Феррат бария
 | |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК феррат бария(VI) | |||
| Другие имена Феррат бария(2-) | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| ХимическийПаук | |||
| Характеристики | |||
| БаФеО 4 | |||
| Молярная масса | 257,1646 g/mol | ||
| Появление | Темно-красные непрозрачные кристаллы | ||
| нерастворимый | |||
| Структура | |||
| орторомбический | |||
| Пнма, нет. 62 [1] | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Феррат бария представляет собой химическое соединение формулы BaFeO 4 . Это редкое соединение, содержащее железо +6 в степени окисления . [2] Ион феррата(VI) имеет два неспаренных электрона, что делает его парамагнитным . [3] Он изоструктурен BaSO 4 и содержит тетраэдрический [FeO 4 ] 2− анион. [4]
Структура
[ редактировать ]Анион феррата(VI) парамагнитен из-за двух неспаренных электронов и имеет тетраэдрическую молекулярную геометрию . [3]
Рентгеновская дифракция была использована для определения структуры орторомбической элементарной ячейки. [1] (векторы решетки a ≠ b ≠ c, межосевые углы α=β=γ=90°) [5] нанокристаллического BaFeO 4 . Он кристаллизовался в пространственной группе Pnma (точечная группа: D 2h ) с параметрами решетки a = 0,8880 нм, b = 0,5512 нм и c = 0,7214 нм. [1] Точность данных дифракции рентгеновских лучей была подтверждена интервалами полос решетки, полученными с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM), и параметрами ячейки, рассчитанными с помощью дифракции выбранной области (SAED). [1]
Характеристика
[ редактировать ]Пики инфракрасного поглощения феррата бария наблюдаются при 870, 812, 780 см-1. −1 . [7]
BaFeO 4 подчиняется закону Кюри–Вейсса и имеет магнитный момент (2,92 ± 0,03) × 10. −23 Являюсь 2 (3,45 ± 0,1 BM ) с постоянной Вейсса -89 К. [9]
Подготовка и химия
[ редактировать ]Феррат бария(VI) можно получить как мокрым, так и сухим синтетическим методами. Сухой синтез обычно осуществляют термическим способом. [7] например, путем нагревания гидроксида бария и гидроксида железа (II) в присутствии кислорода примерно до 800-900 °C. [10]
- Ба(ОН)
2 + Fe(ОН)
2 + О
2 → БаФеО
4 + 2 часа
22О
В мокрых методах используются как химические, так и электрохимические методы. Например, феррат-анион образуется, когда подходящую соль железа помещают в щелочную среду сильный окислитель , такой как гипохлорит натрия . и добавляют [11]
- 2 Fe(ОН)
3 + 3 ОСl −
+ 4 ОН −
→ 2 ФеО 2−
4 + 5 ч
2 О + 3 Cl −
Затем феррат бария осаждают из раствора добавлением раствора соли бария (II) . [11] При добавлении растворимой соли бария к раствору феррата щелочного металла образуется темно-бордовый осадок феррата бария - кристалл, имеющий ту же структуру, что и хромат бария , и имеющий примерно такую же растворимость. [12] Феррат бария также получают путем добавления оксида бария к смеси гипохлорита натрия и нитрата железа при комнатной температуре (или 0 ° C). [13] Чистоту продукта можно повысить, проводя реакцию при низкой температуре в отсутствие углекислого газа, а также быстро фильтруя и высушивая осадок, уменьшая соосаждение гидроксида бария и карбоната бария в качестве примесей. [12]
Использование
[ редактировать ]Феррат бария является окислителем и используется в качестве окислителя в органическом синтезе. Другие его применения включают удаление цвета, удаление цианида, уничтожение бактерий, а также очистку загрязненных и сточных вод. [7]
Соли феррата(VI) являются энергетическими катодными материалами в «супержелезных» батареях. Катоды, содержащие соединения феррата (VI), называются «супержелезными» катодами из-за их сильно окисленной железной основы, многократного переноса электронов и высокой собственной энергии. Среди всех солей феррата (VI) феррат бария обеспечивает необычайно легкий перенос заряда, что важно для работы щелочных батарей с высокой мощностью . [8]
Реакции
[ редактировать ]Феррат бария является наиболее стабильным из соединений феррата (VI). Его можно приготовить в чистом виде и он имеет самый определенный состав. Феррат бария легко разлагается всеми растворимыми кислотами, включая угольную кислоту. Если диоксид углерода пропустить через воду, в которой взвешен гидратированный феррат бария, феррат бария полностью разложится с образованием карбоната бария , гидроксида железа и газообразного кислорода. Щелочные сульфаты разлагают невысушенный феррат бария с образованием сульфата бария, гидроксида железа и газообразного кислорода.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Ни, Сяо-Мин; Цзи, Минг-Ронг; Ян, Чжи-Пин; Чжэн, Хуа-Гуй (2004). «Получение и характеристика структуры нанокристаллического BaFeO 4 ». Журнал роста кристаллов . 261 (1): 82–86. Бибкод : 2004JCrGr.261...82N . дои : 10.1016/j.jcrysgro.2003.09.024 .
- ^ Бриггс, JGR (2005). Курс Лонгмана по химии A-level (4-е изд.). Pearson Education Южная Азия. п. 536. ИСБН 978-981-4105-08-8 .
- ^ Jump up to: а б Виберг, Эгон ; Виберг, Нильс; Холлеман, Арнольд (2001). Неорганическая химия . Академическая пресса . стр. 1457–1458. ISBN 978-0-12-352651-9 .
- ^ Уэллс, А. Ф. (1986). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Clarendon Press . ISBN 978-0-19-855370-0 .
- ^ «МСКр» . www.iucr.org . Проверено 29 апреля 2016 г.
- ^ Ропп, Ричард К. (2012). Энциклопедия щелочноземельных соединений . Ньюнес Пресс . ISBN 9780444595539 .
- ^ Jump up to: а б с Генри-Чейз, Адоника; Бхушан Тевари, Бридж (2013). «Использование феррата (VI) зеленого химиката для восстановления окружающей среды» (PDF) . Ревиста Боливиана де Кимика . 30 (1): 13–23. ISSN 0250-5460 .
- ^ Jump up to: а б Лихт, Стюарт; Нашиц, Вера; Ван, Баохуэй (2002). «Экспресс-химический синтез соединения супержелеза Fe(VI) феррата бария BaFeO 4 ». Журнал источников энергии . 109 (1): 67–70. Бибкод : 2002JPS...109...67L . дои : 10.1016/s0378-7753(02)00041-1 .
- ^ Одетт, Р.Дж.; Перепел, JW (1972). «Ферраты калия, рубидия, цезия и бария (VI). Препараты, инфракрасные спектры и магнитная восприимчивость». Неорганическая химия . 11 (8): 1904–1908. дои : 10.1021/ic50114a034 .
- ^ Шарма, РК (2007). «Стабилизация Fe (VI)» . Учебник координационной химии . Нью-Дели: Издательство Discovery . п. 124. ИСБН 9788183562232 .
- ^ Jump up to: а б Вульфсберг, Гэри (1991). «РН и стабильность высоких степеней окисления; Синтез оксо-анионов и использование их в качестве окислителей» . Основы описательной неорганической химии . Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги . стр. 142–143. ISBN 9780935702668 .
- ^ Jump up to: а б Гамп, младший; Вагнер, ВФ; Шрайер, Дж. М. (1954). «Приготовление и анализ феррата бария(VI)». Аналитическая химия . 26 (12): 1957. doi : 10.1021/ac60096a027 . ISSN 0003-2700 .
- ^ Гербер, Рольф Х.; Джонсон, Дэвид (1979). «Динамика решетки и сверхтонкие взаимодействия в M 2 FeO 4 (M = K + , руб. + , Кс + ) и M'FeO4 (M' = Sr 2+ , Нет 2+ )». Неорганическая химия . 18 (10): 2786–2790. doi : 10.1021/ic50200a030 .