Dusičnan thoria (IV) - Thorium(IV) nitrate
| Identifikátory | |
|---|---|
| |
| Informační karta ECHA | 100.034.090  |
| UNII |
|
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| Vlastnosti | |
| Čt3)4 | |
| Molární hmotnost | 480,066 (bezvodý) 552,130 (tetrahydrát) 570,146 (pentahydrát) 588,162 (hexahydrát) |
| Vzhled | Bezbarvý krystal |
| Bod tání | 55 |
| Bod varu | Rozkládá se |
| Rozpustný[1] | |
| Nebezpečí | |
Klasifikace EU (DSD) (zastaralý) |  Ó N |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
| Reference Infoboxu | |
Dusičnan thoria (IV) je chemická sloučenina se vzorcem Th (NO3)4. Bílá pevná látka ve své bezvodé formě může tvořit tetra- a pentahydratuje. Jako sůl z thorium je to slabě radioaktivní.
Příprava
Hydrát dusičnanu thoria (IV) lze připravit reakcí hydroxid thoria (IV) a kyselina dusičná:
- Th (OH)4 + 4 HNO3 + 3 H2O → Th (Č3)4• 5H2Ó
Různé hydráty se vyrábějí krystalizací za různých podmínek. Pokud je roztok velmi zředěný, dusičnan se hydrolyzuje. Ačkoli v průběhu let byly hlášeny různé hydráty a někteří dodavatelé dokonce tvrdí, že je mají na skladě,[2] ve skutečnosti existuje pouze tetrahydrát a pentahydrát.[3] To, co se nazývá hexahydrát, krystalizovaný z neutrálního roztoku, je pravděpodobně zásaditá sůl.[4]
Nejčastější formou je pentahydrát. Krystalizuje se ze zředěného roztoku kyseliny dusičné.[5]
Tetrahydrát, Th (NO3)4• 4H2O vzniká krystalizací ze silnějšího roztoku kyseliny dusičné. Koncentrace kyseliny dusičné od 4 do 59% vedou k tvorbě tetrahydrátu.[3] Atom thoria má 12-koordinaci, se čtyřmi bidentátovými dusičnanovými skupinami a čtyřmi molekulami vody připojenými ke každému atomu thoria.[4]
K získání bezvodého dusičnanu thoria (IV) je tepelný rozklad Th (NO3)4· 2N2Ó5 je požadováno. K rozkladu dochází při 150 až 160 ° C.[6]
Vlastnosti
Bezvodý dusičnan thoria je bílá látka. Je kovalentně vázán s nízkou teplotou tání 55 ° C.[3]
Pentahydrát Th (NO3)4• 5H2O krystalizuje s čirými bezbarvými krystaly[7] v ortorombický Systém. Velikost jednotkové buňky je a = 11,191 b = 22,889 c = 10,579 Å. Každý atom thoria je připojen dvakrát ke každému ze čtyř bidentate nitrátové skupiny a na tři a na tři molekuly vody prostřednictvím svých atomů kyslíku. Celkově je thorium koordinováno jedenácti. V krystalové struktuře jsou také dvě další molekuly vody. Voda je vodíkově vázána na jinou vodu nebo na dusičnanové skupiny.[8] Hustota je 2,80 g / cm3.[5] Tlak páry pentahydrátu při 298 K je 0,7 torr, a zvyšuje se na 1,2 torr při 315K a při 341K je to až 10,7 torr. Při 298,15 K je tepelná kapacita asi 114,92 calK−1mol−1. Tato tepelná kapacita se při kryogenních teplotách výrazně zmenšuje. Entropie tvorby pentahydrátu dusičnanu thoria při 298,15 K je −547,0 calK−1mol−1. Standardní Gibbsova energie formace je -556,1 kcalmol−1.[9]
Dusičnan thoria se může rozpustit v několika různých organických rozpouštědlech[8] včetně alkoholů, ketonů, esterů a etherů.[4] To lze použít k oddělení různých kovů, jako jsou lanthanoidy. S dusičnanem amonným ve vodné fázi dává nitrát thoria přednost organické kapalině a lanthanidy zůstávají ve vodě.[4]
Dusičnan thoria rozpuštěný ve vodě snižuje bod tuhnutí. Maximum deprese bodu mrazu je -37 ° C s koncentrací 2,9 mol / kg.[10]
Při 25 ° C obsahuje nasycený roztok dusičnanu thoria 4,013 mol na litr. Při této koncentraci je tlak par vody v roztoku 1745,2 Pascalů, ve srovnání s 3167,2 Pa pro čistou vodu.[11]
Reakce
Při zahřívání pentahydrátu dusičnanu thoria se vytvářejí dusičnany s menším množstvím vody, sloučeniny však také ztrácejí určitý dusičnan. Při 140 ° C zásaditý dusičnan, ThO (NO3)2 se vyrábí. Při silném zahřátí oxid thoričitý se vyrábí.[8]
Polymerní peroxynitrát se vysráží, když se peroxid vodíku spojí s dusičnanem thoria v roztoku se zředěnou kyselinou dusičnou. Jeho vzorec je Th6(OO)10(NE3)4 • 10H2Ó.[8]
Hydrolýzou roztoků dusičnanu thoria vznikají zásadité dusičnany Th2(ACH)4(NE3)4•XH2O a Th2(ACH)2(NE3)6• 8H2O. V krystalech Th2(ACH)2(NE3).6• 8H2O pár atomů thoria je spojen dvěma můstkovými atomy kyslíku. Každý atom thoria je obklopen třemi bidentátovými dusičnanovými skupinami a třemi molekulami vody, čímž se koordinační číslo zvyšuje na 11.[8]
Když se do roztoku dusičnanu thoria přidá kyselina šťavelová, nerozpustná oxalát thoria sráží.[12] Další organické kyseliny přidané k roztoku dusičnanu thoria produkují sraženiny organických solí s kyselinou citrónovou; bazické soli, jako jsou kyselina vinná, kyselina adipová, kyselina jablečná, kyselina glukonová, kyselina fenyloctová, kyselina valerová.[13] Další sraženiny se také tvoří z kyselina sebaková a kyselina azelaová
Podvojné soli
Hexanitratotoráty s obecným vzorcem M.Já2Čt3)6 nebo M.IIČt3)6• 8H2O se vyrábějí smícháním jiných dusičnanů kovů s dusičnanem thoria ve zředěném roztoku kyseliny dusičné. MII může být Mg, Mn, Co, Ni nebo Zn. MJá může být Cs, (NE)+ nebo ne2)+.[8] Krystaly dvojmocného oktahydrátu hexanitrátu thoria hexanitového mají monoklinickou formu s podobnými rozměry jednotkových buněk: β = 97 °, a = 9,08 b = 8,75-8 c = 12,61-3.[14]Pentanitratoforáty s obecným vzorcem M.JáČt3)5•XH2O jsou známé pro MJá být Na nebo K.[8]
K.3Čt3)7 a K.3H3Čt3)10• 4H2O jsou také známé[4]
Komplexované soli
Dusičnan thoria také krystalizuje s jinými ligandy a organickými solváty včetně ethylenglykol diethylether, tri (n-butyl) fosfát, butylamin, dimethylamin, trimethylfosfin oxid.[4]
Reference
- ^ Ministerstvo zdravotnictví v New Jersey. Dusičnan thoria. Informační list o nebezpečných látkách, 1987
- ^ Falešné hydráty zahrnují 12, 6, 5,5, 2 a 1 molekuly vody.
- ^ A b C Benz, R .; Naoumidis, A .; Brown, D. (11.11.2013). Th Thorium: Doplňte sloučeniny objemu 3 o dusík. Springer Science & Business Media. 70–79. ISBN 9783662063309.
- ^ A b C d E F Katz, Joseph j .; Seaborg, Glenn t. (2008). „Thorium“. Chemie aktinidových a lanthanidových prvků. Springer. 106–108. ISBN 978-1-4020-3598-2.
- ^ A b Herrmann, W. A .; Edelmann, Frank T .; Poremba, Peter (1999). Syntetické metody organokovové a anorganické chemie, svazek 6, 1997: svazek 6: Lanthanidy a aktinidy (v němčině). Georg Thieme Verlag. str. 210. ISBN 9783131794611.
- ^ JR Ferraro, LI Katzin, G Gibson. Reakce tetrahydrátu dusičnanu thoria s oxidy dusíku. Bezvodý dusičnan thoria. Journal of the American Chemical Society, 1955, 77(2):327-329
- ^ Ueki, T .; Zalkin, A .; Templeton, D. H. (1. listopadu 1966). "Krystalová struktura pentahydrátu dusičnanu thoria rentgenovou difrakcí". Acta Crystallographica. 20 (6): 836–841. doi:10.1107 / S0365110X66001944.
- ^ A b C d E F G Brown, D. (1973). "Uhličitany, dusičnany, sírany, siřičitany, seleničitany, seleničitany, teluráty a telurity". V Bailar, J.C. (ed.). Komplexní anorganická chemie (1. vyd.). Oxford [u.a.]: Pergamon Press. 286–292. ISBN 008017275X.
- ^ Cheda, J.A.R .; Westrum, Edgar F .; Morss, Lester R. (leden 1976). „Tepelná kapacita Th (NO3) 4,5 · H2O od 5 do 350 K“ (PDF). Žurnál chemické termodynamiky. 8 (1): 25–29. doi:10.1016/0021-9614(76)90146-4. hdl:2027.42/21859.
- ^ Apelblat, Alexander; Azoulay, David; Sahar, Ayala (1973). "Vlastnosti vodných roztoků dusičnanu thoria. Část 1. - Hustoty, viskozity, vodivosti, pH, rozpustnost a aktivity při bodu mrazu". Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases. 69: 1618. doi:10.1039 / F19736901618.
- ^ Kalinkin, A. M. (2001). „Výpočet fázových rovnováh v systému Th (NO3) 4-HNO3-H2O při 25 ° C“. Radiochemistry. 43 (6): 553–557. doi:10.1023 / A: 1014847506077. S2CID 92858856.
- ^ Bagnall, Kenneth W. (12. 12. 2013). Th Thorium: Sloučeniny s uhlíkem: uhličitany, thiokyanáty, alkoxidy, karboxyláty. Springer Science & Business Media. str. 82. ISBN 9783662063156.
- ^ Bagnall, Kenneth W. (12. 12. 2013). Th Thorium: Sloučeniny s uhlíkem: uhličitany, thiokyanáty, alkoxidy, karboxyláty. Springer Science & Business Media. 66, 73, 74, 105, 107, 113, 122. ISBN 9783662063156.
- ^ Šćavničar, S .; Prodić, B. (1. dubna 1965). „Krystalová struktura dvojitých nitrátových oktahydrátů thoria a bivalentních kovů“. Acta Crystallographica. 18 (4): 698–702. doi:10.1107 / S0365110X65001603.
