Trifluorure de plutonium

Le fluorure de plutonium(III) ou trifluorure de plutonium est le composé chimique constitué de plutonium et de fluor de formule PuF₃. Il forme des cristaux violets. Le fluorure de plutonium(III) possède la structure de LaF₃[3].

Identification
Trifluorure de plutonium

Structure du fluorure de plutonium(III) : __ Pu³⁺ __ F⁻
Nom UICPA	trifluoroplutonium
N^o CAS	13842-83-6
PubChem	139624
SMILES	[F-].[F-].[F-].[Pu+3] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/3FH.Pu/h31H;/q;;;+3/p-3 Std. InChIKey :* DBYIUAMLRDFZJJ-UHFFFAOYSA-K
Apparence	cristaux violets, opaques
Propriétés chimiques
Formule	F₃PuPu F₃
Masse molaire[1]	301 g/mol F 18,94 %, Pu 81,08 %,
Propriétés physiques
T° fusion	1 396 °C[2]
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace	(n^o 165) trigonal Hermann-Mauguin : $P\ {\bar {3}}\ 2/c\ 1\,$ Hermann-Mauguin court : $P{\bar {3}}c1\,$ Schoenflies : $D_{3d}^{4}\,$
Précautions
Composé radioactif

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Synthèse

Le fluorure de plutonium(III) qui est très peu soluble, est produit par la métathèse en solution aqueuse entre le nitrate de plutonium(III) et un sel de fluorure dans des conditions acides qui le précipite[4] :

\mathrm {Pu^{3+}\ _{(aq)}+\ 3\ F^{-}\ _{(aq)}\longrightarrow \ PuF_{3}\ _{(s)}\downarrow }

Le fluorure de plutonium(III) peut être également obtenu via l'oxalate de plutonium(IV) ou l'oxyde de plutonium(IV) avec de l'hydrogène et du fluorure d'hydrogène (HF) ou l'oxalate de plutonium(III) avec juste du fluorure d'hydrogène[5] :

\mathrm {2\ Pu(C_{2}O_{4})_{2}+H_{2}+6\ HF\longrightarrow 2\ PuF_{3}+2\ CO+2\ CO_{2}+4\ H_{2}O}

\mathrm {2\ PuO_{2}+H_{2}+6\ HF\longrightarrow 2\ PuF_{3}+4\ H_{2}O}

\mathrm {Pu_{2}(C_{2}O_{4})_{3}+6\ HF\longrightarrow 2\ PuF_{3}+3\ CO+3\ CO_{2}}

Utilisation

Une méthode de précipitation du fluorure de plutonium(III) a été étudiée comme alternative à la méthode utilisant du peroxyde de plutonium lors du traitement du combustible nucléaire usé[6]. Une étude de 1957 du Laboratoire national de Los Alamos signale une récupération moins efficace qu'avec la méthode traditionnelle[7] tandis qu'une étude plus récente soutenue par l'Office of Scientific and Technical Information (en) conclut qu'il s'agit d'une des méthodes les plus efficaces[8].

Le fluorure de plutonium(III) peut être utilisé dans la fabrication de l'alliage plutonium-gallium au lieu du plutonium pur, plus difficile à manipuler.

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Plutonium(III) fluoride » (voir la liste des auteurs).

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, FL, CRC Press, 1998 (réimpr. cation-date), 87^e éd., 113 p. (ISBN 0-8493-0594-2, lire en ligne)
Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications. (ISBN 0-19-855370-6).
G. A. Burney, F. W. Tober, Precipitation of Plutonium Trifluoride, Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 1965, vol. 4(1), pp. 28–32. DOI:10.1021/i260013a009.
Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II., Enke, Stuttgart, 1978, p. 1299. (ISBN 3-432-87813-3).
(en) C. K. Gupta et T. K. Mukherjee, Hydrometallurgy in Extraction Processes, vol. 2, CRC Press, 1990 (réimpr. cation-date), 206–208 p. (ISBN 0-8493-6805-7, OCLC 21197603, lire en ligne).
(en) R. S. Winchester, « Aqueous Decontamination of Plutonium from Fission Product Elements », Laboratoire national de Los Alamos (project status report), Los Alamos, NM,‎ 26 septembre 1958, p. 9–10 (lire en ligne [PDF], consulté le 20 juin 2008).
(en) L. L. Martella, M. T. Saba et G. K. Campbell, « Laboratory-scale evaluations of alternative plutonium precipitation methods », United States Office of Scientific and Technical Information (Rapport technique), Rockwell International,‎ 8 février 1984 (DOI 10.2172/5318991, lire en ligne, consulté le 20 juin 2008).

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[hand-2] (en) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, FL, CRC Press, 1998 (réimpr. cation-date), 87^e éd., 113 p. (ISBN 0-8493-0594-2, lire en ligne)

[3] Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications. (ISBN 0-19-855370-6).

[4] G. A. Burney, F. W. Tober, Precipitation of Plutonium Trifluoride, Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 1965, vol. 4(1), pp. 28–32. DOI:10.1021/i260013a009.

[5] Georg Brauer (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band II., Enke, Stuttgart, 1978, p. 1299. (ISBN 3-432-87813-3).

[hydro-6] (en) C. K. Gupta et T. K. Mukherjee, Hydrometallurgy in Extraction Processes, vol. 2, CRC Press, 1990 (réimpr. cation-date), 206–208 p. (ISBN 0-8493-6805-7, OCLC 21197603, lire en ligne).

[losala-7] (en) R. S. Winchester, « Aqueous Decontamination of Plutonium from Fission Product Elements », Laboratoire national de Los Alamos (project status report), Los Alamos, NM,‎ 26 septembre 1958, p. 9–10 (lire en ligne [PDF], consulté le 20 juin 2008).

[anal-8] (en) L. L. Martella, M. T. Saba et G. K. Campbell, « Laboratory-scale evaluations of alternative plutonium precipitation methods », United States Office of Scientific and Technical Information (Rapport technique), Rockwell International,‎ 8 février 1984 (DOI 10.2172/5318991, lire en ligne, consulté le 20 juin 2008).