Химические элементы Скачать
презентацию
<<  Сурьма Элемент хром  >>
Презентация по теме «Металлы» «Уран»
Презентация по теме «Металлы» «Уран»
История
История
Нахождение в природе
Нахождение в природе
Физиологическое действие
Физиологическое действие
Получение урана
Получение урана
Ядерное топливо
Ядерное топливо
Ядерное оружие
Ядерное оружие
Сердечники бронебойных снарядов
Сердечники бронебойных снарядов
Фото из презентации «Элемент Уран» к уроку химии на тему «Химические элементы»

Автор: Alexandr. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке химии, скачайте бесплатно презентацию «Элемент Уран» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 844 КБ.

Скачать презентацию

Элемент Уран

содержание презентации «Элемент Уран»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Презентация по теме «Металлы» «Уран». Работа2 11ферментов. В первую очередь поражаются почки3
Садковского Ивана 9 «В». (появляются белок и сахар в моче, олигурия). При
2Уран-(устаревший вариант ураний)-. химический4 хронической интоксикации возможны нарушения
элемент с атомным номером 92 в периодической системе, кроветворения и нервной системы.
атомная масса 238,029; обозначается символом U (лат. 12Получение урана. Самая первая стадия уранового5
Uranium), относится к семейству актиноидов. Физические производства — концентрирование. Породу дробят и
свойства:Уран — очень тяжёлый, серебристо-белый смешивают с водой. Тяжёлые компоненты взвеси осаждаются
глянцеватый металл. В чистом виде он немного мягче быстрее. Если порода содержит первичные минералы урана,
стали, ковкий, гибкий, обладает небольшими то они осаждаются быстро: это тяжёлые минералы.
парамагнитными свойствам Степени окисления урана-6,5,4 Вторичные минералы урана легче, в этом случае раньше
и 3. оседает тяжёлая пустая порода. (Впрочем, далеко не
3Химические свойства урана. Уран может проявлять7 всегда она действительно пустая; в ней могут быть
степени окисления от +III до +VI. Соединения урана(III) многие полезные элементы, в том числе и уран).
образуют неустойчивые растворы красного цвета и Следующая стадия — выщелачивание концентратов, перевод
являются сильными восстановителями: 4UCl3 + 2H2O ? урана в раствор. Применяют кислотное и щелочное
3UCl4 + UO2 + H2? Соединения урана(IV) являются выщелачивание. Первое — дешевле, поскольку для
наиболее устойчивыми и образуют водные растворы извлечения урана используют серную кислоту. Но если в
зелёного цвета. Соединения урана(V) неустойчивы и легко исходном сырье, как, например, в урановой смолке, уран
диспропорционируют в водном растворе: 2UO2Cl ? UO2Cl2 + находится в четырёхвалентном состоянии, то этот способ
UO2 Химически уран очень активный металл. Быстро неприменим: четырёхвалентный уран в серной кислоте
окисляясь на воздухе, он покрывается радужной пленкой практически не растворяется. В этом случае нужно либо
оксида. Мелкий порошок урана самовоспламеняется на прибегнуть к щелочному выщелачиванию, либо
воздухе, он зажигается при температуре 150—175 °C, предварительно окислять уран до шестивалентного
образуя U3O8. При 1000 °C уран соединяется с азотом, состояния. Не применяют кислотное выщелачивание и в тех
образуя желтый нитрид урана. Вода способна разъедать случаях, если урановый концентрат содержит доломит или
металл, медленно при низкой температуре, и быстро при магнезит, реагирующие с серной кислотой. В этих случаях
высокой, а также при мелком измельчении порошка урана. пользуются едким натром (гидроксидом натрия). Проблему
Уран растворяется в соляной, азотной и других кислотах, выщелачивания урана из руд решает кислородная продувка.
образуя четырёхвалентные соли, зато не взаимодействует В нагретую до 150 °C смесь урановой руды с сульфидными
с щелочами. Уран вытесняет водород из неорганических минералами подают поток кислорода. При этом из
кислот и солевых растворов таких металлов, как ртуть, сернистых минералов образуется серная кислота, которая
серебро, медь, олово, платина и золото. При сильном и вымывает уран.
встряхивании металлические частицы урана начинают 13Получение урана. На следующем этапе из полученного4
светиться. Уран имеет четыре степени окисления — раствора нужно избирательно выделить уран. Современные
III—VI. Шестивалентные соединения включают в себя методы — экстракция и ионный обмен — позволяют решить
триокись урана (окись уранила) UO3 и уранилхлорид урана эту проблему. Раствор содержит не только уран, но и
UO2Cl2. Тетрахлорид урана UCl4 и диоксид урана UO2 — другие катионы. Некоторые из них в определённых
примеры четырёхвалентного урана. Вещества, содержащие условиях ведут себя так же, как уран: экстрагируются
четырёхвалентный уран, обычно нестабильны и обращаются теми же органическими растворителями, оседают на тех же
в шестивалентные при длительном пребывании на воздухе. ионообменных смолах, выпадают в осадок при тех же
Ураниловые соли, такие как уранилхлорид, распадаются в условиях. Поэтому для селективного выделения урана
присутствии яркого света или органики. приходится использовать многие
4История. Ещё в древнейшие времена (I век до нашей2 окислительно-восстановительные реакции, чтобы на каждой
эры) природная окись урана использовалась для стадии избавляться от того или иного нежелательного
изготовления жёлтой глазури для керамики. Исследования попутчика. На современных ионообменных смолах уран
урана развивались, подобно порождаемой им цепной выделяется весьма селективно. Методы ионного обмена и
реакции. Вначале сведения о его свойствах, как и первые экстракции хороши ещё и тем, что позволяют достаточно
импульсы цепной реакции, поступали с большими полно извлекать уран из бедных растворов (содержание
перерывами, от случая к случаю. Первая важная дата в урана — десятые доли грамма на литр.
истории урана — 1789 год, когда немецкий натурфилософ и 14Получение урана. После этих операций уран переводят3
химик Мартин Генрих Клапрот восстановил извлечённую из в твёрдое состояние — в один из оксидов или в
саксонской смоляной руды золотисто-жёлтую «землю» до тетрафторид UF4. Но этот уран ещё надо очистить от
чёрного металлоподобного вещества. В честь самой примесей с большим сечением захвата тепловых нейтронов
далёкой из известных тогда планет (открытой Гершелем — бора, кадмия, гафния. Их содержание в конечном
восемью годами раньше) Клапрот, считая новое вещество продукте не должно превышать стотысячных и миллионных
элементом, назвал его ураном. Пятьдесят лет уран долей процента. Для удаления этих примесей технически
Клапрота числился металлом. Только в 1841 г. Эжен чистое соединение урана растворяют в азотной кислоте.
Мелькиор Пелиго [(Eugene-Melchior P?ligot) — При этом образуется уранилнитрат UO2(NO3)2, который при
французский химик (1811—1890) доказал, что, несмотря на экстракции трибутил-фосфатом и некоторыми другими
характерный металлический блеск, уран Клапрота не веществами дополнительно очищается до нужных кондиций.
элемент, а окисел UO2. В 1840 г. Пелиго удалось Затем это вещество кристаллизуют (или осаждают пероксид
получить настоящий уран — тяжёлый металл серо-стального UO4·2H2O) и начинают осторожно прокаливать. В
цвета и определить его атомный вес. результате этой операции образуется трёхокись урана
5История. Следующий важный шаг в изучении урана3 UO3, которую восстанавливают водородом до UO2. На
сделал в 1874 г. Д. И. Менделеев. Опираясь на диоксид урана UO2 при температуре от 430 до 600 °C
разработанную им периодическую систему, он поместил воздействуют сухим фтористым водородом для получения
уран в самой дальней клетке своей таблицы. Прежде тетрафторида UF4. Из этого соединения восстанавливают
атомный вес урана считали равным 120. Великий химик металлический уран с помощью кальция или магния.
удвоил это значение.(!) Через 12 лет предвидение 15Применение урана. Ядерное топливо Геология Ядерное3
Менделеева было подтверждено опытами немецкого химика оружие.
Циммермана. Изучение урана началось с 1896: французский 16Ядерное топливо. Изотоп U238 способен делиться под5
химик Антуан Анри Беккерель случайно открыл Лучи влиянием бомбардировки высокоэнергетическими
Беккереля, которые позже Мария Кюри переименовала в нейтронами, эту его особенность используют для
радиоактивность. В это же время французскому химику увеличения мощности термоядерного оружия (используются
Анри Муассану удалось разработать способ получения нейтроны, порождённые термоядерной реакцией). В
чистого металлического урана. В 1899 г. Резерфорд результате захвата нейтрона с последующим ?-распадом
обнаружил, что излучение урановых препаратов 238U может превращаться в 239Pu, который затем
неоднородно, что есть два вида излучения — альфа- и используется как ядерное топливо. Уран-233,
бета-лучи. Они несут различный электрический заряд; искусственно получаемый в реакторах из тория (торий-232
далеко не одинаковы их пробег в веществе и ионизирующая захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который
способность. Чуть позже, в мае 1900 г., Поль Вийар распадается в протактиний-233 и затем в уран-233),
открыл третий вид излучения — гамма-лучи. может в будущем стать распространённым ядерным топливом
6История. Эрнест Резерфорд провёл в 1907 г. первые4 для атомных электростанций (уже сейчас существуют
опыты по определению возраста минералов при изучении реакторы, использующие этот нуклид в качестве топлива,
радиоактивных урана и тория [4] на основе созданной им например KAMINI в Индии) и производства атомных бомб
совместно с Фредериком Содди (Soddy, Frederick, (критическая масса около 16 кг). Уран-233 также
1877—1956; Нобелевская премия по химии, 1921) теории является наиболее перспективным топливом для газофазных
радиоактивности. В 1913 г. Ф. Содди ввёл понятие об ядерных ракетных двигателей.
изотопах (от греч. ???? — «равный», «одинаковый», и 17Геология. Основная отрасль использования урана —3
????? — «место»), а в 1920 г.предсказал, что изотопы определение возраста минералов и горных пород с целью
можно использовать для определения геологического выяснения последовательности протекания геологических
возраста горных пород. В 1928 г. Ниггот реализовал, а в процессов. Этим занимаются Геохронология и
1939 г. A.O.К.Нир (Nier,Alfred Otto Carl,1911 — 1994) Теоретическая геохронология. Существенное значение
создал первые уравнения для расчёта возраста и применил имеет также решение задачи о смешении и источниках
масс-спектрометр для разделения изотопов. В 1938 веществВ связи с тем, что горные породы содержат
немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман открыли различные концентрации урана, они обладают различной
непредсказанное явление, происходящем с ядром урана при радиоактивностью. Это свойство используется при
облучении его нейтронами. Захватывая свободный нейтрон, выделении горных пород геофизическими методами.
ядро изотопа урана 235U делится, при этом выделяется (в Наиболее широко этот метод применяется в нефтяной
расчете на одно ядро урана) достаточно большая энергия, геологии при геофизических исследованиях скважин, в
в основном, за счёт кинетической энергии осколков и этот комплекс входит, в частности, ? — каротаж или
излучения. Позднее теория этого явления была обоснована нейтронный гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж и т. д.
Лизой Мейтнер и Отто Фришем. Данное открытие явилось 18Ядерное оружие. Урановая бомба: Для того, чтобы7
истоком как мирного, так и военного использования реакция могла поддерживать сама себя, необходимо
внутриатомной энергии. В 1939—1940 гг. Ю. Б. Харитон и соответствующее «топливо», в качестве которого на
Я. Б. Зельдович впервые теоретически показали, что при первых этапах использовался изотоп урана. Уран в
небольшом обогащении природного урана ураном-235 можно природе встречается в виде двух изотопов — уран-235 и
создать условия для непрерывного деления атомных ядер, уран-238. При поглощении ураном-235 нейтрона в процессе
то есть придать процессу цепной характер. распада выделяется от одного до трёх нейтронов.
7Изотопы. Изото?пы (от греч. ???? — «равный»,2 Уран-238, напротив, при поглощении нейтронов умеренных
«одинаковый», и ????? — «место») — разновидности атомов энергий не выделяет новые, препятствуя ядерной реакции.
(и ядер) одного химического элемента с разным Он превращается в уран-239, затем в нептуний-239, и
количеством нейтронов в ядре. Название связано с тем, наконец, в относительно стабильный плутоний-239. Для
что изотопы находятся в одном и том же месте (в одной обеспечения работоспособности ядерной бомбы содержание
клетке) таблицы Менделеева. Химические свойства атома урана-235 в ядерном топливе должно быть не ниже 80 %,
зависят практически только от строения электронной иначе уран-238 быстро погасит цепную ядерную реакцию.
оболочки, которая, в свою очередь, определяется в Природный же уран почти весь (около 99,3 %) состоит из
основном зарядом ядра Z (то есть количеством протонов в урана-238. Поэтому при производстве ядерного топлива
нём) и почти не зависит от его массового числа A (то применяют сложный и многоступенчатый процесс обогащения
есть суммарного числа протонов Z и нейтронов N). Все урана, в результате которого доля урана-235 повышается.
изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, Бомба на основе урана стала первым ядерным оружием,
отличаясь лишь числом нейтронов. Обычно изотоп использованным человеком в боевых условиях (бомба
обозначается символом химического элемента, к которому «Малыш», сброшенная на Хиросиму).
он относится, с добавлением верхнего левого индекса, 19Обеднённый уран. После извлечения 235U и 234U из3
означающего массовое число (например, 12C, 222Rn). природного урана, оставшийся материал (уран-238) носит
Можно также написать название элемента с добавлением название «обеднённый уран», так как он обеднён 235-м
через дефис массового числа (например, углерод-12, изотопом. Обеднённый уран в два раза менее
радон-222). Некоторые изотопы имеют традиционные радиоактивен, чем природный уран, в основном за счёт
собственные названия (например, дейтерий, актинон). удаления из него 234U. Из-за того, что основное
8Нахождение в природе. Уран широко распространён в3 использование урана — производство энергии, обеднённый
природе. Количество урана в слое литосферы толщиной 20 уран — малополезный продукт с низкой экономической
км оценивается в 1,3·1014 т. Основная масса урана ценностью. В основном его использование связано с
находится в кислых породах с высоким содержанием большой плотностью урана и относительно низкой его
кремния. Значительная масса урана сконцентрирована в стоимостью. Обеднённый уран используется для
осадочных породах, особенно обогащённых органикой. В радиационной защиты (как это ни странно) и как
больших количествах как примесь уран присутствует в балластная масса в аэрокосмических применениях, таких
ториевых и редкоземельных минералах (ортит, сфен как рулевые поверхности летательных аппаратов. В каждом
CaTiO3[SiO4], монацит (La,Ce}PO4, циркон ZrSiO4, самолёте «Боинг-747» содержится 1500 кг обеднённого
ксенотим YPO4 и др.). Важнейшими урановыми рудами урана для этих целей. Ещё этот материал применяется в
являются настуран (урановая смолка), уранинит и высокоскоростных роторах гироскопов, больших маховиках,
карнотит. Основными минералами — спутниками урана как балласт в космических спускаемых аппаратах и
являются молибденит MoS2, галенит PbS, кварц SiO2, гоночных яхтах, при бурении нефтяных скважин.
кальцит CaCO3, гидромусковит и др. 20Сердечники бронебойных снарядов. Самое известное7
90 применение обеднённого урана — в качестве сердечников
10Содержание урана в земной коре составляет 0,003 %,0 для бронебойных снарядов. При сплавлении с 2 % Mo или
он встречается в поверхностном слое земли в виде 0,75 % Ti и термической обработке (быстрая закалка
четырех видов отложений. Во-первых, это жилы уранинита, разогретого до 850 °C металла в воде или масле,
или урановой смолки (диоксид урана UO2), очень богатые дальнейшее выдерживание при 450 °C 5 часов)
ураном, но редко встречающиеся. Им сопутствуют металлический уран становится твёрже и прочнее стали
отложения радия, так как радий является прямым (прочность на разрыв больше 1600 МПа, при том, что у
продуктом изотопного распада урана. Такие жилы чистого урана она равна 450 МПа). В сочетании с большой
встречаются в Заире, Канаде (Большое Медвежье озеро), плотностью, это делает закалённую урановую болванку
Чехии и Франции. Вторым источником урана являются чрезвычайно эффективным средством для пробивания брони,
конгломераты ториевой и урановой руды совместно с аналогичным по эффективности более дорогому вольфраму.
рудами других важных минералов. Конгломераты обычно Тяжёлый урановый наконечник также изменяет
содержат достаточные для извлечения количества золота и распределение масс в снаряде, улучшая его
серебра, а сопутствующими элементами становятся уран и аэродинамическую устойчивость. Подобные сплавы типа
торий. Большие месторождения этих руд находятся в «Стабилла» применяются в стреловидных оперенных
Канаде, ЮАР, России и Австралии. Третьим источником снарядах танковых и противотанковых артиллерийских
урана являются осадочные породы и песчаники, богатые орудий. Процесс разрушения брони сопровождается
минералом карнотитом (уранил-ванадат калия), который измельчением в пыль урановой болванки и воспламенением
содержит, кроме урана, значительное количество ванадия её на воздухе с другой стороны брони Около 300 тонн
и других элементов. Такие руды встречаются в западных обеднённого урана остались на поле боя во время
штатах США. Железоурановые сланцы и фосфатные руды операции «Буря в Пустыне» (по большей части это остатки
составляют четвертый источник отложений. Богатые снарядов 30-мм пушки GAU-8 штурмовых самолётов A-10,
отложения обнаружены в глинистых сланцах Швеции. каждый снаряд содержит 272 г уранового сплава). Такие
Некоторые фосфатные руды Марокко и США содержат снаряды были использованы войсками НАТО в боевых
значительные количества урана, а фосфатные залежи в действиях на территории Югославии[12]. После их
Анголе и Центральноафриканской Республике еще более применения обсуждалась экологическая проблема
богаты ураном. Большинство лигнитов и некоторые угли радиационного загрязнения территории страны. Впервые
обычно содержат примеси урана. Богатые ураном отложения уран в качестве сердечника для снарядов был применен в
лигнитов обнаружены в Северной и Южной Дакоте (США) и Третьем рейхе. Обеднённый уран используется в
битумных углях Испании и Чехии [3]. современной танковой броне, например, танка M-1
11Физиологическое действие. В микроколичествах3 «Абрамс».
(10?5—10?8 %) обнаруживается в тканях растений, 21Другие сферы применения. Небольшая добавка урана7
животных и человека. В наибольшей степени накапливается придаёт красивую жёлто-зелёную флуоресценцию
некоторыми грибами и водорослями. Соединения урана стеклуУранат натрия Na2U2O7 использовался как жёлтый
всасываются в желудочно-кишечном тракте (около 1 %), в пигмент в живописи.[11] Соединения урана применялись
легких — 50 %. Основные депо в организме: селезёнка, как краски для живописи по фарфору и для керамических
почки, скелет, печень, лёгкие и бронхо-лёгочные глазурей и эмалей (окрашивают в цвета: жёлтый, бурый,
лимфатические узлы. Содержание в органах и тканях зелёный и чёрный, в зависимости от степени
человека и животных не превышает 10?7г. Уран и его окисления).[11] Некоторые соединения урана
соединения токсичны. Особенно опасны аэрозоли урана и светочувствительны.[11] В начале XX века уранилнитрат
его соединений. Для аэрозолей растворимых в воде широко применялся для усиления негативов и окрашивания
соединений урана ПДК в воздухе 0,015 мг/м?, для (тонирования) позитивов (фотографических отпечатков) в
нерастворимых форм урана ПДК 0,075 мг/м?. При попадании бурый цвет.[11] Карбид урана-235 в сплаве с карбидом
в организм уран действует на все органы, являясь ниобия и карбидом циркония применяется в качестве
общеклеточным ядом. Уран практически необратимо, как и топлива для ядерных реактивных двигателей (рабочее тело
многие другие тяжелые металлы, связывается с белками, — водород + гексан). Сплавы железа и обеднённого урана
прежде всего, с сульфидными группами аминокислот, (уран-238) применяются как мощные магнитострикционные
нарушая их функцию. Молекулярный механизм действия материалы.
урана связан с его способностью подавлять активность 22Конец.0
22 «Элемент Уран» | Уран 77
http://900igr.net/fotografii/khimija/Uran/Element-Uran.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Фото
Презентация: Элемент Уран | Тема: Химические элементы | Урок: Химия | Вид: Фото