Uranium (U), unsur kimia radioaktif dari seri actinoid dari tabel periodik, nomor atom 92. Ini adalah bahan bakar nuklir yang penting.
elemen actinoid
anggota kelompok, termasuk uranium (yang paling akrab), muncul secara alami, sebagian besar adalah buatan manusia. Baik uranium dan plutonium telah digunakan
Uranium membentuk sekitar dua bagian per juta kerak bumi. Beberapa mineral uranium penting adalah bijih uranium (tidak murni U 3 O 8), uraninit (UO 2), carnotite (a vanadat kalium uranium), autunite (kalsium fosfat uranium), dan torbernite (fosfat uranium tembaga). Ini dan bijih uranium yang dapat dipulihkan lainnya, sebagai sumber bahan bakar nuklir, mengandung energi berkali-kali lebih banyak daripada semua simpanan bahan bakar fosil yang dapat dipulihkan. Satu pon uranium menghasilkan energi sebanyak 1,4 juta kilogram (3 juta pon) batubara.
Untuk informasi tambahan tentang deposit bijih uranium, serta cakupan teknik penambangan, pemurnian, dan pemulihan, lihat pemrosesan uranium. Untuk data statistik komparatif pada produksi uranium, lihat tabel.
Uranium
| negara | produksi tambang 2013 (metrik ton) | % dari produksi tambang dunia |
|---|---|---|
| *Memperkirakan. | ||
| Sumber: Asosiasi Nuklir Dunia, Produksi Tambang Uranium Dunia (2014). | ||
| Kazakhstan | 22.574 | 37.9 |
| Kanada | 9.332 | 15.6 |
| Australia | 6.350 | 10.6 |
| Niger * | 4,528 | 7.6 |
| Namibia | 4.315 | 7.2 |
| Rusia | 3,135 | 5.3 |
| Uzbekistan * | 2.400 | 4.0 |
| Amerika Serikat | 1,835 | 3.1 |
| Cina* | 1.450 | 2.4 |
| Malawi | 1,132 | 1.9 |
| Ukraina | 1.075 | 1.9 |
| Afrika Selatan | 540 | 0,9 |
| India* | 400 | 0,7 |
| Republik Ceko | 225 | 0,4 |
| Brazil | 198 | 0,3 |
| Rumania* | 80 | 0,1 |
| Pakistan * | 41 | 0,1 |
| Jerman | 27 | 0,0 |
| total dunia | 59.637 | 100 |
Uranium adalah elemen logam padat dan keras yang berwarna putih keperakan. Ini ulet, mudah ditempa, dan mampu mengambil polesan tinggi. Di udara logam menodai dan ketika dibagi halus pecah menjadi api. Ini adalah konduktor listrik yang relatif buruk. Meskipun ditemukan (1789) oleh ahli kimia Jerman Martin Heinrich Klaproth, yang menamainya setelah planet Uranus yang baru ditemukan, logam itu sendiri pertama kali diisolasi (1841) oleh ahli kimia Prancis Eugène-Melchior Péligot dengan pengurangan uranium tetrachloride (UCl 4) dengan kalium.
Perumusan sistem periodik oleh ahli kimia Rusia Dmitry Mendeleyev pada tahun 1869 memusatkan perhatian pada uranium sebagai unsur kimia terberat, posisi yang dipegangnya sampai penemuan unsur transuranium neptunium pertama pada tahun 1940. Pada tahun 1896 fisikawan Perancis Henri Becquerel ditemukan di uranium fenomena radioaktivitas, sebuah istilah yang pertama kali digunakan pada tahun 1898 oleh fisikawan Prancis Marie dan Pierre Curie. Properti ini kemudian ditemukan di banyak elemen lainnya. Sekarang diketahui bahwa uranium, radioaktif dalam semua isotopnya, secara alami terdiri dari campuran uranium-238 (99,27 persen, paruh waktu 4,510.000.000 tahun), uranium-235 (0,72 persen, paruh paruh 713.000.000 tahun), dan uranium-234 (0,006 persen, paruh waktu 247.000 tahun). Waktu paruh yang panjang ini memungkinkan penentuan usia Bumi dengan mengukur jumlah timbal, produk peluruhan akhir uranium, pada batuan yang mengandung uranium tertentu. Uranium-238 adalah induk dan uranium-234 salah satu anak perempuan dalam seri peluruhan uranium radioaktif; uranium-235 adalah induk dari seri peluruhan actinium. Lihat juga elemen actinoid.
Unsur uranium menjadi subjek penelitian yang intens dan minat luas setelah ahli kimia Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassmann menemukan pada akhir 1938 fenomena fisi nuklir di uranium dihujani oleh neutron lambat. Fisikawan Amerika kelahiran Italia Enrico Fermi menyarankan (awal 1939) bahwa neutron mungkin ada di antara produk fisi dan dengan demikian dapat melanjutkan fisi sebagai reaksi berantai. Fisikawan Amerika kelahiran Hongaria Leo Szilard, fisikawan Amerika Herbert L. Anderson, ahli kimia Prancis Frédéric Joliot-Curie, dan rekan kerja mereka membenarkan (1939) prediksi ini; Penyelidikan kemudian menunjukkan bahwa rata-rata 2 1 / 2 neutron per atom yang dilepaskan selama fisi. Penemuan-penemuan itu mengarah pada reaksi berantai nuklir mandiri pertama (2 Desember 1942), uji bom atom pertama (16 Juli 1945), bom atom pertama yang dijatuhkan dalam peperangan (6 Agustus 1945), yang pertama kali bertenaga atom kapal selam (1955), dan generator listrik bertenaga nuklir skala penuh pertama (1957).
Fisi terjadi dengan neutron lambat dalam isotop uranium-235 yang relatif jarang (satu-satunya bahan fisil yang terjadi secara alami), yang harus dipisahkan dari isotop uranium-238 yang berlimpah untuk berbagai kegunaannya. Akan tetapi, Uranium-238, setelah menyerap neutron dan mengalami peluruhan beta negatif, ditransmutasikan ke dalam elemen sintetik plutonium, yang fisil dengan neutron lambat. Uranium alami, oleh karena itu, dapat digunakan dalam reaktor konverter dan pemulia, di mana fisi ditopang oleh uranium langka-235 dan plutonium diproduksi pada saat yang sama dengan transmutasi uranium-238. Fissile uranium-233 dapat disintesis untuk digunakan sebagai bahan bakar nuklir dari isotop non-fisil torium thorium-232, yang berlimpah di alam. Uranium juga penting sebagai bahan utama dari mana unsur-unsur transuranium sintetis telah disiapkan oleh reaksi transmutasi.
Uranium, yang sangat elektropositif, bereaksi dengan air; itu larut dalam asam tetapi tidak dalam alkali. Biloks penting adalah 4 (seperti dalam oksida UO 2, tetrahalida seperti UCL 4, dan ion hijau berair U 4 +) dan 6 (seperti dalam oksida UO 3, yang hexafluoride UF 6, dan uranyl kuning ion UO 2 2+). Dalam larutan encer uranium paling stabil sebagai ion uranyl, yang memiliki struktur linier [O = U = O] 2+. Uranium juga menunjukkan keadaan +3 dan +5, tetapi masing-masing ion tidak stabil. Ion U 3+ merah teroksidasi perlahan-lahan bahkan dalam air yang tidak mengandung oksigen terlarut. Warna UO 2 + ion tidak diketahui karena mengalami disproporsionasi (UO 2 + secara simultan direduksi menjadi U 4 + dan teroksidasi untuk UO 2 2 +) bahkan dalam solusi yang sangat encer.
Senyawa uranium telah digunakan sebagai zat pewarna untuk keramik. Uranium hexafluoride (UF 6) adalah padatan dengan tekanan uap yang luar biasa tinggi (115 torr = 0,15 atm = 15,300 Pa) pada 25 ° C (77 ° F). UF 6 secara kimia sangat reaktif, tetapi, meskipun bersifat korosif dalam keadaan uap, UF 6 telah banyak digunakan dalam metode difusi gas dan gas-sentrifugal untuk memisahkan uranium-235 dari uranium-238.
Senyawa organologam adalah kelompok senyawa yang menarik dan penting di mana ada ikatan logam-karbon yang menghubungkan logam dengan kelompok organik. Uranocene adalah senyawa organouranium U (C 8 H 8) 2, di mana atom uranium terjepit di antara dua lapisan cincin organik yang terkait dengan cyclooctatetraene C 8 H 8. Penemuannya pada tahun 1968 membuka area baru kimia organologam.
Properti Elemen
| nomor atom | 92 |
|---|---|
| berat atom | 238.03 |
| titik lebur | 1,132,3 ° C (2,070,1 ° F) |
| titik didih | 3.818 ° C (6.904 ° F) |
| berat jenis | 19.05 |
| keadaan oksidasi | +3, +4, +5, +6 |
| konfigurasi elektron dari keadaan atom gas | [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2 |
