Datos clave del uranio
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Símbolo: U
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Número atómico: 92
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Peso atómico: 238 u
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Configuración electrónica: [Rn] 7s² 5f³ 6d¹
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Estados de oxidación comunes: +6, +5, +4, +3, +2, +1
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Punto de fusión: 1133 °C
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Punto de ebullición: 4131 °C
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Radio atómico (Van der Waals): 240 pm
Un pasado radiante: historia del uranio
El uso del uranio se remonta al año 79 d.C., cuando se empleaba como colorante amarillo en esmaltes cerámicos. Fragmentos de vidrio con 1% de óxido de uranio fueron hallados en una villa romana cerca de Nápoles. En la Edad Media, el mineral pitchblende se extraía de minas de plata y se utilizaba en la fabricación de vidrio.
El uranio fue identificado como elemento en 1789 por Martin H. Klaproth, quien lo nombró en honor al planeta Urano. Sin embargo, lo que aisló fue óxido de uranio, no el metal puro. Recién en 1841, Eugène-Melchior Péligot logró aislar el uranio metálico reduciendo tetracloruro de uranio con potasio.
En 1896, Henri Becquerel descubrió su radiactividad. A partir de allí, el uranio dejó de ser un simple colorante para convertirse en protagonista de la era nuclear: desde la fisión en reactores hasta la devastación de armas atómicas.
Isótopos: el alma radiactiva del uranio
El uranio natural contiene principalmente tres isótopos:
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U-238 (99.28%) – vida media: 4.47 mil millones de años
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U-235 (0.71%) – vida media: 704 millones de años
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U-234 (0.0054%) – vida media: 245,500 años
Los tres son radiactivos, emiten partículas alfa y forman parte de complejas cadenas de desintegración que terminan en elementos estables como el plomo. Además, existen más de 25 isótopos sintéticos con vidas que varían desde segundos hasta miles de años.
Uno de los hallazgos más fascinantes fue el descubrimiento de reactores nucleares naturales en Oklo, Gabón, con más de 1.700 millones de años de antigüedad, cuando la concentración de U-235 era suficiente para sostener reacciones en cadena espontáneas. ¡La naturaleza fue la primera en crear un reactor!
Propiedades físicas y químicas del uranio
El uranio metálico es un sólido blanco plateado, denso (70% más que el plomo) y ligeramente radiactivo. Posee tres formas cristalinas que varían según la temperatura, y reacciona fácilmente con el oxígeno y otros elementos no metálicos.
En soluciones acuosas puede encontrarse en estados de oxidación +3, +4, +5 y +6. El más estable es el estado +6, que forma el ion uranilo (UO₂²⁺), de color amarillo, fundamental en la química del combustible nuclear.
Fuentes y extracción
Aunque se lo consideraba raro, el uranio es más abundante que la plata o el mercurio. Se encuentra en minerales como la uraninita, carnotita, autunita, tobernita y arenas fosfatadas. También puede obtenerse a partir de subproductos industriales como el fosfato.
El principal concentrado de uranio comercial es el U₃O₈, conocido como "torta amarilla", una etapa intermedia en el procesamiento del mineral para su posterior enriquecimiento o uso directo.
Usos: del arte a la energía (y más allá)
Históricamente, el uranio se usó como pigmento en esmaltes y vidrios. Hoy, su importancia radica en su capacidad para sostener reacciones nucleares:
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U-235 es el único isótopo fisionable natural, esencial en reactores y armas nucleares.
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U-238 no es fisionable por neutrones lentos, pero es fértil: puede convertirse en plutonio-239, un isótopo fisionable.
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U-233, producido a partir del torio, también es utilizable como combustible nuclear.
Además, el uranio empobrecido (con bajo contenido de U-235) se utiliza en municiones perforantes, blindajes, sistemas de guiado y contrapesos aeronáuticos.
Una libra de uranio completamente fisionado equivale energéticamente a unas 1500 toneladas de carbón. Sí, ¡una libra!
Peligros y precauciones
El uranio y sus compuestos son peligrosos tanto por su toxicidad química como por su radiactividad. El polvo metálico puede ser pirofórico (inflamarse espontáneamente), y sus compuestos solubles pueden contaminar aguas subterráneas. En los Estados Unidos, su uso está estrictamente regulado por la NRC (Nuclear Regulatory Commission).
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