Нитрат тория(IV)
Нитрат тория(IV)
Идентификаторы
  • (безводный): 13823-29-5 проверятьИ
  • (тригидрат): 87174-21-8 проверятьИ
  • (тетрагидрат): 13470-07-0 проверятьИ
  • (пентагидрат): 14767-04-5 проверятьИ
  • (гексагидрат): 23739-44-8 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • (безводный): Интерактивное изображение
  • (тетрагидрат): Интерактивное изображение
  • (пентагидрат): Интерактивное изображение
  • (гексагидрат): Интерактивное изображение
ChemSpider
  • (безводный): 24497
Информационная карта ECHA100.034.090
Номер ЕС
  • (безводный): 237-514-1
CID PubChem
  • (безводный): 26293
  • (тетрагидрат): 134672
  • (пентагидрат): 92043287
  • (гексагидрат): 129688133
УНИИ
  • (безводный): IF944P467K проверятьИ
  • (тетрагидрат): 66RXJ6ZF36 проверятьИ
  • (безводный): DTXSID4065656
  • (безводный): InChI=1S/4NO3.Th/c4*2-1(3)4;/q4*-1;+4
    Ключ: VGBPIHVLVSGJGR-UHFFFAOYSA-N
  • (тетрагидрат): InChI=1S/4NO3.4H2O.Th/c4*2-1(3)4;;;;;/h;;;;4*1H2;/q4*-1;;;;;+4
    Ключ: VAVIMIAZQDNXID-UHFFFAOYSA-N
  • (пентагидрат): InChI=1S/4NO3.5H2O.Th/c4*2-1(3)4;;;;;;/h;;;;5*1H2;/q4*-1;;;;;;+4
    Ключ: JFVRMMIHIHCMDY-UHFFFAOYSA-N
  • (гексагидрат): InChI=1S/4NO3.6H2O.Th/c4*2-1(3)4;;;;;;;/h;;;;6*1H2;/q4*-1;;;;;;;;+4
    Ключ: HLGOSPFVTORIQZ-UHFFFAOYSA-N
  • (безводный): [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O -])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[Th+4]
  • (тетрагидрат): [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O -])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].OOOO[Th+4]
  • (пентагидрат): [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O -])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].OOOOOO[Th+4]
  • (гексагидрат): [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O -])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].OOOOOO[Th+4]
Характеристики
Th( NO3 ) 4
Молярная масса480,066 (безводный)
552,130 (тетрагидрат)
570,146 (пентагидрат)
588,162 (гексагидрат)
ПоявлениеБесцветный кристалл.
Температура плавления55 °C (131 °F; 328 К)
Точка кипенияРазлагается
Растворимый [1]
Опасности
Маркировка СГС :
GHS03: ОкислениеGHS07: Восклицательный знакGHS08: Опасность для здоровьяGHS09: Опасность для окружающей среды
Предупреждение
Х272 , Х302 , Х315 , Х319 , Х335 , Х373 , Х411
Р210 , Р220 , Р221 , Р260 , Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , Р273 , Р280 , Р301+Р312 , Р302+Р352 , Р304+Р340 , Р305+Р351+Р338 , Р312 , Р314 , Р321 , Р330 , Р332+Р313 , Р337+Р313 , Р362 , Р370+Р378 , Р391 , Р403+Р233 , Р405 , Р501
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение
Нитрат тория(IV), используемый в лампе.

Нитрат тория(IV) — химическое соединение , соль тория и азотной кислоты с формулой Th(NO 3 ) 4 . Белое твёрдое вещество в безводной форме, может образовывать тетра- и пентагидраты . Как соль тория он слабо радиоактивен .

Подготовка

Гидрат нитрата тория(IV) можно получить реакцией гидроксида тория(IV) и азотной кислоты :

Th( OH ) 4 + 4HNO3 + 3H2O → Th( NO3 ) 4 + 5H2O

Различные гидраты производятся путем кристаллизации в различных условиях. Когда раствор очень разбавлен, нитрат гидролизуется. Хотя на протяжении многих лет сообщалось о различных гидратах, и некоторые поставщики даже заявляют, что имеют их на складе, [1] на самом деле существуют только тетрагидрат и пентагидрат. [2] То, что называется гексагидратом, кристаллизуется из нейтрального раствора, вероятно, является основной солью. [3]

Пентагидрат является наиболее распространенной формой. Он кристаллизуется из разбавленного раствора азотной кислоты. [4]

Тетрагидрат Th(NO 3 ) 4 •4H 2 O образуется путем кристаллизации из более крепкого раствора азотной кислоты. Концентрации азотной кислоты от 4 до 59% приводят к образованию тетрагидрата. [2] Атом тория имеет 12-координацию с четырьмя бидентатными нитратными группами и четырьмя молекулами воды, присоединенными к каждому атому тория. [3]

Для получения безводного нитрата тория(IV) необходимо термическое разложение Th(NO 3 ) 4 ·2N 2 O 5. Разложение происходит при температуре 150-160 °C. [5]

Характеристики

Безводный нитрат тория — белое вещество. Он ковалентно связан с низкой температурой плавления 55 °C. [2]

Пентагидрат Th(NO 3 ) 4 •5H 2 O кристаллизуется в прозрачные бесцветные кристаллы [6] в орторомбической системе. Размер элементарной ячейки a = 11,191 b = 22,889 c = 10,579 Å. Каждый атом тория дважды связан с каждой из четырех бидентатных нитратных групп и с тремя молекулами воды через их атомы кислорода. Всего торий имеет одиннадцать координаций. В кристаллической структуре также есть две другие молекулы воды. Вода связана водородными связями с другой водой или с нитратными группами. [7] Плотность составляет 2,80 г/см 3 . [4] Давление паров пентагидрата при 298 К составляет 0,7 торр и увеличивается до 1,2 торр при 315 К, а при 341 К оно достигает 10,7 торр. При 298,15 К теплоемкость составляет около 114,92 калК −1 моль −1 . Эта теплоемкость сильно уменьшается при криогенных температурах. Энтропия образования пентагидрата нитрата тория при 298,15 К составляет −547,0 калК −1 моль −1 . Стандартная энергия Гиббса образования составляет −556,1 ккалмоль −1 . [8]

Нитрат тория может растворяться в нескольких различных органических растворителях [7], включая спирты, кетоны, сложные эфиры и эфиры. [3] Это может быть использовано для разделения различных металлов, таких как лантаноиды. С нитратом аммония в водной фазе, нитрат тория предпочитает органическую жидкость, а лантаноиды остаются с водой. [3]

Нитрат тория, растворенный в воде, понижает ее точку замерзания. Максимальное понижение точки замерзания составляет −37 °C при концентрации 2,9 моль/кг. [9]

При 25° насыщенный раствор нитрата тория содержит 4,013 моль на литр. При этой концентрации давление паров воды в растворе составляет 1745,2 Паскаля по сравнению с 3167,2 Па для чистой воды. [10]

Реакции

При нагревании пентагидрата нитрата тория образуются нитраты с меньшим содержанием воды, однако соединения также теряют некоторое количество нитрата. При 140 °C образуется основной нитрат ThO(NO 3 ) 2. При сильном нагревании образуется диоксид тория . [7]

Полимерный пероксинитрат осаждается при соединении перекиси водорода с нитратом тория в растворе с разбавленной азотной кислотой. Его формула Th 6 (OO) 10 (NO 3 ) 4 •10H 2 O. [7]

Гидролиз растворов нитрата тория приводит к образованию основных нитратов Th 2 (OH) 4 (NO 3 ) 4 • x H 2 O и Th 2 (OH) 2 (NO 3 ) 6 •8H 2 O. В кристаллах Th 2 (OH) 2 (NO 3 ). 6 •8H 2 O пара атомов тория соединена двумя мостиковыми атомами кислорода. Каждый атом тория окружен тремя бидентатными нитратными группами и тремя молекулами воды, что приводит к координационному числу 11. [7]

При добавлении щавелевой кислоты к раствору нитрата тория выпадает нерастворимый осадок оксалата тория . [11] Другие органические кислоты, добавленные к раствору нитрата тория, дают осадки органических солей с лимонной кислотой; основные соли, такие как винная кислота , адипиновая кислота , яблочная кислота , глюконовая кислота , фенилуксусная кислота , валериановая кислота . [12] Другие осадки также образуются из себациновой кислоты и азелаиновой кислоты .

Двойные соли

Гексанитратотораты с общей формулой MI 2 Th (NO 3 ) 6 или M II Th(NO 3 ) 6 •8H 2 O производятся путем смешивания нитратов других металлов с нитратом тория в разбавленном растворе азотной кислоты. M II может быть Mg, Mn, Co, Ni или Zn. M I может быть Cs, (NO) + или (NO 2 ) + . [7] Кристаллы октагидрата гексанитрата двухвалентного металла тория имеют моноклинную форму с аналогичными размерами элементарной ячейки: β = 97°, a = 9,08, b = 8,75-8, c = 12,61-3. [13] Пентанитратотораты с общей формулой MI Th (NO 3 ) 5 • x H 2 O известны тем, что MI представляет собой Na или K. [7]

Известны также K 3 Th(NO 3 ) 7 и K 3 H 3 Th(NO 3 ) 10 •4H 2 O. [3]

Комплексные соли

Нитрат тория также кристаллизуется с другими лигандами и органическими сольватами, включая диэтиловый эфир этиленгликоля , три(н-бутил)фосфат , бутиламин , диметиламин и оксид триметилфосфина. [3]

Ссылки

  1. ^ Департамент здравоохранения Нью-Джерси. Нитрат тория. Информационный листок об опасных веществах, 1987 г.
  2. ^ abc Benz, R.; Naoumidis, A.; Brown, D. (2013-11-11). Th Thorium: Supplement Volume C 3 Compounds with Nitrogen. Springer Science & Business Media. стр. 70–79. ISBN 9783662063309.
  3. ^ abcdef Katz, Joseph j.; Seaborg, Glenn t. (2008). "Thorium". Химия актинидов и лантаноидов . Springer. стр. 106–108. ISBN 978-1-4020-3598-2.
  4. ^ ab Herrmann, WA; Edelmann, Frank T.; Poremba, Peter (1999). Синтетические методы металлоорганической и неорганической химии, том 6, 1997: Том 6: Лантаниды и актиниды (на немецком языке). Georg Thieme Verlag. стр. 210. ISBN 9783131794611.
  5. ^ JR Ferraro, LI Katzin, G Gibson. Реакция тетрагидрата нитрата тория с оксидами азота. Безводный нитрат тория. Журнал Американского химического общества , 1955, 77(2):327-329
  6. ^ Ueki, T.; Zalkin, A.; Templeton, DH (1 ноября 1966 г.). «Кристаллическая структура пентагидрата нитрата тория с помощью рентгеновской дифракции». Acta Crystallographica . 20 (6): 836–841. Bibcode : 1966AcCry..20..836U. doi : 10.1107/S0365110X66001944 . S2CID  96633729.
  7. ^ abcdefg Браун, Д. (1973). «Карбонаты, нитраты, сульфаты, сульфиты, селенаты, селениты, теллураты и теллуриты». В Bailar, JC (ред.). Всеобъемлющая неорганическая химия (1-е изд.). Oxford [ua]: Pergamon Press. стр. 286–292. ISBN 008017275X.
  8. ^ Чеда, JAR; Веструм, Эдгар Ф.; Морсс, Лестер Р. (январь 1976 г.). "Теплоемкость Th(NO3)4·5H2O от 5 до 350 К" (PDF) . Журнал химической термодинамики . 8 (1): 25–29. doi :10.1016/0021-9614(76)90146-4. hdl : 2027.42/21859 .Значок открытого доступа
  9. ^ Апельблат, Александр; Азулай, Дэвид; Сахар, Айала (1973). «Свойства водных растворов нитрата тория. Часть 1. — Плотность, вязкость, проводимость, pH, растворимость и активность при температуре замерзания». Журнал химического общества, Труды Фарадея 1: Физическая химия в конденсированных фазах . 69 : 1618. doi : 10.1039/F19736901618.
  10. ^ Калинкин, AM (2001). «Расчет фазовых равновесий в системе Th(NO3)4-HNO3-H2O при 25°C». Радиохимия . 43 (6): 553–557. Bibcode : 2001Radch..43..553K. doi : 10.1023/A:1014847506077. S2CID  92858856.
  11. ^ Bagnall, Kenneth W. (2013-12-12). Th Торий: Соединения с углеродом: карбонаты, тиоцианаты, алкоксиды, карбоксилаты. Springer Science & Business Media. стр. 82. ISBN 9783662063156.
  12. ^ Bagnall, Kenneth W. (2013-12-12). Th Торий: Соединения с углеродом: карбонаты, тиоцианаты, алкоксиды, карбоксилаты. Springer Science & Business Media. стр. 66, 73, 74, 105, 107, 113, 122. ISBN 9783662063156.
  13. ^ Šćavničar, S.; Prodić, B. (1 апреля 1965 г.). «Кристаллическая структура октагидратов двойного нитрата тория и двухвалентных металлов». Acta Crystallographica . 18 (4): 698–702. Bibcode : 1965AcCry..18..698S. doi : 10.1107/S0365110X65001603 .

Примечания

1. ^ Ложные гидраты включают 12, 6, 5,5, 2 и 1 молекулы воды.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Thorium(IV)_nitrate&oldid=1251929953"