Нитрат тория (IV) - Thorium(IV) nitrate

Нитрат тория (IV)
Идентификаторы
Количество CAS
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard	100.034.090
Номер ЕС
PubChem CID
UNII
Панель управления CompTox ( EPA )
	ИнЧИ (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: JFVMRMIHIHCMDY-UHFFFAOYSA-N ; (гексагидрат): InChI = 1S / 4NO3.6H2O.Th / c4 * 2-1 (3) 4 ;;;;;;; / h ;;;; 6 * 1H2; / q4 * -1 ;;;;; ;; + 4 Ключ: HLGOSPFVTORIQZ-UHFFFAOYSA-N ;
	Улыбки (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 -]. OOOOO [Th + 4]; (гексагидрат): [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. OOOOOO [Th + 4];
Характеристики
Химическая формула	Чт (NO 3 ) 4
Молярная масса	480,066 (безводный) ; 552,130 (тетрагидрат) ; 570,146 (пентагидрат) ; 588,162 (гексагидрат)
Появление	Бесцветный кристалл
Температура плавления	55
Точка кипения	Разлагается
Растворимость в воде	Растворимый
Опасности
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Предупреждение
Положения об опасности GHS	H272 , H302 , H315 , H319 , H335 , H373 , H411
Меры предосторожности GHS	Р210 , Р220 , P221 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P301 + 312 , P302 + 352 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P314 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P370 + 378 , P391 , P403 + 233 , P405
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
	Ссылки на инфобоксы

Нитрат тория (IV), используемый в лампе.

Нитрат тория (IV) представляет собой химическое соединение с формулой Th (NO ₃ ) ₄ . Получают белое твердое вещество в своей безводной форме, оно может образовывать тетра- и пента гидратов . В качестве соли из тория она слабо радиоактивны .

Подготовка

Гидрат нитрата тория (IV) может быть получен реакцией гидроксида тория (IV) и азотной кислоты :

Th (OH) ₄ + 4 HNO ₃ + 3 H ₂ O → Th (NO ₃ ) ₄ • 5H ₂ O

Различные гидраты получают путем кристаллизации в разных условиях. Когда раствор очень разбавлен, нитрат гидролизуется. Хотя на протяжении многих лет поступали сообщения о различных гидратах, и некоторые поставщики даже заявляют, что имеют их на складе, на самом деле существуют только тетрагидрат и пентагидрат. То, что называется гексагидратом, кристаллизованным из нейтрального раствора, вероятно, является основной солью.

Пентагидрат - наиболее распространенная форма. Его кристаллизуют из разбавленного раствора азотной кислоты.

Тетрагидрат Th (NO ₃ ) ₄ • 4H ₂ O образуется при кристаллизации из более сильного раствора азотной кислоты. Концентрация азотной кислоты от 4 до 59% приводит к образованию тетрагидрата. Атом тория имеет 12-координацию, с четырьмя бидентатными нитратными группами и четырьмя молекулами воды, прикрепленными к каждому атому тория.

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

Характеристики

Безводный нитрат тория - белое вещество. Он ковалентно связан с низкой температурой плавления 55 ° C.

Пентагидрат Th (NO ₃ ) ₄ • 5H ₂ O кристаллизуется с прозрачными бесцветными кристаллами 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, а также с тремя и тремя молекулами воды через их атомы кислорода. Всего торий одиннадцать координирован. В кристаллической структуре также есть две другие молекулы воды. Вода связана водородными связями с другой водой или с нитратными группами. Плотность 2,80 г / см ³ . Давление паров пентагидрата при 298 К составляет 0,7 торр , при 315 К увеличивается до 1,2 торр, а при 341 К достигает 10,7 торр. При 298,15 К теплоемкость составляет около 114,92 кал · К ^-1 моль ^-1 . Эта теплоемкость сильно уменьшается при криогенных температурах. Энтропия образования пентагидрата нитрата тория при 298,15 К составляет -547,0 кал · К ^-1 моль ^-1 . Стандартная энергия Гиббса образования -556,1 ккалмоль ^-1 .

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

Растворение нитрата тория в воде снижает ее температуру замерзания. Максимальное снижение температуры замерзания составляет -37 ° C при концентрации 2,9 моль / кг.

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

Реакции

Когда пентагидрат нитрата тория нагревается, образуются нитраты с меньшим количеством воды, однако соединения также теряют некоторое количество нитрата. При 140 ° C образуется основной нитрат ThO (NO ₃ ) ₂ . При сильном нагревании образуется диоксид тория .

Полимерный пероксинитрат осаждается, когда перекись водорода соединяется с нитратом тория в растворе с разбавленной азотной кислотой. Его формула - Th ₆ (OO) ₁₀ (NO ₃ ) ₄ • 10H ₂ O.

Гидролиз растворов нитрата тория дает основные нитраты 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, в результате чего координационное число достигает 11.

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

Двойные соли

Гексанитратотораты с общей формулой M ^$I$₂ Th (NO ₃ ) ₆ или M ^$II$ Th (NO ₃ ) ₆ • 8H ₂ O получают 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 ) ⁺ . 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. Пентанитратотораты с общей формулой M ^$I$ Th (NO ₃ ) ₅ • $x$ H ₂ O известны тем, что M ^$I$ представляет собой Na или K.