Urano è il pianeta più freddo. Caratteristiche e peculiarità del pianeta. Di che colore sono i pianeti del sistema solare

Nell'antichità la gente non sapeva della sua esistenza e fu scoperta con l'aiuto di un astronomo inglese solo nel 1781.

Urano è il pianeta più freddo del sistema solare, ma gli scienziati ritengono che sotto la copertura della sua atmosfera si nascondano oceani bollenti costituiti da una miscela di vari gas. Questo pianeta non ha un nucleo interno solido.

Scoperta di Urano

Fino al 1781 nessuno sospettava l'esistenza di Urano, il settimo pianeta del sistema solare. Urano è così lontano dal Sole che è quasi impossibile notarlo ad occhio nudo.

L'astronomo britannico William Herschel stava monitorando da tempo una certa zona del cielo, quando un giorno scoprì improvvisamente che una minuscola stella nebulosa aveva cambiato posizione rispetto ad altre stelle.

Nel 1948, J. Kuiper scoprì il più piccolo dei cinque grandi satelliti del pianeta, Miranda, e nel 1986, la Voyager 2 scoprì 10 satelliti interni contemporaneamente. Molti altri piccoli corpi in orbite “vicine all’uranio” sono stati scoperti utilizzando il telescopio spaziale “”.

La maggior parte dei satelliti di Urano portano i nomi degli eroi di 13 drammi, commedie e tragedie del grande drammaturgo inglese.

Lune di Urano

Le "lune" di Urano sono simili tra loro: sono principalmente accumuli scuri di ghiaccio e rocce, contenenti anche ammoniaca e anidride carbonica.

Il più leggero dei satelliti di Urano è Ariel, riflette fino al 40% del sole e il più scuro è Umbriel. Inoltre, Ariel è ovviamente il più giovane di tutti i principali satelliti e Umbriel è il più antico.

Il tipo più singolare tra i “big five” è Miranda, scoperta da J. Kuiper.

Questo satellite con un diametro di 470 km orbita vicino a Urano e la sua superficie è costellata di tracce di un passato turbolento: faglie, solchi, scogliere, gole e creste.

Vicino al Polo Sud di questo pianeta dalla forma irregolare si trova una scogliera a strapiombo alta 15 km. Gli esperti ritengono che in passato Miranda, dopo essersi scontrata con un altro corpo celeste, sia caduta in pezzi e poi si sia “assemblata” di nuovo, ma non nello stesso ordine di prima.

Ariel, la seconda luna più grande e più lontana dal pianeta, è un mondo di gole profonde. Il motivo della formazione delle grondaie che fanno sembrare la “faccia” di Ariel una mela cotta non è stato ancora chiarito, soprattutto perché queste grondaie in molti punti sono riempite per metà con una sostanza di origine sconosciuta.

L'antica superficie di Umbriel, il prossimo satellite, è ricoperta da innumerevoli crateri grandi e piccoli.

Questo satellite riflette la metà della luce rispetto agli altri satelliti di Urano, ma gli esperti non ne conoscono il motivo, così come è sconosciuta l'origine dell'anello di luce brillante sulla “corona” di Umbriel.

Dopotutto, di tutti i veicoli spaziali progettati per esplorare i lontani dintorni del Sistema Solare, solo la Voyager 2 ha visitato Urano, che è riuscita non solo a fotografare Umbriel, ma anche a determinarne la composizione chimica.

Titania, la luna più grande dei Big Five, è una palla di ghiaccio “sporca” con una superficie deturpata da crateri, gole e faglie. Come altre lune di Urano, Titania è stata “riformata” più volte in passato, modificandone l'aspetto e la topografia.

Di Oberon non si sapeva quasi nulla, anche se fu uno dei primi ad essere scoperto, prima del volo della Voyager 2. È anche costellato di crateri, ma, a differenza di altri grandi satelliti, ne ha uno, la cui altezza raggiunge i 6 km.

Suona il numero tredici

William Herschel affermò anche di essere stato in grado di osservare gli anelli di Urano, ma lo scienziato non fu in grado di confermare la sua osservazione.

Furono scoperti solo nel 1977, ma non con l'aiuto di un veicolo spaziale, ma durante il passaggio del disco di Urano davanti a una stella di seconda magnitudine.

I ricercatori speravano di ottenere dati sull'atmosfera del pianeta, ma hanno scoperto i primi nove anelli. Il più luminoso è largo 96 km e spesso solo pochi metri.

Si ritiene che gli anelli di Urano siano molto giovani e non si siano formati insieme al pianeta, ma molto più tardi. Questi sono probabilmente i resti di uno dei satelliti, distrutto da una collisione o dalle forze del pianeta.

L'uranio è un elemento chimico della famiglia degli attinidi con numero atomico 92. È il combustibile nucleare più importante. La sua concentrazione nella crosta terrestre è di circa 2 parti per milione. Importanti minerali di uranio includono l'ossido di uranio (U 3 O 8), l'uraninite (UO 2), la carnotite (uranile vanadato di potassio), l'otenite (uranile fosfato di potassio) e la torbernite (uranile fosfato di rame idrato). Questi e altri minerali di uranio sono fonti di combustibile nucleare e contengono molte volte più energia di tutti i depositi di combustibili fossili recuperabili conosciuti. 1 kg di uranio 92 U fornisce la stessa energia di 3 milioni di kg di carbone.

Storia della scoperta

L'elemento chimico uranio è un metallo denso e duro di colore bianco-argenteo. È duttile, malleabile e lucidabile. Nell'aria, il metallo si ossida e, se schiacciato, si accende. Conduce l'elettricità relativamente male. La formula elettronica dell'uranio è 7s2 6d1 5f3.

Sebbene l'elemento sia stato scoperto nel 1789 dal chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth, che gli diede il nome del pianeta Urano recentemente scoperto, il metallo stesso fu isolato nel 1841 dal chimico francese Eugene-Melchior Peligot mediante riduzione dal tetracloruro di uranio (UCl 4) con potassio.

Radioattività

La creazione della tavola periodica da parte del chimico russo Dmitri Mendeleev nel 1869 focalizzò l'attenzione sull'uranio come l'elemento più pesante conosciuto, che rimase fino alla scoperta del nettunio nel 1940. Nel 1896, il fisico francese Henri Becquerel scoprì in esso il fenomeno della radioattività. Questa proprietà è stata successivamente riscontrata in molte altre sostanze. È ormai noto che l'uranio, radioattivo in tutti i suoi isotopi, è costituito da una miscela di 238 U (99,27%, emivita - 4.510.000.000 di anni), 235 U (0,72%, emivita - 713.000.000 di anni) e 234 U (0,006 %, emivita - 247.000 anni). Ciò consente, ad esempio, di determinare l'età delle rocce e dei minerali per studiare i processi geologici e l'età della Terra. Per fare ciò, misurano la quantità di piombo, che è il prodotto finale del decadimento radioattivo dell'uranio. In questo caso 238 U è l'elemento iniziale e 234 U è uno dei prodotti. 235 U dà origine alla serie di decadimento dell'attinio.

Scoperta di una reazione a catena

L'elemento chimico uranio divenne oggetto di vasto interesse e di studi intensivi dopo che i chimici tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann scoprirono in esso la fissione nucleare alla fine del 1938 quando fu bombardato con neutroni lenti. All'inizio del 1939, il fisico italo-americano Enrico Fermi suggerì che tra i prodotti della fissione atomica potessero esserci particelle elementari capaci di generare una reazione a catena. Nel 1939, i fisici americani Leo Szilard e Herbert Anderson, così come il chimico francese Frederic Joliot-Curie e i loro colleghi confermarono questa previsione. Studi successivi hanno dimostrato che, in media, vengono rilasciati 2,5 neutroni durante la fissione di un atomo. Queste scoperte portarono alla prima reazione nucleare a catena autosufficiente (02/12/1942), alla prima bomba atomica (16/07/1945), al suo primo utilizzo in guerra (06/08/1945), al primo sottomarino nucleare ( 1955) e la prima centrale nucleare su vasta scala (1957).

Stati di ossidazione

L'elemento chimico uranio, essendo un forte metallo elettropositivo, reagisce con l'acqua. Si dissolve negli acidi, ma non negli alcali. Importanti stati di ossidazione sono +4 (come nell'ossido di UO 2, nei tetraalogenuri come UCl 4 e lo ione acqua verde U4+) e +6 (come nell'ossido di UO 3, nell'esafluoruro di UF 6 e nello ione uranile UO 2 2+). In una soluzione acquosa, l'uranio è più stabile nella composizione dello ione uranile, che ha una struttura lineare [O = U = O] 2+. L'elemento ha anche gli stati +3 e +5, ma sono instabili. Red U 3+ si ossida lentamente in acqua, che non contiene ossigeno. Il colore dello ione UO 2+ non è noto perché subisce sproporzione (UO 2+ viene sia ridotto a U 4+ che ossidato a UO 2 2+) anche in soluzioni molto diluite.

Combustibile nucleare

Quando esposto a neutroni lenti, la fissione dell'atomo di uranio avviene nell'isotopo relativamente raro 235 U. Questo è l'unico materiale fissile presente in natura e deve essere separato dall'isotopo 238 U. Tuttavia, dopo l'assorbimento e il decadimento beta negativo, l'uranio -238 si trasforma nell'elemento sintetico plutonio, che viene diviso sotto l'influenza di neutroni lenti. Pertanto, l'uranio naturale può essere utilizzato nei reattori convertitori e autofertilizzanti, in cui la fissione è supportata dal raro 235 U e il plutonio viene prodotto contemporaneamente alla trasmutazione di 238 U. Il fissile 233 U può essere sintetizzato dall'isotopo naturale torio-232 ampiamente diffuso in natura per l'uso come combustibile nucleare. L'uranio è importante anche come materiale primario da cui si ottengono gli elementi transuranici sintetici.

Altri usi dell'uranio

I composti dell'elemento chimico erano precedentemente utilizzati come coloranti per la ceramica. L'esafluoruro (UF 6) è un solido con una pressione di vapore insolitamente elevata (0,15 atm = 15.300 Pa) a 25 °C. L'UF 6 è chimicamente molto reattivo, ma nonostante la sua natura corrosiva allo stato di vapore, l'UF 6 è ampiamente utilizzato nei metodi di diffusione gassosa e centrifugazione di gas per la produzione di uranio arricchito.

I composti organometallici sono un gruppo interessante e importante di composti in cui i legami metallo-carbonio collegano il metallo a gruppi organici. L'uranocene è un composto organouranico U(C 8 H 8) 2 in cui l'atomo di uranio è inserito tra due strati di anelli organici associati al cicloottatetraene C 8 H 8. La sua scoperta nel 1968 ha aperto un nuovo campo della chimica organometallica.

L'uranio naturale impoverito viene utilizzato come protezione dalle radiazioni, zavorra, nei proiettili perforanti e nelle armature dei carri armati.

Raccolta differenziata

L'elemento chimico, sebbene molto denso (19,1 g/cm3), è una sostanza relativamente debole e non infiammabile. In effetti, le proprietà metalliche dell'uranio sembrano collocarlo da qualche parte tra l'argento e gli altri veri metalli e non metalli, quindi non viene utilizzato come materiale strutturale. Il valore principale dell'uranio risiede nelle proprietà radioattive dei suoi isotopi e nella loro capacità di fissione. In natura, quasi tutto (99,27%) del metallo è costituito da 238 U. Il resto è 235 U (0,72%) e 234 U (0,006%). Di questi isotopi naturali, solo 235 U vengono fissi direttamente dall'irradiazione neutronica. Tuttavia, quando viene assorbito, il 238 U forma 239 U, che alla fine decade in 239 Pu, un materiale fissile di grande importanza per l'energia nucleare e le armi nucleari. Un altro isotopo fissile, 233 U, può essere formato dall'irradiazione neutronica di 232 Th.

Forme di cristallo

Le caratteristiche dell'uranio lo fanno reagire con l'ossigeno e l'azoto anche in condizioni normali. A temperature più elevate reagisce con un'ampia gamma di metalli leganti per formare composti intermetallici. La formazione di soluzioni solide con altri metalli è rara a causa delle speciali strutture cristalline formate dagli atomi dell'elemento. Tra la temperatura ambiente e il punto di fusione di 1132 °C, l'uranio metallico esiste in 3 forme cristalline note come alfa (α), beta (β) e gamma (γ). La trasformazione dallo stato α allo stato β avviene a 668 °C e da β a γ ​​a 775 °C. Il γ-uranio ha una struttura cristallina cubica a corpo centrato, mentre il β ha una struttura cristallina tetragonale. La fase α è costituita da strati di atomi in una struttura ortorombica altamente simmetrica. Questa struttura distorta anisotropa impedisce agli atomi di metallo leganti di sostituire gli atomi di uranio o di occupare lo spazio tra loro nel reticolo cristallino. Si è scoperto che solo il molibdeno e il niobio formano soluzioni solide.

Minerale

La crosta terrestre contiene circa 2 parti per milione di uranio, il che indica la sua diffusa presenza in natura. Si stima che gli oceani contengano 4,5 × 109 tonnellate di questo elemento chimico. L'uranio è un costituente importante di oltre 150 minerali diversi e un componente minore di altri 50. I minerali primari presenti nelle vene idrotermali magmatiche e nelle pegmatiti includono l'uraninite e la sua variante pechblenda. In questi minerali l'elemento si presenta sotto forma di biossido, che per ossidazione può variare da UO 2 a UO 2,67. Altri prodotti economicamente significativi provenienti dalle miniere di uranio sono l'autunite (fosfato di uranile idrato di calcio), la tobernite (fosfato di uranile idrato di rame), il coffinit (silicato di uranile idrato nero) e la carnotite (vanadato di uranile idrato di potassio).

Si stima che oltre il 90% delle riserve conosciute di uranio a basso costo si trovino in Australia, Kazakistan, Canada, Russia, Sud Africa, Niger, Namibia, Brasile, Cina, Mongolia e Uzbekistan. Grandi depositi si trovano nelle formazioni rocciose conglomerate del lago Elliot, situato a nord del lago Huron in Ontario, Canada, e nella miniera d'oro sudafricana di Witwatersrand. Anche le formazioni di sabbia nell'altopiano del Colorado e nel bacino del Wyoming negli Stati Uniti occidentali contengono significative riserve di uranio.

Produzione

I minerali di uranio si trovano sia in depositi vicini alla superficie che in profondità (300-1200 m). Nel sottosuolo, lo spessore del giacimento raggiunge i 30 m Come nel caso dei minerali di altri metalli, l'uranio viene estratto in superficie utilizzando grandi attrezzature di movimento terra e lo sviluppo di depositi profondi viene effettuato utilizzando metodi tradizionali di verticale e inclinato miniere. La produzione mondiale di concentrato di uranio è stata di 70mila tonnellate nel 2013. Le miniere di uranio più produttive si trovano in Kazakistan (32% di tutta la produzione), Canada, Australia, Niger, Namibia, Uzbekistan e Russia.

I minerali di uranio contengono tipicamente solo piccole quantità di minerali contenenti uranio e non sono fondibili con metodi pirometallurgici diretti. Invece, per estrarre e purificare l'uranio devono essere utilizzate procedure idrometallurgiche. L’aumento della concentrazione riduce significativamente il carico sui circuiti di lavorazione, ma nessuno dei metodi di arricchimento convenzionali comunemente utilizzati per la lavorazione dei minerali, come gravità, flottazione, elettrostatica e persino selezione manuale, è applicabile. Con poche eccezioni, questi metodi comportano una significativa perdita di uranio.

Bruciando

La lavorazione idrometallurgica dei minerali di uranio è spesso preceduta da una fase di calcinazione ad alta temperatura. La cottura disidrata l'argilla, rimuove i materiali carboniosi, ossida i composti dello zolfo in solfati innocui e ossida qualsiasi altro agente riducente che possa interferire con la successiva lavorazione.

Lisciviazione

L'uranio viene estratto dai minerali arrostiti mediante soluzioni acquose sia acide che alcaline. Affinché tutti i sistemi di lisciviazione funzionino con successo, l'elemento chimico deve essere inizialmente presente nella forma esavalente più stabile o essere ossidato in questo stato durante la lavorazione.

La lisciviazione acida viene solitamente effettuata agitando una miscela di minerale e lisciviante per 4-48 ore a temperatura ambiente. Salvo circostanze particolari, viene utilizzato l'acido solforico. Viene fornito in quantità sufficienti ad ottenere il bagno finale a pH 1,5. Gli schemi di lisciviazione dell'acido solforico utilizzano tipicamente biossido di manganese o clorato per ossidare l'U4+ tetravalente in uranile esavalente (UO22+). Tipicamente, circa 5 kg di biossido di manganese o 1,5 kg di clorato di sodio per tonnellata sono sufficienti per l'ossidazione dell'U 4+. In entrambi i casi, l'uranio ossidato reagisce con l'acido solforico per formare il complesso anione 4- del solfato di uranile.

Il minerale contenente quantità significative di minerali essenziali come calcite o dolomite viene lisciviato con una soluzione 0,5-1 molare di carbonato di sodio. Sebbene siano stati studiati e testati vari reagenti, il principale agente ossidante dell'uranio è l'ossigeno. Tipicamente il minerale viene lisciviato in aria a pressione atmosferica e ad una temperatura di 75-80 °C per un periodo di tempo che dipende dalla specifica composizione chimica. Gli alcali reagiscono con l'uranio per formare lo ione complesso 4- facilmente solubile.

Le soluzioni risultanti dalla lisciviazione acida o carbonatica devono essere chiarificate prima dell'ulteriore lavorazione. La separazione su larga scala di argille e altri fanghi minerali viene ottenuta mediante l'uso di efficaci agenti flocculanti, tra cui poliacrilammidi, gomma guar e colla animale.

Estrazione

Gli ioni complessi 4 e 4 possono essere assorbiti dalle rispettive soluzioni di lisciviazione della resina a scambio ionico. Queste resine speciali, caratterizzate dalla cinetica di assorbimento ed eluizione, dimensione delle particelle, stabilità e proprietà idrauliche, possono essere utilizzate in una varietà di tecnologie di lavorazione, come letto fisso, letto mobile, resina a cestello e resina continua. Tipicamente, per eluire l'uranio assorbito vengono utilizzate soluzioni di cloruro di sodio e ammoniaca o nitrati.

L'uranio può essere isolato da liquori minerali acidi mediante estrazione con solvente. Nell'industria vengono utilizzati acidi alchilfosforici e alchilammine secondarie e terziarie. Generalmente, l'estrazione con solvente è preferita rispetto ai metodi di scambio ionico per filtrati acidi contenenti più di 1 g/L di uranio. Tuttavia, questo metodo non è applicabile alla lisciviazione del carbonato.

L'uranio viene quindi purificato sciogliendolo in acido nitrico per formare nitrato di uranile, estratto, cristallizzato e calcinato per formare triossido di UO 3. Il biossido ridotto UO2 reagisce con il fluoruro di idrogeno per formare il tafluoruro UF4, da cui l'uranio metallico viene ridotto mediante magnesio o calcio ad una temperatura di 1300 °C.

Il tetrafluoruro può essere fluorurato a 350 ° C per formare esafluoruro di UF 6, che viene utilizzato per separare l'uranio-235 arricchito mediante diffusione gassosa, centrifugazione di gas o diffusione termica liquida.

Questo pianeta incredibilmente interessante ha preso il nome in onore del padre del dio romano Saturno. Fu Urano a diventare il primo pianeta ad essere scoperto nella storia moderna. Tuttavia, all'inizio questo pianeta fu classificato come cometa nel 1781, e solo successivamente le osservazioni degli astronomi dimostrarono che Urano è un vero pianeta. La nostra recensione contiene fatti interessanti e interessanti sul settimo pianeta dal Sole, dove l'estate dura 42 anni.

1. Settimo pianeta

Urano è il settimo pianeta per distanza dal Sole, il terzo per dimensioni e il quarto per massa nel Sistema Solare. Non è visibile ad occhio nudo, motivo per cui Urano è stato il primo pianeta scoperto utilizzando un telescopio.

2. Urano fu scoperto nel 1781

Urano fu scoperto ufficialmente da Sir William Herschel nel 1781. Il nome del pianeta deriva dall'antica divinità greca Urano, i cui figli erano giganti e titani.

3. Troppo, troppo sbiadito...

Urano è troppo debole per essere visto senza attrezzature speciali. Inizialmente Herschel pensò che si trattasse di una cometa, ma qualche anno dopo fu confermato che si trattava pur sempre di un pianeta.

4. Il pianeta giace “su un fianco”

Il pianeta ruota nella direzione opposta alla Terra e alla maggior parte degli altri pianeti. Poiché l'asse di rotazione di Urano si trova in una posizione insolita (il pianeta giace "su un lato" rispetto al piano di rotazione attorno al Sole), uno dei poli del pianeta è completamente buio per quasi un quarto dell'anno.

5. Il più piccolo dei “giganti”

Urano è il più piccolo dei quattro "giganti" (che comprendono anche Giove, Saturno e Nettuno), ma è molte volte più grande della Terra. Urano ha un diametro equatoriale di 47.150 km, rispetto al diametro terrestre di 12.760 km.

6. Atmosfera di idrogeno ed elio

Come altri giganti gassosi, l'atmosfera di Urano è composta da idrogeno ed elio. Al di sotto c'è un mantello ghiacciato che circonda un nucleo di roccia e ghiaccio (motivo per cui Urano è spesso chiamato il "gigante di ghiaccio"). Le nubi su Urano sono composte da cristalli di acqua, ammoniaca e metano, che conferiscono al pianeta il suo colore azzurro pallido.

7. Urano ha aiutato con Nettuno

Da quando Urano fu scoperto per la prima volta, gli scienziati hanno notato che in certi punti della sua orbita il pianeta vira ulteriormente nello spazio. Nel diciannovesimo secolo alcuni astronomi suggerirono che questa attrazione fosse dovuta alla gravità di un altro pianeta. Facendo calcoli matematici basati sulle osservazioni di Urano, due astronomi, Adams e Le Verrier, determinarono la posizione dell'altro pianeta. Risultò essere Nettuno, situato a una distanza di 10,9 unità astronomiche da Urano.

8. 19.2 unità astronomiche

Le distanze nel Sistema Solare sono misurate in unità astronomiche (UA). La distanza della Terra dal Sole è stata considerata come un'unità astronomica. Urano si trova a una distanza di 19,2 UA. dal sole.

9. Calore interno del pianeta

Un altro fatto sorprendente su Urano è che il calore interno del pianeta è inferiore a quello di altri pianeti giganti del sistema solare. La ragione di ciò è sconosciuta.

10. Eterna foschia di metano

L'atmosfera superiore di Urano è una perpetua foschia di metano. Nasconde le tempeste che infuriano tra le nuvole.

11. Due esterni e undici interni

Urano ha due serie di anelli molto sottili, di colore scuro. Le particelle che compongono gli anelli sono piccolissime: dalle dimensioni di un granello di sabbia a piccoli sassolini. Ci sono undici anelli interni e due anelli esterni, il primo dei quali fu scoperto nel 1977 quando Urano passò davanti alla stella e gli astronomi poterono osservare il pianeta utilizzando il telescopio Hubble.

12. Titania, Oberon, Miranda, Ariel

Urano ha un totale di ventisette lune, la maggior parte delle quali prendono il nome dai personaggi del Sogno di una notte di mezza estate di Shakespeare. Le cinque lune principali si chiamano Titania, Oberon, Miranda, Ariel e Umbriel.

13. Canyon di ghiaccio e terrazze di Miranda

Il satellite più interessante di Urano è Miranda. Ha canyon di ghiaccio, terrazze e altre superfici dall'aspetto strano.

14. Temperatura più bassa nel sistema solare

Urano ha registrato la temperatura più bassa tra i pianeti del sistema solare: meno 224 ° C. Sebbene tali temperature non siano state osservate su Nettuno, questo pianeta è in media più freddo.

15. Periodo di rivoluzione attorno al Sole

Un anno su Urano (cioè il periodo di rivoluzione attorno al Sole) dura 84 anni terrestri. Per circa 42 anni ciascuno dei suoi poli è esposto alla luce solare diretta e per il resto del tempo è nella completa oscurità.

Per tutti coloro che sono interessati all'argomento extraterrestre, abbiamo raccolto.

Urano è il pianeta più freddo del sistema solare, sebbene non il più distante dal sole. Questo gigante fu scoperto nel XVIII secolo. Chi lo ha scoperto e quali sono i satelliti di Urano? Cosa c'è di speciale in questo pianeta? Leggi la descrizione del pianeta Urano qui sotto nell'articolo.

Peculiarità

È il settimo pianeta più distante dal Sole. È il terzo per diametro, è 50.724 km. È interessante notare che Urano ha un diametro maggiore di Nettuno di 1.840 km, ma è meno massiccio, il che lo colloca al quarto posto tra i pesi massimi del sistema solare.

Il pianeta più freddo è visibile ad occhio nudo, ma un telescopio con un ingrandimento centuplicato ti permetterà di vederlo meglio. Le lune di Urano sono molto più difficili da vedere. Ce ne sono 27 in totale, ma sono significativamente distanti dal pianeta e molto più deboli di esso.

Urano è uno dei quattro giganti gassosi e insieme a Nettuno forma un gruppo separato: secondo gli scienziati, i giganti gassosi sono sorti molto prima dei pianeti che fanno parte del gruppo terrestre.

Scoperta di Urano

Poiché può essere visto nel cielo senza strumenti ottici, Urano è stato spesso scambiato per una stella fioca. Prima che fosse stabilito che si trattava di un pianeta, fu osservato nel cielo 21 volte. John Flamseed fu il primo a notarla nel 1690, indicandola come stella numero 34 nella costellazione del Toro.

William Herschel è considerato lo scopritore di Urano. Il 13 marzo 1781 osservò le stelle con un telescopio artificiale, suggerendo che Urano fosse una cometa o una stella nebulosa. Nelle sue lettere sottolineava ripetutamente di aver visto una cometa il 13 marzo.

La notizia del corpo celeste appena avvistato si diffuse rapidamente negli ambienti scientifici. Alcuni dissero che fosse una cometa, anche se alcuni scienziati avevano dei dubbi. Nel 1783 William Herschel dichiarò che, dopo tutto, si trattava di un pianeta.

Decisero di chiamare il nuovo pianeta in onore del dio greco Urano. Tutti gli altri nomi dei pianeti sono presi dalla mitologia romana e solo il nome Urano viene dal greco.

Composizione e caratteristiche

Urano è 14,5 volte più grande della Terra. Il pianeta più freddo del sistema solare non ha la superficie solida a cui siamo abituati. Si presume che sia costituito da un solido nucleo roccioso ricoperto da un guscio di ghiaccio. E lo strato superiore è l'atmosfera.

Il guscio ghiacciato di Urano non è solido. È costituito da acqua, metano e ammoniaca e costituisce circa il 60% del pianeta. A causa dell'assenza di uno strato solido, sorgono difficoltà nel determinare l'atmosfera, pertanto lo strato gassoso esterno è considerato atmosfera.

Questo guscio del pianeta è verde-bluastro a causa del suo contenuto di metano, che assorbe i raggi rossi. È solo il 2% su Urano. I restanti gas inclusi nella composizione atmosferica sono l'elio (15%) e l'idrogeno (83%).

Come Saturno, il pianeta più freddo ha degli anelli. Si sono formati relativamente di recente. Si presume che una volta fossero un satellite di Urano, che si divise in molte piccole particelle. Ci sono 13 anelli in totale, l'anello esterno ha una luce blu, seguita da quella rossa, e il resto ha una luce grigia.

Movimento orbitale

Il pianeta più freddo del sistema solare si trova a 2,8 miliardi di chilometri dalla Terra. L'equatore di Urano è inclinato rispetto alla sua orbita, quindi la rotazione del pianeta avviene quasi "sdraiato" - orizzontalmente. È come se un’enorme palla di gas e ghiaccio rotolasse attorno alla nostra stella.

Il pianeta orbita attorno al Sole ogni 84 anni e le sue ore diurne durano circa 17 ore. Il giorno e la notte cambiano rapidamente solo nella stretta fascia equatoriale. In altre parti del pianeta il giorno dura 42 anni e poi la notte altrettanto.

Con un cambiamento così lungo dell'ora del giorno si presumeva che la differenza di temperatura dovesse essere piuttosto grave. Tuttavia, il luogo più caldo su Urano è l'equatore, non i poli (anche quelli illuminati dal Sole).

Clima di Urano

Come già accennato, Urano è il pianeta più freddo, anche se Nettuno e Plutone si trovano molto più lontani dal Sole. La sua temperatura più bassa raggiunge in media -224 gradi

I ricercatori hanno notato che Urano è caratterizzato da cambiamenti stagionali. Nel 2006 è stata notata e fotografata la formazione di un vortice atmosferico su Urano. Gli scienziati stanno appena iniziando a studiare il cambiamento delle stagioni sul pianeta.

È noto che su Urano esistono nuvole e vento. Avvicinandosi ai poli, la velocità del vento diminuisce. La velocità del vento più alta del pianeta era di circa 240 m/s. Nel 2004, da marzo a maggio, è stato registrato un brusco cambiamento delle condizioni meteorologiche: la velocità del vento è aumentata, sono iniziati i temporali e le nuvole sono apparse molto più spesso.

Sul pianeta si distinguono le seguenti stagioni: solstizio d'estate meridionale, primavera settentrionale, equinozio e solstizio d'estate settentrionale.

Magnetosfera e ricerca planetaria

L'unica navicella spaziale che è riuscita a raggiungere Urano è la Voyager 2. È stato lanciato dalla NASA nel 1977 appositamente per esplorare i pianeti lontani del nostro sistema solare.

Voyager 2 è riuscita a scoprire nuovi anelli di Urano precedentemente invisibili, a studiarne la struttura e le condizioni meteorologiche. Fino ad ora, molti dei fatti noti su questo pianeta si basano sui dati ottenuti da questo dispositivo.

La Voyager 2 ha anche scoperto che il pianeta più freddo ha una magnetosfera. È stato notato che il campo magnetico del pianeta non emana dal suo centro geometrico. È inclinato di 59 gradi rispetto all'asse di rotazione.

Tali dati indicano che il campo magnetico di Urano è asimmetrico, a differenza di quello terrestre. Si presume che questa sia una caratteristica dei pianeti ghiacciati, poiché anche il secondo gigante ghiacciato - Nettuno - ha un campo magnetico asimmetrico.

Una scoperta su scala planetaria. Questa può essere chiamata la scoperta di Urano da parte degli scienziati. Il pianeta fu scoperto nel 1781.

La sua scoperta è diventata la ragione per nominarne uno elementi della tavola periodica. Urano il metallo fu isolato dalla resina blenda nel 1789.

L'entusiasmo attorno al nuovo pianeta non si era ancora calmato, quindi l'idea di dare un nome alla nuova sostanza giaceva in superficie.

Alla fine del XVIII secolo non esisteva il concetto di radioattività. Nel frattempo, questa è la proprietà principale dell'uranio terrestre.

Gli scienziati che hanno lavorato con lui sono stati esposti alle radiazioni senza saperlo. Chi è stato il pioniere e quali sono le altre proprietà dell'elemento, lo diremo ulteriormente.

Proprietà dell'uranio

Uranio - elemento, scoperto da Martin Klaproth. Ha fuso la resina con la sostanza caustica. Il prodotto della fusione era incompletamente solubile.

Klaproth si rese conto che i presunti , e non sono presenti nella composizione del minerale. Quindi, lo scienziato ha sciolto la blenda in .

Dalla soluzione sono caduti esagoni verdi. Il chimico li ha esposti al sangue giallo, cioè all'esacianoferrato di potassio.

Dalla soluzione precipita un precipitato marrone. Klaproth ha ripristinato questo ossido con olio di lino e lo ha calcinato. Il risultato è stato una polvere.

Dovevo già calcinarlo mescolandolo con il marrone. Nella massa sinterizzata sono stati trovati grani di nuovo metallo.

Successivamente si è scoperto che non lo era uranio puro, e il suo biossido. L'elemento fu ottenuto separatamente solo 60 anni dopo, nel 1841. E altri 55 anni dopo, Antoine Becquerel scoprì il fenomeno della radioattività.

Radioattività dell'uranio a causa della capacità del nucleo dell’elemento di catturare neutroni e frammentarsi. Allo stesso tempo viene rilasciata un'energia impressionante.

È determinato dai dati cinetici della radiazione e dei frammenti. È possibile garantire la fissione continua dei nuclei.

La reazione a catena inizia quando l'uranio naturale si arricchisce del suo 235esimo isotopo. Non è come se fosse aggiunto al metallo.

Al contrario, il 238esimo nuclide poco radioattivo e inefficace, così come il 234esimo, vengono rimossi dal minerale.

La loro miscela è detta impoverita e l'uranio rimanente è detto arricchito. Questo è esattamente ciò di cui hanno bisogno gli industriali. Ma di questo parleremo in un capitolo a parte.

Urano irradia, sia alfa che beta con raggi gamma. Sono stati scoperti vedendo l'effetto del metallo su una lastra fotografica avvolta nel nero.

Divenne chiaro che il nuovo elemento emetteva qualcosa. Mentre i Curie stavano indagando su cosa esattamente, Maria ricevette una dose di radiazioni che fece sviluppare al chimico un cancro al sangue, di cui la donna morì nel 1934.

Le radiazioni beta possono distruggere non solo il corpo umano, ma anche il metallo stesso. Quale elemento è formato dall'uranio? Risposta: - breve.

Altrimenti si chiama protoattinio. Scoperto nel 1913, proprio durante lo studio dell'uranio.

Quest'ultimo si trasforma in brevio senza influenze e reagenti esterni, solo per decadimento beta.

Esternamente uranio – elemento chimico- colori con una lucentezza metallica.

Ecco come appaiono tutti gli attinidi, a cui appartiene la sostanza 92. Il gruppo inizia con il numero 90 e termina con il numero 103.

In cima alla lista elemento radioattivo uranio, si manifesta come agente ossidante. Gli stati di ossidazione possono essere 2°, 3°, 4°, 5°, 6°.

Cioè, il 92esimo metallo è chimicamente attivo. Se maciniamo l'uranio in polvere, si accenderà spontaneamente nell'aria.

Nella sua forma abituale, la sostanza si ossida a contatto con l'ossigeno, ricoprendosi di una pellicola iridescente.

Se porti la temperatura a 1000 gradi Celsius, chimico. elemento uranio connesso con . Si forma un nitruro metallico. Questa sostanza è di colore giallo.

Gettatelo nell'acqua e si dissolverà, proprio come l'uranio puro. Anche tutti gli acidi lo corrodono. L'elemento sposta l'idrogeno dagli elementi organici.

L'uranio lo spinge anche fuori dalle soluzioni saline, , , , . Se si agita tale soluzione, le particelle del 92esimo metallo inizieranno a brillare.

Sali di uranio instabili, si disintegrano alla luce o in presenza di materia organica.

L'elemento forse è indifferente solo agli alcali. Il metallo non reagisce con loro.

Scoperta dell'uranioè la scoperta di un elemento superpesante. La sua massa permette di isolare il metallo, o più precisamente i minerali che lo contengono, dal minerale.

Basta schiacciarlo e versarlo nell'acqua. Le particelle di uranio si depositeranno per prime. È qui che inizia l'estrazione dei metalli. Dettagli nel prossimo capitolo.

Estrazione dell'uranio

Dopo aver ricevuto un sedimento pesante, gli industriali lisciviano il concentrato. L'obiettivo è convertire l'uranio in soluzione. Viene utilizzato acido solforico.

Viene fatta un'eccezione per tar. Questo minerale non è solubile in acido, quindi vengono utilizzati gli alcali. Il segreto delle difficoltà sta nello stato quadrivalente dell'uranio.

Anche la lisciviazione acida non funziona con. In questi minerali anche il 92° metallo è quadrivalente.

Questo viene trattato con idrossido, noto come soda caustica. In altri casi, lo spurgo dell'ossigeno è utile. Non è necessario fare scorta di acido solforico separatamente.

È sufficiente riscaldare il minerale con minerali solforati a 150 gradi e dirigervi un flusso di ossigeno. Ciò porta alla formazione di acido, che viene lavato via Urano.

Elemento chimico e sua applicazione associato a forme pure di metallo. Per rimuovere le impurità, viene utilizzato l'assorbimento.

Viene effettuato su resine a scambio ionico. È adatta anche l'estrazione con solventi organici.

Resta da aggiungere gli alcali alla soluzione per far precipitare gli uranati di ammonio, scioglierli in acido nitrico e sottoporli.

Il risultato saranno gli ossidi del 92esimo elemento. Vengono riscaldati a 800 gradi e ridotti con idrogeno.

L'ossido finale viene convertito in fluoruro di uranio, da cui si ottiene il metallo puro mediante riduzione termica del calcio. , come puoi vedere, non è semplice. Perché sforzarsi così tanto?

Applicazioni dell'uranio

Il 92esimo metallo è il principale combustibile dei reattori nucleari. Per quelle stazionarie è adatta una miscela magra e per le centrali elettriche viene utilizzato un elemento arricchito.

Il 235° isotopo è anche la base delle armi nucleari. Il combustibile nucleare secondario può essere ottenuto anche dal metallo 92.

Qui vale la pena porsi la domanda: in quale elemento si trasforma l'uranio?. Dal suo 238esimo isotopo, , c'è un'altra sostanza radioattiva e superpesante.

Proprio al 238esimo uranio Grande metà vita, dura 4,5 miliardi di anni. Tale distruzione a lungo termine porta a una bassa intensità energetica.

Se consideriamo l'uso dei composti dell'uranio, i suoi ossidi sono utili. Sono utilizzati nell'industria del vetro.

Gli ossidi agiscono come coloranti. Può essere ottenuto dal giallo pallido al verde scuro. Il materiale emette fluorescenza ai raggi ultravioletti.

Questa proprietà viene utilizzata non solo nei vetri, ma anche negli smalti all'uranio. Gli ossidi di uranio in essi contenuti vanno dallo 0,3 al 6%.

Di conseguenza, lo sfondo è sicuro e non supera i 30 micron all'ora. Foto di elementi di uranio, o meglio, i prodotti con la sua partecipazione, sono molto colorati. Il bagliore del vetro e dei piatti attira lo sguardo.

Prezzo dell'uranio

Per un chilogrammo di ossido di uranio non arricchito danno circa 150 dollari. I valori di picco sono stati osservati nel 2007.

Poi il costo ha raggiunto i 300 dollari al chilo. Lo sviluppo dei minerali di uranio rimarrà redditizio anche ad un prezzo di 90-100 unità convenzionali.

Chi ha scoperto l'elemento uranio, non sapeva quali fossero le sue riserve nella crosta terrestre. Ora vengono contati.

I grandi depositi con un prezzo di produzione redditizio saranno esauriti entro il 2030.

Se non verranno scoperti nuovi giacimenti o alternative al metallo, il suo costo aumenterà.