NpF
    4     + F
    2     → NpF
    6    इसकी तुलना में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (UF6) यूरेनियम टेट्राफ्लोराइड (UF4) और एफ2 300 डिग्री सेल्सियस पर, जबकि प्लूटोनियम हेक्साफ्लोराइड (PuF6) केवल प्लूटोनियम टेट्राफ्लोराइड (PuF4) और एफ2 750 डिग्री सेल्सियस पर।यह अंतर यूरेनियम, नेप्च्यूनियम और प्लूटोनियम को प्रभावी ढंग से अलग करने की अनुमति देता है।

    अन्य तरीके

    एक अलग प्रारंभिक सामग्री का उपयोग करना

    नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड नेप्टुनियम (III) फ्लोराइड या नेप्टुनियम (चतुर्थ) ऑक्साइड के फ्लोरिनेशन द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है।<ref>Fried, Sherman; Davidson, Norman (1948). "ठोस नेपच्यूनियम यौगिकों की तैयारी". J. Am. Chem. Soc. 70 (11): 3539–3547. doi:10.1021/ja01191a003. PMID 18102891.

  7. ↑ 7.0 7.1 Trevorrow, L. E.; Gerding, T. J.; Steindler, M. J. (1968) Laboratory Investigations in Support of Fluid-bed Fluoride Volatility Processes, Part XVII, The Fluorination of Neptunium(IV) fluoride and Neptunium(IV) oxide (Argonne National Laboratory Report ANL-7385) 1 January 1968. doi:10.2172/4492135
  8. ↑ Trevorrow, L. E.; Gerding, T. J.; Steindler, M. J. (1968). "नेप्च्यूनियम (IV) फ्लोराइड और नेप्टुनियम (IV) ऑक्साइड का फ्लोरिनेशन". J. Inorg. Nucl. Chem. 30 (10): 2671–2677. doi:10.1016/0022-1902(68)80394-X.
  9. ↑ 9.0 9.1 Eller, P. Gary; Asprey, Larned B.; Kinkead, Scott A.; Swanson, Basil I.; Kissane, Richard J. (1998). "नेप्च्यूनियम ऑक्साइड और फ्लोराइड्स के साथ डाइऑक्सीजन डिफ्लोराइड की प्रतिक्रियाएं". J. Alloys Compd. 269 (1–2): 63–66. doi:10.1016/S0925-8388(98)00005-X.
  10. ↑ Keller C. (1969) Die Chemie des Neptuniums. In: Anorganische Chemie. Fortschritte der Chemischen Forschung, vol 13/1. Springer, Berlin, Heidelberg. doi:10.1007/BFb0051170
  11. ↑ Hutchison, Clyde A.; Weinstock, Bernard (1960). "नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड में पैरामैग्नेटिक रेजोनेंस अवशोषण". J. Chem. Phys. 32: 56. doi:10.1063/1.1700947.
  12. ↑ Hutchison, Clyde A.; Tsang, Tung; Weinstock, Bernard (1962). "यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड में नेपच्यूनियम हेक्साफ्लोराइड की चुंबकीय संवेदनशीलता". J. Chem. Phys. 37 (3): 555. doi:10.1063/1.1701373.
  13. ↑ 13.0 13.1 Malm, John G.; Weinstock, Bernard; Weaver, E. Eugene (1958). "एनपीएफ <उप>6</उप> की तैयारी और गुण; पीयूएफ<उप>6</उप> के साथ तुलना". J. Phys. Chem. 62 (12): 1506–1508. doi:10.1021/j150570a009..</रेफरी>
    NpF
    4     + F
    2     → NpF
    6
    इसकी तुलना में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (UF6) यूरेनियम टेट्राफ्लोराइड (UF4) और एफ2 300 डिग्री सेल्सियस पर, जबकि प्लूटोनियम हेक्साफ्लोराइड (PuF6) केवल प्लूटोनियम टेट्राफ्लोराइड (PuF4) और एफ2 750 डिग्री सेल्सियस पर।यह अंतर यूरेनियम, नेप्च्यूनियम और प्लूटोनियम को प्रभावी ढंग से अलग करने की अनुमति देता है।

    अन्य तरीके

    एक अलग प्रारंभिक सामग्री का उपयोग करना

    नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड नेप्टुनियम (III) फ्लोराइड या नेप्टुनियम (चतुर्थ) ऑक्साइड के फ्लोरिनेशन द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है।<ref>Fried, Sherman; Davidson, Norman (1948). "ठोस नेपच्यूनियम यौगिकों की तैयारी". J. Am. Chem. Soc. 70 (11): 3539–3547. doi:10.1021/ja01191a003. PMID 18102891.

  14. ↑ 14.0 14.1 Peacock, R. D. (1976). "नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड की कुछ प्रतिक्रियाएं". J. Inorg. Nucl. Chem. 38 (4): 771–773. doi:10.1016/0022-1902(76)80353-3.
  15. ↑ Trevorrow, LeVerne E.; T. J., Gerding; Steindler, Martin J. (1968). "नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड की प्रतिक्रिया". Inorg. Chem. 7 (11): 2226–2229. doi:10.1021/ic50069a010.
  16. ↑ Uhlíř, Jan; Mareček, Martin (2009). "एलडब्ल्यूआर और एफआर ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए फ्लोराइड वाष्पशीलता विधि". Journal of Fluorine Chemistry. 130 (1): 89–93. doi:10.1016/j.jfluchem.2008.07.002.
  17. ↑ US patent 3615267, Golliher, Waldo R.; Harris, Robert L. & Ledoux, Reynold A., "उसी युक्त यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड से नेप्च्यूनियम का पृथक्करण", published 1971-10-26, issued 1971-10-26 
  18. ↑ Nakajima, Tsuyoshi; Groult, Henri, eds. (2005). ऊर्जा रूपांतरण के लिए फ्लोरिनेटेड सामग्री. Elsevier. p. 559. ISBN 9780080444727.
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