Uranio
Autor: Gabriel Arantes | Publicado: 2011-06-14T13:54:00-03:00





O&nbsp;urânio&nbsp;(homenagem ao planeta&nbsp;Urano), é um&nbsp;elemento químico&nbsp;de símbolo&nbsp;U&nbsp;e de&nbsp;massa atômica&nbsp;igual a 238&nbsp;u, apresentanúmero atômico&nbsp;92 (92&nbsp;prótons&nbsp;e 92&nbsp;elétrons), é um elemento natural e comum, muito mais abundante que a prata, abundância comparavel a do&nbsp;molibdenio&nbsp;e&nbsp;arsênio, porem quatro vezes menos abundante que o&nbsp;torio.

À temperatura ambiente, o urânio encontra-se no&nbsp;estado sólido. É um elemento metálico radioativo pertencente à família dos actinídeos[1].

Foi descoberto em&nbsp;1789&nbsp;pelo alemão&nbsp;Martin Klaproth&nbsp;na Alemanha. Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade daradioatividade, seus isotopos mais comuns tem uma meia vida longa(~4,5 bilhões de anos para o urânio-238 e ~700 milhões de anos para o urânio-235).

O Urânio é utilizado em indústria bélica (bombas atômicas&nbsp;e no secundário para&nbsp;bombas de hidrogênio), e como combustível emusinas nucleares&nbsp;para geração de&nbsp;energia elétrica.[2]

A&nbsp;Agência Internacional de Energia atômica, estimou as reservas mundiais de urânio em 5,4 milhões de toneladas em todo mundo em&nbsp;2009, sendo que 31% esta na&nbsp;Austrália, 12% no&nbsp;Cazaquistão, 9% no&nbsp;Canadá&nbsp;e 9% na&nbsp;Rússia, a produção mundial subiu cerca de 50 000 toneladas em 2009 comparando com&nbsp;2008, sendo os maiores produtores em 2009 o Cazaquistão (28%), o Canadá (20%), a Austrália (16%), a&nbsp;Namíbia&nbsp;(9%), a Rússia (7%), o&nbsp;Níger&nbsp;(6%) e&nbsp;Uzbequistão&nbsp;(5%).

A nova mina de mineração Tumalapalli revelada à imprensa em Agosto de 2011, está localizada no Estado de Andhra Pradesh, no sul da Índia, e pode se tornar a maior reserva de Urânio do mundo. Segundo o Departamento de Energia Atômica da Índia, é confirmado que a mina contém 49 mil toneladas de minério, no entanto há indicações de que esta quantidade total seja três vezes maior que isso, o que alcançaria uma capacidade total de produção de 150 mil&nbsp;toneladas&nbsp;e passaria então a ser a maior do mundo, ainda que tratando-se de urânio de baixo grau.[3]





Em&nbsp;1972&nbsp;o físico frances&nbsp;Francis Perrin, descobriu um reator de urânio natural que não esta mais ativo. O reator funcionou durante 100 mil anos produzindo uma potência de 100 Kw, ele tinha uma reação em cadeia controlada naturalmente, que permitiu o seu funcionamento durante tanto tempo, sem criar massas que poderiam sofrer fissão espontaneamente e explodir.

[editar]Uso durante a sua pre-descoberta

Antes de sua descoberta, o urânio natural sobre a forma de dióxido de urânio era usado como corante em tintas e esmaltes dando uma cor amarelada, se adicionado ao vidro, o deixava verde e luminescente, esses usos remontam até ao ano de 79 antes de Cristo.

[editar]Descoberta





Imagem criada pelo uranio sobre a chapa fotografica, que fez Henri supor a existência da radiação.



A descoberta do urânio é creditada ao cientista alemão&nbsp;Martin Heinrich Klaproth&nbsp;em1789, ele estava em seu laboratorio experimental em&nbsp;Berlim, Klaproth foi capaz de precipitar um composto amarelo (provavelmente diuranato de sódio ) através da dissolução da uraninita em ácido nítrico e neutralizar a solução com hidróxido de sódio. Klaproth achou que a substância amarela era o óxido de um elemento ainda não descoberto, e aquecido com carvão vegetal para a obtenção de um pó preto, que ele pensou ser o metal descoberto recentemente em si (na verdade, que o pó era um óxido de urânio). Ele nomeou o novo elemento descoberto em honra ao planeta Urano , que tinha sido descoberto há oito anos por&nbsp;William Herschel(que tinha chamado o planeta após o primordial deus grego do céu&nbsp;Urano).

Em 1841, Eugène-Melchior Peligot , Professor de Química Analítica no Conservatoire National des Arts et Métiers (Central School of Arts and Manufactures), em Paris , isolou a primeira amostra de urânio metálico por aquecimento de tetracloreto de urânio com potássio . O urânio não era visto como particularmente perigoso durante a maior parte do século XIX, levando ao desenvolvimento de várias utilizações para o elemento. Um tal uso para o óxido foi citada, mas já não era secreta a coloração da cerâmica e do vidro.

Henri Becquerel&nbsp;descobriu a radioatividade usando urânio em 1896. Becquerel fez a descoberta, em&nbsp;Paris, deixando uma amostra de um sal de urânio, K2&nbsp;UO2&nbsp;(SO4&nbsp;)2&nbsp;, em cima de uma chapa fotográfica não exposta numa gaveta e observando que a placa havia se tornado "enevoado". Ele determinou que uma forma de luz invisível ou raios emitidos pelo urânio expôs a chapa criando acidentalmente a imagem.

[editar]Pesquisa da Fissão e&nbsp;Projeto Manhattan





Little Boy



Uma equipe liderada por&nbsp;Enrico Fermi&nbsp;bombardeou urânio com nêutrons, isso produzia particulas betas e o elemento 93, onetunio&nbsp;e através do decaimento beta, o elemento 94 chamado de&nbsp;plutônio, os produtos da fissão do&nbsp;U-235&nbsp;foram confundidos com os novos elementos criados pelo&nbsp;U-238.

As experiências que conduziram à descoberta de sua capacidade de urânio para a fissão (quebra instantânea) em elementos mais leves e liberação de energia de ligação foi realizada por&nbsp;Otto Hahn&nbsp;e&nbsp;Strassmann Fritz&nbsp;no laboratório de Hahn em Berlim.Lise Meitner&nbsp;e seu sobrinho, o físico&nbsp;Otto Robert Frisch&nbsp;, publicada a explicação física do processo em fevereiro de 1939 e nomeou o processo&nbsp;fissão nuclear&nbsp;. Logo depois, Fermi hipótese de que a fissão do urânio pode liberar nêutrons suficiente para sustentar uma reacção de fissão. A confirmação desta hipótese veio em 1939 e, posteriormente, o trabalho concluiu que, em média, cerca de 2,5 nêutrons são liberados por cada fissão do U-235, um raro isótopo de urânio, trabalham ainda que o mais comum isótopo do urânio-238 pode ser transmutado em&nbsp;plutônio, que, como o urânio-235, também é fissionável por nêutrons térmicos. Essas descobertas levaram vários países para começar a trabalhar no desenvolvimento de armas nucleares e energia nuclear. Em&nbsp;1942&nbsp;outra equipe liderado por Enrico Fermi, conseguiu obter a primeira reação em cadeia artificial.

Em&nbsp;1945&nbsp;a primeira bomba atômica usada em Guerra e também a primeira bomba de urânio, o&nbsp;Little Boy, foi usado emHiroshima, contra o&nbsp;Japão, na&nbsp;Segunda Guerra Mundial&nbsp;gerando 15&nbsp;quilotons, apos essa bomba poucas outras bombas foram feitas de uranio puro, como por exemplo a&nbsp;W9&nbsp;que rendeu o mesmo que o Little Boy mas era bem menor.

[editar]Tuballoy e Oralloy

Durante o Projeto Manhattan teve a necessidade de sigilo, então o termos chave durante a pesquisa para criar armas nucleares foram codificados, o&nbsp;urânio empobrecido&nbsp;recebeu a alcunha de Tuballoy, ja o&nbsp;urânio enriquecido, recebeu a alcunha de Oralloy em referencia a Oak Ridge, o local onde o urânio era enriquecido, esses termos ainda hoje são largamente utilizados.

[editar]Características principais





Minério de urânio



Quando refinado o urânio é branco metálico, pouco radioativo, com uma radioatividade ligeiramente maior que a do&nbsp;aço, fortemente&nbsp;eletropositivo&nbsp;e pobre condutor eletrico. É maleavel, ductil e levemente&nbsp;paramagnético, fica muito denso, sendo 70% mais denso que o&nbsp;chumbo&nbsp;e pouco menos denso que o&nbsp;ouro. O urânio metalico reage com todos os elementos não metálicos e seus respectivos compostos, a reatividade aumenta com a temperatura.Ácido clorídrico&nbsp;e&nbsp;ácido nítrico&nbsp;corroem o urânio, mas o acidos não oxidantes o dissolvem muito lentamente, quando dissolvido pode reagir com água fria, se exposto ao ar ele formara uma escura camada de dióxido de urânio.

O urânio é o último elemento químico natural da&nbsp;tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na&nbsp;Terra: contem 92prótons&nbsp;e 135 a 148&nbsp;nêutrons. Quando puro, é um sólido, metálico e&nbsp;radioativo, muito&nbsp;duro&nbsp;e&nbsp;denso, de aspecto cinza a branco prateado, muito semelhante à coloração do&nbsp;níquel.

Pensava-se que a uraninita era um minério de&nbsp;zinco,&nbsp;ferro&nbsp;ou&nbsp;tungstênio. No entanto,&nbsp;Klaphroth, em&nbsp;1789, comprovou a existência de uma "substância semi-metálica" nesse minério. Chamou ao metal "urânio" em honra à descoberta feita por&nbsp;Herschel&nbsp;em&nbsp;1781&nbsp;do planeta&nbsp;Urano. Mais tarde,&nbsp;Péligot&nbsp;provou que Klaphroth apenas tinha conseguido isolar o óxido e não o metal e em&nbsp;1842&nbsp;conseguiu isolar o urânio metálico. O urânio foi o primeiro elemento no qual se descobriu a propriedade da radioatividade. Esta descoberta foi feita por&nbsp;Antoine Henri Becquerel&nbsp;em&nbsp;1896.

[editar]Propriedades

[editar]Propriedades físicas

Muito pesado e denso, branco prateado com brilho metálico brilhante. Em sua forma pura é um pouco mais suave do que o&nbsp;aço&nbsp;, dúctil, flexível, tem uma pequena propriedade paramagnética. o urânio têm três formas alotrópicas: alfa , prismáticos, estável até 667,7&nbsp;°C , beta ,quadrado, estável de 667,7&nbsp;°C a 774,8&nbsp;°C , Gama, com um corpo centrado e estrutura cúbica, 774, 8&nbsp;°C é ponto de fusão da forma alotropica gama.

[editar]Propriedades químicas





Valências III (roxo), IV (verde), V (instável) e VI (amarelo) do urânio.



O urânio tem uma grande afinidade elementos não metálicos, como&nbsp;nitrogênio,&nbsp;carbono,&nbsp;enxofre&nbsp;e principalmente com o&nbsp;oxigênio, a na presença deste pode se inflamar instantâneamente formando óxidos, o mesmo efeito pode ser obtido com o plutônio que também tem a mesma afinidade com elementos não metálicos.

Esta afinidade com não metais, fez com que este se ligasse rapidamente com elementos leves, formando uma molécula com leveza ligeiramente maior que&nbsp;níquel&nbsp;e&nbsp;ferro, isso o salvou de ser levado ao núcleo da terra durante a atração gravitacional. Ele possui quatro possíveis estados de valência+ III + VI), a valência IV e VI, são as mais comuns em minerais. Os ions uranila(), dissolvem muito bem em&nbsp;ácidos, como por exemplo&nbsp;ácido nítrico&nbsp;e&nbsp;acido fluoridríco, sais de uranila quando em nitrato de uranila dissolvem. A equação para a dissolução do íon uranilo em sal de uranila em ácido nítrico é:


O urânio consegue comportar ate ligações tetravalentes, ele geralmente consegue arrancar átomos de hidrogênio de sais, soluções e minerais de metais como:&nbsp;mercúrio&nbsp;,&nbsp;prata&nbsp;,&nbsp;cobre&nbsp;,&nbsp;estanho&nbsp;,&nbsp;platina&nbsp;e&nbsp;ouro.

[editar]Fissão

Em&nbsp;1934,&nbsp;Enrico Fermi&nbsp;e os seus colaboradores observaram que o bombardeamento de urânio com nêutrons, produzia emissão de partículas alfa. Esta reação só seria explicada em1938, por&nbsp;Otto Hahn&nbsp;e&nbsp;Fritz Strassmann. Estes investigadores concluíram que o urânio bombardeado com nêutrons dava origem a&nbsp;isótopos&nbsp;de elementos mais leves, como o&nbsp;criptônioou o&nbsp;bário, por&nbsp;fissão&nbsp;do seu núcleo, liberando-se uma grande quantidade de energia. Entretanto, Fermi sugeriu que a fissão produzia novos nêutrons que poderiam originar novas fissões noutros núcleos e assim tornar a reação auto-sustentada. Este fato foi comprovado por F. Joliot, Leo Szilard e H.L. Anderson, em&nbsp;1939.

A primeira reação nuclear de&nbsp;fissão&nbsp;auto-sustentada foi realizada por Fermi, na&nbsp;Universidade de Chicago, em&nbsp;dezembro&nbsp;de&nbsp;1942. Para tal, Fermi e os seus colaboradores, utilizaram 400 toneladas de&nbsp;grafite, seis toneladas de urânio e 58 toneladas de óxido de urânio.

O primeiro teste de uma arma nuclear baseada na fissão do plutônio foi realizado em&nbsp;Alamogordo,&nbsp;Novo México, em&nbsp;16 de julho&nbsp;de&nbsp;1945, so depois em&nbsp;6 de agosto&nbsp;de&nbsp;1945&nbsp;que a primeira bomba baseada na fissão do urânio foi detonada em&nbsp;Hiroshima,&nbsp;Japão.

[editar]Ocorrência

[editar]Mineração





Países produtores de urânio



A exploração do urânio começou nos&nbsp;Estados Unidos, no inicio do século XX, embora a primeira extração de urânio para fins economicos tenha ocorrido na&nbsp;República Checa, no fim do século XIX, o urânio era extraido, para depois poder extrair do urânio, o elemento altamente radioativo, radio, o radio era então impregnado em tintas fluorecentes para ponteiros de relógios e outros instrumentos, como tanbem para ser utilizado na medicina.

O aumento da demanda do urânio ocorreu depois da Segunda Guerra Mundial, onde os&nbsp;Estados Unidos&nbsp;comprava urânio doCongo&nbsp;(ate então colonia da&nbsp;Bélgica) e do Canadá para poder aumentar o número de suas armas nucleares, as minas do Congo tinha bem mais uranio que as minas dentro do próprio território dos E.U.A. A&nbsp;União Soviética&nbsp;explorava a largos passos as suas minas de urânio que se encontravam principalmente onde hoje é o Cazaquistão, para seu programa nuclear emergente, como as minas dos E.U.A, elas não tinham tanto urânio, mas conseguiram criar uma auto-suficiência ao suprir a demanda do pais. Em muitas usinas nucleares na&nbsp;Europa&nbsp;e&nbsp;Russia&nbsp;esta ocorrendo um re-enriquecimento do urânio, no qual o urânio empobrecido ser enriquecido novamente retirando mais U-235.

Países que mais extraíram urânio em&nbsp;2005