Нитрат циркония
| |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
тетранитрат циркония, тетранитратоцирконий, тетранитрат циркония(4+), нитрат циркония(IV)
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.033.917 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| Zr(NO 3 ) 4 | |
| Молярная масса | 339.243591 g/mol |
| Появление | прозрачные тарелки |
| Температура плавления | °С |
| Точка кипения | разлагаться 100 °C |
| вода, этанол | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности
|
окислитель |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
LC Lo ( самый низкий из опубликованных )
|
500 мг/м 3 (крыса, 30 мин) [ 1 ] |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения
|
Цирконилнитрат , нитрат гафния , нитрат титана , перхлорат циркония |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Нитрат циркония представляет собой летучую безводную нитрата соль переходного металла циркония с формулой Zr(NO 3 ) 4 . Он имеет альтернативные названия тетранитрат циркония или нитрат циркония (IV) .
Имеет номер ООН UN 2728. [ 2 ] и относится к классу 5.1, что означает окислительное вещество. [ 3 ]
Формирование
[ редактировать ]Безводная соль может быть получена из тетрахлорида циркония, реагирующего с пятиокисью азота . [ 4 ]
ZrCl 4 + 4 N 2 O 5 → Zr(NO 3 ) 4 + 4ClNO 2
Продукт можно очистить сублимацией в вакууме. Загрязняющим веществом при этом является пентанитратоцирконат нитрония. (NO 2 )Zr(NO 3 ) 5 . [ 4 ]
Пентагидрат нитрата циркония Zr(NO 3 ) 4 ·5H 2 O можно получить растворением диоксида циркония в азотной кислоте и последующим выпариванием раствора до высыхания. легче кристаллизовать тригидрат нитрата цирконила ZrO(NO 3 ) 2 ·3H 2 O. Однако из такого раствора [ 4 ]
Цирконий обладает высокой устойчивостью к азотной кислоте даже в присутствии других примесей и высоких температур. [ 5 ] Таким образом, нитрат циркония не получается путем растворения металлического циркония в азотной кислоте.
Характеристики
[ редактировать ]Пентагидрат нитрата циркония легко растворяется в воде и спирте. В водном растворе он кислый, а основания, такие как гидроксид аммония, вызывают гидроксида циркония осаждение . Кристаллы пентагидрата имеют показатель преломления 1,6. [ 6 ]
Родственные вещества
[ редактировать ]Родственные вещества – комплексы нитрата циркония. Zr(NO 3 ) 3 (H 2 O) + 3 имеет тройчатую тригонально-призматическую структуру, причем нитраты соединены каждый по два атома кислорода ( бидентат ). [ 4 ] Комплекс пентанитрато Zr(NO 3 ) - 5 имеет все нитратные группы бидентатные и имеет форму двуглавой квадратной антипризмы . [ 4 ]
NO 2 [Zr(NO 3 ) 3 ·3H 2 O] 2 (NO 3 ) 3 кристаллизуется в гексагональной системе , пр. гр. P 3 c 1, с размерами элементарной ячейки a = 10,292 Å, b = 10,292 Å, c = 14,84 Å, объем 1632,2 Å 3 с двумя формулами на элементарную ячейку, плотность = 2,181. [ 4 ]
CsZr(NO 3 ) 5 кристаллизуется в моноклинной системе , пр. гр. P 2 1 / n , с размерами элементарной ячейки a = 7,497 Å, b = 11,567 Å, c = 14,411 Å, β=96,01°, объёмом 1242,8 Å. 3 с 4 формулами на ячейку, плотность = 2,855. [ 4 ]
(NH 4 )Zr(NO 3 ) 5 ·HNO 3 кристаллизуется в ромбической системе , пространственная группа Pna 2 1 с размерами элементарной ячейки a=14,852 Å, b = 7,222 Å, c = 13,177 Å, объёмом 1413,6 Å. 3 с 4 формулами на ячейку, плотность = 2,267. [ 4 ]
Также существует смешанный пентанитратоцирконат нитрония и нитрозония, кристаллизующийся в тетрагональной системе . [ 4 ]
Использовать
[ редактировать ]Нитрат циркония производится рядом поставщиков химической продукции. Он используется как источник циркония для других солей, [ 6 ] в качестве аналитического стандарта, [ 6 ] или в качестве консерванта. [ 6 ] Нитрат циркония [ 7 ] и пентанитратоцирконат нитрония можно использовать в качестве предшественников химического осаждения из паровой фазы, поскольку они летучи и разлагаются при температуре выше 100 ° C с образованием диоксида циркония . [ 8 ] При 95 °С нитрат циркония сублимируется под давлением 0,2 мм рт. ст. и при 285 °С может осаждаться в виде диоксида циркония на кремнии. Его преимущество состоит в том, что это единственный источник, то есть его не нужно смешивать с другими материалами, такими как кислород, он разлагается при относительно низкой температуре и не загрязняет поверхность другими элементами, такими как водород или фтор. [ 9 ]
Цирконий, свободный от гафния, необходим для строительства ядерных реакторов. Один из способов добиться этого - использовать смешанный водный раствор нитрата гафния и нитрата циркония, который можно разделить путем разделения циркония на трибутилфосфат, растворенный в керосине. [ 10 ]
Нитрат циркония можно использовать в качестве катализатора кислоты Льюиса при образовании N-замещенных пирролов . [ 11 ]
Безводный нитрат циркония способен необычным образом нитрировать некоторые органические ароматические соединения. Хинолин нитруется до 3-нитрохинолина и 7-нитрохинолина. Пиридин нитруется до 3-нитропиридина и 4-нитропиридина. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Соединения циркония (как Zr)» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ «Приложение А» . Кодекс федеральных правил Соединенных Штатов Америки . Типография правительства США. 1988. с. 254.
- ^ Рекомендации по перевозке опасных грузов: Типовые правила . Публикации Организации Объединенных Наций. 2009. с. 430. ИСБН 9789211391367 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Морозов, ИВ; А.А. Федорова; Д.В. Паламарчук; С.И. Троянов (2005). «Синтез и кристаллические структуры нитратных комплексов циркония(IV) (NO2)[Zr(NO3)3(H2O)3]2(NO3)3, Cs[Zr(NO3)5] и (NH4)[Zr(NO3) 5](HNO3)». Российский химический вестник . 54 (1): 93–98. дои : 10.1007/s11172-005-0222-7 . ISSN 1066-5285 . S2CID 97703681 .
- ^ Ва Чанг (10 сентября 2003 г.). «Цирконий в применении азотной кислоты» (PDF) . Проверено 13 октября 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с д Патнаик, Прадьот (2003). Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл. п. 1000 . ISBN 0070494398 .
- ^ Фундаментальная газофазная и поверхностная химия осаждения из паровой фазы II и управление процессами, диагностика и моделирование в производстве полупроводников IV: Материалы международного симпозиума . Электрохимическое общество. 2001. с. 144. ИСБН 9781566773195 .
- ^ Ниноу, Аманда М.; Джеффри Т. Робертс (2006). «Химическое осаждение оксида циркония из паровой фазы на аэрозольные наночастицы кремния». Химия материалов . 18 (23): 5571–5577. дои : 10.1021/cm060883e . ISSN 0897-4756 .
- ^ Усса, Мишель (1 декабря 2003 г.). Диэлектрики с высоким k-затвором . ЦРК Пресс. стр. 73, 76–77. ISBN 9781420034141 . Проверено 17 октября 2014 г.
- ^ Кокс, Р.П.; Г.Х. Бейер (23 декабря 1955 г.). «Отделение гафния от циркония с помощью трибутилфосфата» . Проверено 13 октября 2014 г.
- ^ Хасанинежад, Алиреза; Мохсен Шекухи; Мохаммад Реза Мохаммадизаде; Абдолкарим Заре (2012). «Нитрат циркония: многоразовый водоустойчивый катализатор на основе кислоты Льюиса для синтеза N-замещенных пирролов в водных средах». РСК Прогресс . 2 (15): 6174. Бибкод : 2012RSCAd...2.6174H . дои : 10.1039/C2RA20294H . ISSN 2046-2069 . требуется регистрация
- ^ Шофилд, Кеннет (1980). Ароматическое нитрование . Архив Кубка. п. 97. ИСБН 9780521233620 . Проверено 17 октября 2014 г.