Oxydes on appelle les substances complexes dont la composition des molécules comprend des atomes d'oxygène à l'état d'oxydation - 2 et un autre élément.

peut être obtenu par interaction directe de l'oxygène avec un autre élément, ou indirectement (par exemple, par la décomposition de sels, de bases, d'acides). Dans des conditions normales, les oxydes sont à l'état solide, liquide et gazeux, ce type de composés est très courant dans la nature. les oxydes se trouvent dans la croûte terrestre. La rouille, le sable, l'eau, le dioxyde de carbone sont des oxydes.

Ils sont salifiants et non salifiants.

Oxydes salifères sont des oxydes qui, par conséquent, réactions chimiques former des sels. Ce sont des oxydes de métaux et de non-métaux qui, lorsqu'ils interagissent avec l'eau, forment les acides correspondants, et lorsqu'ils interagissent avec des bases, les sels acides et normaux correspondants. Par example, l'oxyde de cuivre (CuO) est un oxyde salifiant, car, par exemple, lorsqu'il réagit avec l'acide chlorhydrique (HCl), un sel se forme :

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O.

À la suite de réactions chimiques, d'autres sels peuvent être obtenus:

CuO + SO3 → CuSO4.

Oxydes non salifiants appelés oxydes qui ne forment pas de sels. Un exemple est CO, N 2 O, NO.

Les oxydes salifiants, quant à eux, sont de 3 types : basiques (du mot « base » ), acide et amphotère.

Oxydes basiques de tels oxydes métalliques sont appelés, qui correspondent à des hydroxydes appartenant à la classe des bases. Les oxydes basiques comprennent, par exemple, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO, etc.

Propriétés chimiques oxydes basiques

1. Les oxydes basiques solubles dans l'eau réagissent avec l'eau pour former des bases :

Na20 + H20 → 2NaOH.

2. Interagir avec les oxydes acides, formant les sels correspondants

Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4.

3. Réagissez avec les acides pour former du sel et de l'eau :

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.

4. Réagir avec les oxydes amphotères :

Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlO 2 .

Si le deuxième élément entrant dans la composition des oxydes est un non-métal ou un métal présentant une valence plus élevée (présente généralement de IV à VII), alors ces oxydes seront acides. Les oxydes d'acides (anhydrides d'acides) sont des oxydes qui correspondent à des hydroxydes appartenant à la classe des acides. Il s'agit par exemple de CO 2, SO 3, P 2 O 5, N 2 O 3, Cl 2 O 5, Mn 2 O 7, etc. Les oxydes d'acide se dissolvent dans l'eau et les alcalis, formant du sel et de l'eau.

Propriétés chimiques des oxydes d'acide

1. Interagir avec l'eau, formant de l'acide :

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4.

Mais tous les oxydes acides ne réagissent pas directement avec l'eau (SiO 2 et autres).

2. Réagissez avec les oxydes à base pour former un sel :

CO2 + CaO → CaCO3

3. Interagissez avec les alcalis, formant du sel et de l'eau :

CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.

Partie oxyde amphotère comprend un élément qui a des propriétés amphotères. L'amphotéricité est comprise comme la capacité des composés à présenter des propriétés acides et basiques en fonction des conditions. Par exemple, l'oxyde de zinc ZnO peut être à la fois une base et un acide (Zn(OH) 2 et H 2 ZnO 2). L'amphotéricité s'exprime par le fait que, selon les conditions, les oxydes amphotères présentent soit des propriétés basiques, soit des propriétés acides.

Propriétés chimiques des oxydes amphotères

1. Interagissez avec les acides pour former du sel et de l'eau :

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O.

2. Réagissez avec les alcalis solides (pendant la fusion), formant à la suite de la réaction sel - zincate de sodium et eau :

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O.

Lorsque l'oxyde de zinc interagit avec une solution alcaline (le même NaOH), une autre réaction se produit :

ZnO + 2 NaOH + H 2 O => Na 2.

Numéro de coordination - une caractéristique qui détermine le nombre de particules les plus proches : atomes ou ions dans une molécule ou un cristal. Chaque métal amphotère a son propre numéro de coordination. Pour Be et Zn c'est 4; Car et Al vaut 4 ou 6; Pour et Cr c'est 6 ou (très rarement) 4 ;

Les oxydes amphotères ne se dissolvent généralement pas dans l'eau et ne réagissent pas avec elle.

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Oxydes non salifiants (indifférents, indifférents) CO, SiO, N 2 0, NO.

Oxydes salifiants :

Basique. Oxydes dont les hydrates sont des bases. Oxydes métalliques avec des degrés d'oxydation +1 et +2 (rarement +3). Exemples : Na 2 O - oxyde de sodium, CaO - oxyde de calcium, CuO - oxyde de cuivre (II), CoO - oxyde de cobalt (II), Bi 2 O 3 - oxyde de bismuth (III), Mn 2 O 3 - manganèse (III) oxyde).

Amphotère. Oxydes dont les hydrates sont des hydroxydes amphotères. Oxydes métalliques avec des degrés d'oxydation +3 et +4 (rarement +2). Exemples : Al 2 O 3 - oxyde d'aluminium, Cr 2 O 3 - oxyde de chrome (III), SnO 2 - oxyde d'étain (IV), MnO 2 - oxyde de manganèse (IV), ZnO - oxyde de zinc, BeO - oxyde de béryllium.

Acide. Oxydes dont les hydrates sont des acides contenant de l'oxygène. Oxydes de non-métaux. Exemples : P 2 O 3 - oxyde de phosphore (III), CO 2 - monoxyde de carbone (IV), N 2 O 5 - oxyde d'azote (V), SO 3 - oxyde de soufre (VI), Cl 2 O 7 - oxyde de chlore ( VII). Oxydes métalliques aux états d'oxydation +5, +6 et +7. Exemples : Sb 2 O 5 - oxyde d'antimoine (V). CrOz - oxyde de chrome (VI), MnOz - oxyde de manganèse (VI), Mn 2 O 7 - oxyde de manganèse (VII).

Modification de la nature des oxydes avec augmentation du degré d'oxydation du métal

Propriétés physiques

Les oxydes sont solides, liquides et gazeux, de différentes couleurs. Par exemple : oxyde de cuivre (II) CuO noir, oxyde de calcium CaO blanc - solides. L'oxyde de soufre (VI) SO 3 est un liquide volatil incolore et le monoxyde de carbone (IV) CO 2 est un gaz incolore dans des conditions normales.

État d'agrégation

CaO, CuO, Li 2 O et autres oxydes basiques; ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 et autres oxydes amphotères; SiO 2, P 2 O 5, CrO 3 et autres oxydes acides.

SO 3, Cl 2 O 7, Mn 2 O 7 et autres.

Gazeux:

CO 2 , SO 2 , N 2 O, NO, NO 2 et autres.

solubilité dans l'eau

Soluble:

a) les oxydes basiques de métaux alcalins et alcalino-terreux ;

b) presque tous les oxydes acides (exception : SiO 2).

Insoluble:

a) tous les autres oxydes basiques ;

b) tous les oxydes amphotères

Propriétés chimiques

1. Propriétés acido-basiques

Les propriétés communes des oxydes basiques, acides et amphotères sont les interactions acide-base, qui sont illustrées par le schéma suivant :

(uniquement pour les oxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux) (sauf pour SiO 2).

Les oxydes amphotères, ayant les propriétés des oxydes basiques et acides, interagissent avec les acides forts et les alcalis :

2. Propriétés redox

Si un élément a un état d'oxydation variable (s. o.), alors ses oxydes avec un faible s. à propos. peuvent présenter des propriétés réductrices et des oxydes à haut c. à propos. - oxydant.

Exemples de réactions dans lesquelles les oxydes agissent comme agents réducteurs :

Oxydation des oxydes à faible s. à propos. aux oxydes à haute s. à propos. éléments.

2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2

2S +4 O 2 + O 2 \u003d 2S +6 O 3

2N +2 O + O 2 \u003d 2N +4 O 2

Le monoxyde de carbone (II) réduit les métaux de leurs oxydes et l'hydrogène de l'eau.

C +2 O + FeO \u003d Fe + 2C +4 O 2

C +2 O + H 2 O \u003d H 2 + 2C +4 O 2

Exemples de réactions dans lesquelles les oxydes agissent comme agents oxydants :

Récupération des oxydes à fort O.D. éléments aux oxydes à faible s. à propos. ou jusqu'à des substances simples.

C +4 O 2 + C \u003d 2C +2 O

2S +6 O 3 + H 2 S \u003d 4S +4 O 2 + H 2 O

C +4 O 2 + Mg \u003d C 0 + 2MgO

Cr +3 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr 0 + 2Al 2 O 3

Cu +2 O + H 2 \u003d Cu 0 + H 2 O

Utilisation d'oxydes de métaux peu actifs pour l'oxydation de substances organiques.

Certains oxydes dans lesquels l'élément a un intermédiaire c. o., capable de disproportionnement ;

Par example:

2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

Comment avoir

1. Interaction de substances simples - métaux et non-métaux - avec l'oxygène :

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2Cu + O 2 \u003d 2CuO;

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

2. Déshydratation des bases insolubles, des hydroxydes amphotères et de certains acides :

Cu(OH) 2 \u003d CuO + H 2 O

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O

H 2 SO 3 \u003d SO 2 + H 2 O

H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O

3. Décomposition de certains sels :

2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

(CuOH) 2 CO 3 \u003d 2CuO + CO 2 + H 2 O

4. Oxydation de substances complexes avec de l'oxygène :

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + H 2 O

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O

5. Récupération des acides oxydants par les métaux et les non-métaux :

Cu + H 2 SO 4 (concentré) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 (concentré) + 4Ca = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

2HNO 3 (razb) + S \u003d H 2 SO 4 + 2NO

6. Interconversions d'oxydes lors de réactions redox (voir propriétés redox des oxydes).

Soufre et ses composés.

Matériel, réactifs :

Soufre (morceaux fins), soufre (poudre), fer réduit, sulfite de sodium sec, concentré acide sulfurique, cuivre, hydroxyde de sodium, phénolphtaléine, fuchsine, sucre, permanganate de potassium cristallin, alcool, oxyde de cuivre (II).

Grands tubes à essai - 5 pièces, petits tubes à essai - 6 pièces, un support pour tubes à essai, un support pliable, un mortier et un pilon, un petit creuset, un petit flacon avec un tube de sortie de gaz et un entonnoir compte-gouttes, un petit verre, bâtonnets d'agitation en verre, flacons, ouate, tasses en porcelaine, carreaux électriques.

Le soufre et ses propriétés

Caractéristiques de la fusion du soufre.

De petits morceaux de soufre sont placés dans un tube à essai pour 1/3 de son volume (la couleur du soufre est moins adaptée à ces fins, car une forte mousse est observée lors de la fusion). Un tube à essai contenant du soufre est chauffé jusqu'à ce que le soufre fonde (119 "C). Lors d'un chauffage supplémentaire, le soufre s'assombrit et commence à s'épaissir (épaississement maximal à 200" C). À ce stade, le tube est retourné pendant un moment et le soufre ne se répand pas. Avec un chauffage encore plus fort, le soufre se liquéfie à nouveau et bout à 445 "C. Le soufre bouillant est versé dans un verre ou un cristalliseur avec de l'eau, tout en effectuant un mouvement circulaire avec le tube à essai. Le soufre plastique se solidifie dans l'eau. Si vous le retirez de l'eau (à l'aide d'une tige de verre), puis il s'étire comme du caoutchouc.

La réaction de la combinaison de soufre et de fer.

a) L'expérience est réalisée dans un tube à essai. Tout d'abord, préparez un mélange de substances dans un rapport de 7: 4

(Ar(Fe) : Ar(S) = 56 : 32). Par exemple, il suffit de prendre 3,5 g de fer et 2 g de soufre. Dans le mélange résultant, les particules individuelles de soufre, de fer et la couleur de ces substances se distinguent. Si un peu de mélange est jeté dans un verre d'eau, le soufre flotte (non mouillé par l'eau) et le fer coule (mouillé par l'eau).

Le mélange peut être séparé avec un aimant. Pour ce faire, un aimant est amené au mélange sur un verre de montre ou une plaque de verre recouverte de papier, ce qui attire le fer, le soufre reste sur la montre

verre. Le mélange est transféré dans un tube à essai, qui est fixé dans la jambe d'un trépied légèrement incliné et chauffé. Il suffit de réaliser le démarrage de la réaction (chauffé au rouge) en un seul endroit du mélange en - et la réaction se poursuit d'elle-même (processus exothermique). Pour extraire le sulfure de fer obtenu, cassez le tube à essai. Ainsi, à partir de deux substances, si elles ont été prises en quantités correspondant aux calculs, une substance a été obtenue, qui a des propriétés différentes des propriétés des substances d'origine.

Problèmes possibles pendant l'expérience

1. Pour l'expérience, vous ne devez prendre que du fer réduit. Lors de l'utilisation de sciure de bois ordinaire, la réaction ne se poursuit pas, car chaque grain d'entre eux est recouvert du film le plus mince d'oxydes de fer, qui

interfère avec le contact du fer avec le soufre.

2. La réaction n'ira pas ou on n'observera que des éclairs sporadiques si le mélange est mal mélangé et qu'il n'y a pas un contact suffisant du soufre avec le fer.

3. La réaction n'ira pas si les grains de fer sont très gros, par conséquent, la surface de son contact avec le soufre est petite.

Oxyde de soufre (IV) et acide sulfureux.

Production d'oxyde de soufre (IV).

a) Le ballon contenant du sulfite de sodium solide est bouché avec une ampoule à addition. Lorsque de l'acide sulfurique concentré est ajouté (l'acide doit être ajouté goutte à goutte. Lorsqu'il est observé

fort dégagement de gaz, puis l'addition d'acide est arrêtée) de l'oxyde de soufre (IV) est libéré. La réaction se déroule sans chauffage.

b) De l'acide sulfurique concentré est ajouté au cuivre (copeaux, sciure ou fil) et chauffé. Recueillir l'oxyde de soufre (IV) par déplacement d'air.

Dissolution d'oxyde de soufre (IV) dans l'eau.

Placez le cylindre avec le trou vers le haut et remplissez-le d'oxyde de soufre (IV). L'intégralité du remplissage est contrôlée comme pour le dioxyde de carbone par un éclat brûlant. Le cylindre est recouvert de verre

plaque et trou vers le bas abaissé dans le cristallisoir avec de l'eau. Lorsque le cylindre est secoué, l'eau y pénètre progressivement. La solubilité de l'oxyde de soufre (IV) dans l'eau est très élevée et à état de la pièce est égal à une moyenne de 40 volumes de gaz pour 1 volume d'eau, soit environ 10 % en masse. Une solubilité élevée permet toujours aux élèves de conclure que dans ce cas, une réaction chimique se produit entre le gaz dissolvant et le solvant.

réaction.

Propriétés chimiques de l'acide sulfureux.

100 - 150 ml d'eau sont versés dans le ballon et de l'oxyde de soufre (IV) est passé pendant plusieurs minutes afin que la solution ait une forte odeur. Cette bouteille est fermée par un bouchon.

a) 1/3 du volume de l'éprouvette est rempli d'eau teintée de magenta. De l'acide sulfurique est ajouté à l'eau colorée et la solution est agitée. L'acide sulfureux donne une solution incolore avec des colorants organiques. Chauffer la solution à ébullition. La couleur magenta est à nouveau restaurée. Pourquoi?

Acide sulfurique

Carboniser l'éclat.

Lorsque l'éclat est abaissé dans de l'acide sulfurique concentré, sa carbonisation est observée et du carbone libre est libéré. Après rinçage à l'eau, la torche est montrée aux étudiants, qui concluent que l'acide sulfurique est capable de prélever de l'hydrogène et de l'oxygène à partir de substances complexes, ce qui explique certaines des règles pour travailler avec.

L'invention concerne les procédés de dissolution d'oxydes d'uranium et peut être utilisée dans la technologie d'obtention de matériaux du cycle du combustible, notamment pour l'obtention d'uranium enrichi. Selon le procédé, la poudre d'oxydes d'uranium est placée sous une couche d'eau à un rapport de la hauteur de la couche d'eau et de la hauteur de la couche d'oxyde d'uranium d'au moins 1,3. L'acide nitrique est fourni sous la couche d'oxydes d'uranium à raison de (0,30-0,36) t HNO 3 pour 1 tonne d'uranium par heure. EFFET : l'invention permet de réduire le volume des gaz sortant du réacteur-solvant et à nettoyer avant d'être rejetés dans l'atmosphère, tout en réduisant leur teneur en dioxyde d'azote. 1 z.p. f-ly, 1 onglet.

L'invention concerne les procédés de dissolution d'oxydes d'uranium et peut être utilisée dans la technologie d'obtention de matériaux du cycle du combustible, notamment pour l'obtention d'uranium enrichi. Comme matière première pour l'enrichissement de l'uranium, ses oxydes sous forme de protoxyde d'azote technique - oxyde U 3 O 8 (2UO s +UO 2), obtenus à partir de matières premières naturelles, peuvent être utilisés. Parallèlement, avant l'opération de fluoration, l'uranium doit être encore purifié des impuretés d'accompagnement présentes dans le concentré de minerai, y compris les impuretés qui forment des fluorures volatils (molybdène, silicium, fer, vanadium, etc.). En outre, il est également nécessaire d'éliminer les impuretés qui pénètrent dans l'uranium lors du traitement des minerais naturels en protoxyde d'azote - oxyde d'uranium (calcaire, marques inférieures, graphite, charbon, etc.). Pour purifier l'uranium des impuretés, on peut utiliser la technologie d'extraction pour la purification des solutions d'acide nitrique d'uranium à l'aide de phosphate de tributyle. Les oxydes d'uranium doivent être dissous avant l'extraction. Procédé connu de dissolution d'oxydes d'uranium dans un mélange d'acides nitrique et chlorhydrique concentrés (Uranium et ses composés. Norme industrielle de l'URSS OST 95175-90, p. 5). Cependant, en raison de la corrosion importante de l'équipement, cette méthode n'est utilisée qu'à l'échelle du laboratoire. Une méthode connue de dissolution de l'oxyde d'uranium dans l'acide nitrique (VM Vdovenko. Radiochimie moderne. - M., 1969, p. 257) (prototype). Le procédé est réalisé selon la réaction suivante : 2U 3 O 8 + 14HNO 3 = 6UO 2 (NO) 3) 2 + 7H 2 O + NO + NO 2 . À la suite de la réaction, de l'oxyde et du dioxyde d'azote se forment, ce qui a un effet nocif sur environnement et une personne. A cet égard, il existe un besoin de nettoyer les gaz résiduaires des oxydes d'azote. Le dioxyde d'azote (NO 2) est un gaz brun, le monoxyde d'azote (NO) est un gaz incolore. L'oxyde nitrique (NO) s'oxyde en NO 2 au contact de l'oxygène atmosphérique. Le dioxyde d'azote est le principal composant des rejets gazeux à traiter. Si une charge contenant plus de 80% d'oxyde d'uranium est dissoute, alors la formation d'oxydes d'azote par unité de charge est augmentée par rapport à la dissolution d'oxyde d'uranium contenant environ 30% d'oxyde d'uranium. Le processus de dissolution de telles matières premières se caractérise par un dégagement important de dioxyde d'azote. Dans les matières premières oxydes, la teneur en uranium (IV) est de 30 % : Dans les matières premières oxydes, la teneur en uranium (IV) est de 80 % : Lors de l'agitation du système réactionnel, qui est utilisée pour améliorer le transfert de masse dans le système, la libération d'oxydes d'azote du mélange réactionnel se produit particulièrement rapidement. L'objectif de l'invention est de réduire le volume de gaz (oxydes d'azote) sortant du réacteur à solvant et à nettoyer avant d'être rejetés dans l'atmosphère, tout en réduisant leur teneur en dioxyde d'azote. Le problème est résolu par le fait que dans le procédé de dissolution des oxydes d'uranium, y compris leur interaction avec l'acide nitrique, la poudre d'oxydes d'uranium est placée sous une couche d'eau avec un rapport entre la hauteur de la couche d'eau et la hauteur du couche d'oxyde d'uranium d'au moins 1,3, et de l'acide nitrique est introduit sous la couche d'oxydes d'uranium avec un débit de (0,3-0,36) t HNO 3 pour 1 tonne d'uranium par heure. Le mélange réactionnel est irrigué avec de l'eau en quantité égale à 10-20% de la couche aqueuse. Exemple. La poudre d'oxyde d'uranium est placée sous une couche d'eau. La solution acide est introduite sous la couche d'oxydes. L'alimentation de la solution acide sous la couche d'oxydes d'uranium s'effectue par une conduite descendue au fond du réacteur à solvant. Mener quatre séries d'expériences. Dans la première série, le rapport de la hauteur de la couche d'eau à la hauteur de la couche d'oxyde d'uranium est modifié. Dans la deuxième série d'expériences, le débit de HNO 3 est modifié par unité de temps. Dans la troisième série d'expériences, le mélange réactionnel est agité en y apportant de l'air comprimé. Dans la quatrième série d'expériences, de l'eau est pulvérisée sur la surface de la couche d'eau pour créer un brouillard d'eau dans le réacteur à solvant. Dans l'expérience 6 de la première série, il n'y a pas de couche d'eau au-dessus de la couche d'oxyde d'uranium. Les expériences sont réalisées sans chauffer le mélange réactionnel. Les résultats des expériences sont présentés dans le tableau. Lorsque l'acide nitrique est fourni sous une couche d'oxydes d'uranium sous l'eau, la dissolution des oxydes d'uranium se déroule uniformément dans tout le volume. Le dioxyde d'azote formé lors de la dissolution des oxydes d'uranium, traversant une couche d'eau, interagit avec cette dernière pour former de l'acide nitrique qui, à son tour, interagit avec les oxydes d'uranium ; la consommation d'acide nitrique (total pour l'expérience) alimentant le réacteur à solvant est réduite. Comme le montre le tableau, une diminution du volume de gaz sortant du réacteur à solvant, avec une diminution de la teneur en dioxyde d'azote, se produit lorsque le rapport de la hauteur de la couche d'eau à la hauteur de l'oxyde d'uranium couche n'est pas inférieure à 1,3 et le débit d'acide nitrique par unité de temps est de 0,30 à 0,36 t HNO 3 / t U par heure (expériences 3-5 de la première série, 1, 2 de la deuxième série). L'irrigation de l'espace au-dessus de la couche d'eau avec de l'eau contribue à un piégeage supplémentaire du dioxyde d'azote et à la suppression du moussage (expériences 1, 2 de la quatrième série). L'absence de couche aqueuse au-dessus des oxydes d'uranium lors du processus de dissolution (expérience 6 de la première série) ou sa hauteur insuffisante (le rapport de la hauteur de la couche d'eau à la hauteur de la couche d'oxyde d'uranium est inférieur à 1,3 , expériences 1, 2 de la première série) conduisent à une augmentation du dégagement gazeux du réacteur à solvant, dans ce cas, le gaz a une couleur brune inhérente au dioxyde d'azote. Une augmentation de la consommation d'acide nitrique par unité de temps (plus de 0,36 t HNO 3 / t U par heure) entraîne également un fort dégagement gazeux, le gaz contient une quantité importante de dioxyde d'azote brun (expériences 3, 4 de la deuxième série ). L'agitation du mélange réactionnel avec de l'air augmente la consommation totale d'acide nitrique et conduit à un fort dégagement gazeux (expériences 1, 2 de la troisième série). Le rapport de la hauteur de la couche d'eau à la hauteur de la couche de poudre, égal à 1,30-1,36, est optimal du point de vue de l'obtention d'une solution adaptée en concentration pour l'opération ultérieure dans la technologie des matériaux du cycle du combustible - extraction .

Prétendre

1. Procédé de dissolution d'oxydes d'uranium, y compris leur interaction avec l'acide nitrique, caractérisé en ce que la poudre d'oxydes d'uranium est placée sous une couche d'eau avec un rapport de la hauteur de la couche d'eau et de la hauteur de la couche d'oxyde d'uranium de au moins 1,3 et de l'acide nitrique est introduit sous la couche d'oxydes d'uranium avec un débit de (0,300,36) t HNO 3 pour 1 tonne d'uranium par heure. 2. Procédé selon la page 1, caractérisé en ce que le mélange réactionnel est irrigué avec de l'eau en une quantité égale à 10-20 % de la couche aqueuse.

Une telle interaction chimique faible, que nous appelons type VI, peut être exprimée par le schéma :

Moi"" m O n= m[Moi""] Moi" + n[O] Moi",

où moi"" m O n- oxyde de céramique ou de verre ; [Me""] Me" et [O] Me" sont des solutions solides de métal et d'oxygène, qui forment de l'oxyde céramique, respectivement dans le métal qui y est soudé.

Une interaction de ce type peut être réalisée à une grande différence dans l'énergie de Gibbs de formation de l'oxyde de céramique ou de verre et de l'oxyde du métal à souder.

La possibilité de ce type d'interaction est indiquée, par exemple, par les phénomènes de coagulation des phases durcissantes (composés intermétalliques, oxydes, carbures, carbonitrures) se produisant à des températures élevées dans les matériaux renforcés par dispersion en raison de la dissolution de petites particules dans la matrice et la croissance des grands. La possibilité et le degré d'une telle interaction du durcisseur avec la matrice déterminent la résistance à la chaleur des matériaux composites.

Pour la première fois, des estimations quantitatives du degré d'interaction dans la formation de solutions solides selon la réaction de type VI entre Al 2 O 3 et le nickel dans un matériau fritté à la même température (1673 K) ont été réalisées par O. Kubashevsky. E.I. Mozzhukhin, dont les résultats de calcul ont été confirmés de manière satisfaisante par l'analyse chimique des systèmes Al 2 O 3 - Mo et Al 2 O 3 - Nb après leur frittage à des températures (0,6-0,8) du métal de la matrice.

La réaction de type VI peut servir de base aux calculs thermodynamiques lorsque les conditions suivantes sont réunies : présence d'au moins une faible solubilité de l'oxygène et de Me"" dans le métal Me" en cours de soudage ; pas de modification de la composition stoechiométrique du oxyde, aucune possibilité que l'oxyde participant à la réaction se transforme en oxydes inférieurs, l'absence de possibilité de solubilité du métal étant soudé dans Me "" m Environ n.

Le non-respect de la première condition prive l'équation considérée de son sens : la seconde - conduit à une réaction de type V ; troisième - réactions de type VI; quatrièmement, il nécessite l'addition de l'équation de réaction VI à une autre qui prend en compte la formation d'une solution solide de Me "in et Me" " m O n leur solution conjointe.

Contrairement aux réactions de types I, II, IV, V considérées ci-dessus, pour lesquelles la notion d'équilibre thermodynamique est inapplicable et le sens d'écoulement (de gauche à droite ou de droite à gauche) est entièrement déterminé par le signe
, la réaction de type VI se déroule de gauche à droite et l'intégralité de son déroulement est déterminée par la constante d'équilibre, qui est égale au produit des activités de l'oxygène et de Me "" dans le métal à souder Me". , pour déterminer leur valeur, c'est-à-dire la concentration à l'équilibre des éléments dissous dans une solution solide en fonction du métal à souder.Les valeurs trouvées et caractériseront le degré d'équilibre d'interaction des matériaux à souder.

Un calcul thermodynamique d'une réaction de type VI utilisant l'exemple du système ZnS-Me avec une description des caractéristiques méthodologiques est donné dans l'ouvrage. Les résultats de ce calcul, en première approximation, sont également applicables à un système ZnO-Me similaire, qui présente un intérêt particulier dans l'analyse de la soudabilité des ferrites de zinc.

Le calcul est basé sur la réaction d'interaction avec le cuivre :

ZnS solide \u003d Cu + [S] Cu (7.29)

Les résultats des calculs ont montré que l'interaction du sulfure de zinc avec le cuivre est thermodynamiquement possible pour se dissoudre dans le cuivre jusqu'à 0,086 at. % de soufre, qui est supérieur d'un ordre de grandeur et demi à la limite de solubilité du soufre dans le cuivre à cette température (0,004 at.%), c'est-à-dire supérieur à ce qui peut être contenu dans une solution solide saturée en équilibre avec du sulfure de cuivre inférieur. Il en résulte que la formation d'une certaine quantité de sulfure de cuivre Сu 2 S est thermodynamiquement possible lors de l'interaction de ZnS avec le cuivre.

Par conséquent, le calcul thermodynamique de l'interaction avec le cuivre selon la méthode de E.I. Mozzhukhin utilisant l'équation (7.29) ne donne qu'un résultat qualitatif. Cette technique est applicable aux systèmes dans lesquels la différence entre les énergies de Gibbs de formation d'un oxyde réfractaire et d'un oxyde métallique de matrice est d'environ 400 kJ/g d'atome d'oxygène, alors que dans les systèmes sulfurés considérés, cette valeur est beaucoup plus faible.

Pour obtenir des résultats quantitatifs, le développement ultérieur de cette méthodologie est décrit ci-dessous.