यूरेनियम (uranium meaning in hindi) | यूरेनियम का उपयोग क्या है , कैसा होता है , इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

यूरेनियम का उपयोग क्या है , कैसा होता है , इलेक्ट्रॉनिक विन्यास किसे कहते है ? कीमत इन इंडिया |

(uranium meaning in hindi) यूरेनियम :

परमाण्वीय संख्या (atomic number) = 92

परमाण्वीय भार (atomic weight) = 238.03

युरेनियम अंर्तसंक्रमण तत्वों की एक्टिनाइड श्रेणी में चौथे नंबर का तत्व है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्नलिखित होता है –

U(92) = 1s² , 2s² 2p⁶ , 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ , 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ , 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 5f³ , 6s² 6p⁶ 6d¹ , 7s²

प्रकृति में यूरेनियम मुक्त अवस्था में नहीं पाया जाता , संयुक्त अवस्था में यह विरल खनिजों में पाया जाता है। इसके प्रमुख खनिज निम्नलिखित है –

(i) पिच ब्लेण्ड अथवा यूरेनीनाइट जिसमें यूरेनियम , U₃O₈(UO₂.2UO₃) अथवा युरेनियम यूरेनेट U(UO₄)₂ के रूप में पाया जाता है। इसमें 75-90% तक यूरेनियम ऑक्साइड होता है तथा यह भारत , ऑस्ट्रेलिया , बोहीमिया , हंगरी , नॉर्वे और पूर्वी अफ्रीका आदि में पाया जाता है।

(ii) कार्नोटाइट K₂O.2UO₃.V₂O₅.3H₂O पोटेशियम यूरेनिल ऑर्थो वैनेडेट और कैल्सियम कार्नोटाइट CaO.2UO₃.V₂O₅.3H₂O में यह रेडियम के साथ पाया जाता है। यह बिहार के जादूगुडा खदानों में मिलता है।

(iii) एन्टूनाइट K(UO₂)PO₄.8H₂O पोटेशियम यूरेनिल ऑर्थोफास्फेट जो काँगो में पाया जाता है।

धातुकर्म (Metallurgy) : इसके प्रमुख अयस्क पिच ब्लेण्ड और कोर्नोटाइट है जिनसे युरेनियम का निष्कर्षण किया जाता है।

(i) पिच ब्लेण्ड से : पिच ब्लेंड से पहले यूरेनियम ऑक्साइड बनाते है। इसके लिए दो प्रकार की विधियों का उपयोग किया जाता है :

(a) अम्ल पाचन प्रक्रम : सर्वप्रथम पिचब्लेण्ड से रेत मिट्टी आदि को दूर करने के लिए अयस्क का गुरुत्व विधि से सांद्रण करते है। सांद्रित अयस्क का वायु की अधिकता में भर्जन करते है जिससे S , As , Sb आदि की अशुद्धियाँ वाष्पशील ऑक्साइड बनाकर निकल जाती है।

भर्जित अयस्क को MnO₂ ऑक्सीकारक की उपस्थिति में तनु H₂SO₄ के साथ 24 घंटे तक पचाने पर Ba , Pb , Ra आदि की अशुद्धियाँ सल्फेट के रूप में अवक्षेपित होकर निकल जाती है जबकि सल्फेट के रूप में यूरेनियम विलयन में चला जाता है .इसमें सोडियम कार्बोनेट डालने पर यह सोडियम यूरेनाइल कार्बोनेट बना लेता है।

2U₃O₈ + 6H₂SO₄ + ½  O₂ → 3UO₂.SO₄ + 3H₂O

UO₂.SO₄ + 3Na₂CO₃ → Na₄UO₂(CO₃)₃ + Na₂SO₄

इस विलयन को एचसीएल के साथ उदासीन करवाया जाता है जिससे यह विघटित होकर यूरेनाइल क्लोराइड बना लेता है। फिर इसमें H₂S गैस को प्रवाहित किया जाता है जिससे Pb , Cu आदि अशिद्धियाँ सल्फाइडो के रूप में अवक्षेपित हो जाती है जिन्हें छानकर पृथक कर लिया जाता है। विलयन को अमोनियम हाइड्रोक्साइड के साथ उदासीन करके फिर सान्द्र किया जाता है। अमोनियम डाइयूरेनेट के क्रिस्टल प्राप्त होते है जो वायु में तीव्र गर्म करने पर यूरेनियम ऑक्साइड बना लेते है।

Na₄UO₂(CO₃)₃ + 6HCl → UO₂Cl₂ + 4NaCl + 3H₂O + 3CO₂

2UO₂Cl₂ + 6NH₄OH → (NH₄)₂U₂O₇ + 4NH₄Cl + 3H₂O

3(NH₄)₂U₂O₇ → 2U₃O₈ + 6NH₃ + 3H₂O + O₂

अमोनियम हाइड्रोक्साइड के स्थान पर अमोनियम कार्बोनेट भी प्रयुक्त किया जा सकता है , इससे अमोनियम यूरेनाइल कार्बोनेट बनता है जो तीव्र गर्म करने पर ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है।

UO₂Cl₂ + 3(NH₄)₂CO₃ → (NH₄)₄UO₂(CO₃)₃ + 2NH₄Cl

6(NH₄)₄UO₂(CO₃)₃ → 24NH₃ + 2U₃O₈ + 18CO₂ + 12H₂O + O₂

(b) क्षार पाचन प्रक्रम : इस प्रक्रम में भर्जित अयस्क को Na₂CO₃-NaHCO₃ मिश्रण के साथ पचाया जाता है जिससे विलयशील सोडियम यूरेनाइल कार्बोनेट बनता है जो NaOH के साथ अभिकृत करने पर सोडियम डाइयूरेनेट का अवक्षेप बनाता है।

U₃O₈ + 3Na₂CO₃ + 6NaHCO₃ + ½ O₂ → 3Na₄UO₂(CO₃)₃ + 3H₂O

2Na₄UO₂(CO₃)₃ + 6NaOH → Na₂U₂O₇ + 6Na₂CO₃ + 3H₂O

इस अवक्षेप को तनु H₂SO₄ में घोलकर विलयन को अमोनीकृत करते है , बने हुए अमोनियम डाइयूरेनेट को तीव्र गर्म करने से यूरेनियम ऑक्साइड बन जाता है।

Na₂U₂O₇ + H₂SO₄ → H₂U₂O₇ + Na₂SO₄

H₂U₂O₇ + 2NH₄OH → (NH₄)₂U₂O₇ + 2H₂O

3(NH₄)₂U₂O₇ → 2U₃O₈ + 6NH₃ + 3H₂O + O₂

उपर्युक्त में से किसी भी विधि द्वारा बना हुआ यूरेनियम ऑक्साइड अपचयन द्वारा यूरेनियम धातु मुक्त करता है। अपचयन कार्बन द्वारा विद्युत भट्टी में किया जा सकता है।

U₃O₈ + 8C → 3U + 8CO

अथवा Mg , Ca या एलुमिनियम (एलुमीनो थर्मिक प्रक्रम) के द्वारा कराया जा सकता है।

3U₃O₈ + 16Al → 9U + 8Al₂O₃

(ii) कार्नोटाइट से : कार्नोटाइट में युरेनियम के साथ Ba , V , Fe , Al , Ra आदि धातुएँ होती है। अयस्क को 100 डिग्री सेल्सियस पर भाप से सान्द्र HNO₃ के साथ गर्म करते है। लगभग पूरा अयस्क घुल जाता है जिसे छानकर NaOH के साथ उदासीन करते है तथा फिर उसे BaCl₂ और H₂SO₄ के साथ अभिकृत करते है। Ba , Ra आदि के सल्फेट अवक्षेपित हो जाते है जिन्हें छानकर पृथक कर लिया जाता है। छनित को Na₂CO₃ के साथ उबालते है। जब Fe , Al आदि के कार्बोनेट अवक्षेपित हो जाते है जिन्हें छानकर पृथक कर लेते है। छनित में यूरेनियम और वैनेडियम के कार्बोनेट लवण होते है , HNO₃ के साथ उदासीन करके विलयन को NaOH के साथ अभिकृत करते है जिससे सोडियम डाइयूरेनेट अवक्षेपित हो जाता है।

Na₄UO₂(CO₃)₃ + 6HNO₃ → UO₂(NO₃)₂ + 4NaNO₂ + 3H₂O + 3CO₂

2UO₂(NO₃)₂ + 6NaOH → Na₂U₂O₇ + 4NaNO₃ + 3H₂O

Na₂U₂O₇  से ऊपर लिखी विधि के अनुसार यूरेनियम प्राप्त कर लिया जाता है।

यूरेनियम के गुण (properties of uranium)

1. यह धातु निकल जैसी दिखती है , शुद्ध धातु श्वेत होती है , परन्तु नाइट्राइडो की अशुद्धि से यह पिली दिखाइ देती है। यह धातु आघातवर्धनीय होती है। तथा स्टील की तुलना में मुलायम होती है।

कार्बन के साथ मिश्रित होने पर यह कठोर और भंगुर हो जाती है।

2. 160 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने पर , यह जल उठती है , क्लोरिन में 150 डिग्री सेल्सियस पर और फ्लुओरीन में कमरे के ताप पर ही जलने लगती है। उच्च ताप पर यह आयोडीन , सल्फर वाष्प और नाइट्रोजन में भी जलती है।
3. यह सामान्य ताप पर धीरे धीरे और उच्च ताप पर तेजी से जल को अपघटित कर देती है।

U + 2H₂O → UO₂ + 2H₂

यह मुक्त हुई हाइड्रोजन यूरेनियम से क्रिया करके उसका हाइड्राइड बना देती है।

2U + 3H₂ ⇌ 2UH₃

4. यह उच्च ताप पर अमोनिया से क्रिया करके नाइट्रोजन देता है।

2U + 2NH₃ → 2UH₃ + N₂

5. यह सान्द्र एचसीएल से क्रिया करके हाइड्रोजन मुक्त करता है :

U + 4HCl → UCl₄ + 2H₂

6. यह सान्द्र H₂SO₄से क्रिया करके SO₂मुक्त करता है , जबकि क्षारों के साथ इसकी कोई क्रिया नहीं होती।
7. यह मर्करी , सिल्वर , कॉपर और टिन को उनके विलयनों से विस्थापित कर देता है।
8. प्रकाश की उपस्थिति में यह विस्फुरदिति दर्शाता है।
9. युरेनियम एक रेडियो सक्रीय तत्व है जिसके विघटन की पूरी एक श्रेणी है , इसके तीन समस्थानिक होते है –

U²³⁸ , U²³⁵ और U²³⁴

10. उच्च ताप पर यह नाइट्रोजन और कार्बन आदि तत्वों के साथ संयोग करके द्विअंगी यौगिक क्रमशः नाइट्राइड और कार्बाइड बनाता है।

3U + 2N₂ → U₃N₄

U + 2C → UC₂

 यूरेनियम का उपयोग (uses of uranium)

यह आवर्त सारणी का अंतिम प्राकृतिक तत्व है , इसके बाद वाले ट्रांसयूरेनियम तत्व नाभिकीय अभिक्रियाओं में बनते है। इसके प्रमुख उपयोग निम्नलिखित है –

1. नाभिकीय रिएक्टरों में नाभिकीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में।
2. यूरेनियम के यौगिकों का उपयोग सिरैमिक उद्योग में कांच और पौट्री को पिला और नारंगी रंग की चमकीली सतह प्रदान करने में किया जाता है।
3. तापदीप्त लैम्प बनाने में इसके ऑक्साइड UO₂का उपयोग किया जाता है।
4. यूरेनियम के मिश्रधातु स्वत: ज्वलनशील होते है।
5. लकड़ी , रेशम और कैलीको प्रिंटिंग में युरेनियम यौगिकों का उपयोग मार्डेन्ट के रूप में होता है।
6. हैबर विधि द्वारा अमोनिया के संश्लेषण निर्माण में इस धातु और इसके कार्बाइड का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में होता है।
7. इसका फोटोग्राफी में भी उपयोग होता है। फोटो नेगेटिव को गहरा करने में यूरेनियम एसिटेट या यूरेनियम नाइट्रेट का उपयोग किया जाता है।
8. रबर में युरेनियम बोरेट को मिलाने पर रबर की स्थिति अच्छी हो जाती है , वह दिखता सुन्दर है , इसकी मजबूती और ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधकता बढती है।
9. कई यूरेनियम यौगिकों का औषधि के रूप में उपयोग किया जाता है।
10. विश्लेषणात्मक रसायन में यूरेनियम का बहुत उपयोग होता है।

उदाहरण –

• HNO₃ , H₂CrO₄ आदि के परोक्ष अनुमापन में यूरेनस सल्फेट का उपयोग होता है।
• फास्फेट और आर्सीनेट के आयनात्मक अनुमान में यूरेनाइल नाइट्रेट को अभिकर्मक के रूप में प्रयुक्त किया जाता है।
• सोडियम के परिक्षण में यूरेनाइल एसिटेट का उपयोग होता है।