Uranium heksaklorida

senyawa kimia

Uranium heksaklorida (UCl
6
) adalah sebuah senyawa kimia anorganik dari uranium dalam keadaan oksidasi +6.[1][2] UCl
6
merupakan halida logam yang terdiri dari uranium dan klorin. Senyawa ini adalah padatan kristalin hijau tua multi-luminesen dengan tekanan uap antara 1-3 mmHg pada suhu 373,15 K.[3] UCl
6
stabil dalam vakum, udara kering, nitrogen, dan helium pada suhu kamar. Ia larut dalam karbon tetraklorida (CCl
4
). Dibandingkan dengan uranium halida lainnya, hanya sedikit yang diketahui mengenai UCl
6
.

Uranium heksaklorida
Nama
Nama IUPAC
Uranium(VI) klorida
Nama lain
Uranium heksaklorida
Perurani klorida
Penanda
Model 3D (JSmol)
3DMet {{{3DMet}}}
ChemSpider
Nomor EC
Nomor RTECS {{{value}}}
  • InChI=1S/6ClH.U/h6*1H;/p-6
    Key: XFCORTPUZRSUIZ-UHFFFAOYSA-H
  • [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[U]
Sifat
UCl
6
Massa molar 450,745 g/mol
Penampilan Padatan kristalin hijau tua
Densitas 3600 kg/m3
Titik lebur 177 °C (351 °F; 450 K)
Senyawa terkait
Anion lain
Uranium heksafluorida
Kation lainnya
Wolfram heksaklorida
Related Uranium klorida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
Referensi

Struktur dan ikatan

sunting

Uranium heksaklorida memiliki geometri oktahedral, dengan grup titik Oh. Kisi senyawa ini (dimensi: 10,95 ± 0,02 Å × 6,03 ± 0,01 Å) berbentuk heksagonal dengan tiga molekul per sel; ikatan U–Cl teoretis rata-rata adalah 2,472 Å (panjang U–Cl eksperimental yang ditemukan melalui difraksi sinar-X adalah 2,42 Å),[4] dan jarak antara dua atom klorin yang berdekatan adalah 3,65 Å.

Sifat kimia

sunting

Uranium heksaklorida adalah senyawa yang sangat higroskopis dan mudah terurai ketika terpapar pada kondisi atmosfer biasa.[5] Oleh karena itu, senyawa ini harus ditangani dalam alat vakum atau dalam kotak kering.

Dekomposisi termal

sunting

UCl
6
stabil hingga suhu antara 120 °C dan 150 °C. Dekomposisi UCl
6
menghasilkan transisi fase padat dari satu bentuk kristal UCl
6
ke bentuk lain yang lebih stabil.[6] Namun, penguraian gas UCl
6
menghasilkan UCl
5
. Energi aktivasi untuk reaksi ini adalah sekitar 40 kcal per mol.

2 UCl
6
(g) → 2 UCl
5
(s) + Cl
2
(g)

Kelarutan

sunting

UCl
6
bukanlah senyawa yang sangat mudah larut. Senyawa ini larut dalam CCl
4
untuk menghasilkan larutan berwarna cokelat. Ia sedikit larut dalam isobutil bromida dan fluorokarbon (C
7
F
16
).[6]

Pelarut Suhu (°C) Gram UCl
6
/100 g larutan
CCl
4
−18 2,64
CCl
4
0 4,9
CCl
4
20 7,8
6,6% Cl
2
 : 93,4% CCl
4
−20 2,4
12,5% Cl
2
 : 87,5% CCl
4
−20 2,23
12,5% Cl
2
 : 87,5% CCl
4
0 3,98
Cl
2
cair
−33 2,20
CH
3
Cl
−24 1,16
Benzena 80 Tak larut
Freon 113 45 1,83

Reaksi dengan hidrogen fluorida

sunting

Ketika UCl
6
direaksikan dengan hidrogen fluorida (HF) cair anhidrat yang dimurnikan pada suhu kamar, ia akan menghasilkan UF
5
.[6]

2 UCl
6
+ 10 HF → 2 UF
5
+ 10 HCl + Cl
2

Sintesis

sunting

Uranium heksaklorida dapat disintesis dari reaksi antara uranium trioksida (UO
3
) dengan campuran CCl
4
cair dan klorin (Cl
2
) panas. Hasil dapat ditingkatkan jika reaksi dilakukan dengan adanya UCl
5
.[7] UO
3
diubah menjadi UCl
5
, yang kemudian bereaksi dengan Cl
2
berlebih membentuk UCl
6
. Dibutuhkan sejumlah besar panas agar reaksi ini dapat berlangsung; kisaran suhu mulai dari 65 °C hingga 170 °C, tergantung pada jumlah reaktan (suhu ideal 100 °C - 125 °C). Reaksi ini dilakukan dalam bejana kedap gas tertutup (misalnya kotak sarung tangan) yang dapat menahan tekanan yang terbentuk.

Langkah 1: 2 UO
3
+ 5 Cl
2
→ 2 UCl
5
+ 3 O
2

Langkah 2: 2 UCl
5
+ Cl
2
→ 2 UCl
6

Reaksi keseluruhan: 2 UO
3
+ 6 Cl
2
→ 2 UCl
6
+ 3 O
2

Heksahalida logam ini juga dapat disintesis dengan mengembuskan gas Cl
2
ke UCl
4
yang disublimasikan pada suhu 350 °C.[8]

Langkah 1: 2 UCl
4
+ Cl
2
→ 2 UCl
5

Langkah 2: 2 UCl
5
+ Cl
2
→ 2 UCl
6

Reaksi keseluruhan: UCl
4
+ Cl
2
→ UCl
6

Referensi

sunting
  1. ^ Zachariasen, W. H. (1948). "Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. V. The crystal structure of uranium hexachloride". Acta Crystallographica. 1 (6): 285–287. doi:10.1107/S0365110X48000788 . 
  2. ^ Taylor, J. C.; Wilson, P. W. (1974). "Neutron and X-ray powder diffraction studies of the structure of uranium hexachloride". Acta Crystallographica Section B. 30 (6): 1481. doi:10.1107/S0567740874005115. 
  3. ^ Van Dyke, R. E.; Evers, E. C. (1955). "Preparation of Uranium Hexachloride". Google Patents: 2. 
  4. ^ Batista, E. R.; Martin, R. L.; Hay, P. J. (2004). "Density Functional Investigations of the Properties and Thermodynamics of UFn and UCln (n=1,...,6)". J. Chem. Phys. 121 (22): 11104–11. doi:10.1063/1.1811607. PMID 15634063. 
  5. ^ Lipkin, D.; Wessman, S. (1955). "Process and Apparatus for protecting Uranium hexachloride from Deterioration and Contamination". Google Patents: 2. 
  6. ^ a b c Katz, J.J.; Rabinowitch,E. (1951). The Chemistry of Uranium. Ann Arbor: The McGraw-Hill Book Company. 
  7. ^ Van Dyke, R. E.; Evers, E. C. (1955). "Preparation of Uranium Hexachloride". Google Patents: 2. 
  8. ^ Thornton, G.; Edelstein, N.; Rösch, N.; Woodwark, D.R.; Edgell, R.G. (1979). "The Electronic Structure of UCl6: Photoelectron Spectra and Scattered Wave Xα Calculations". J. Chem. Phys. 70 (11): 6. Bibcode:1979JChPh..70.5218T. doi:10.1063/1.437313.