Hispanopedia WikiEl nitrato de torio(IV) es un compuesto químico , una sal de torio y ácido nítrico con la fórmula Th(NO₃ ) ₄ . Es un sólido blanco en su forma anhidra y puede formar tetrahidratos y pentahidratos . Como sal de torio, es débilmente radiactivo .
Preparación
El nitrato de torio(IV) hidratado se puede preparar mediante la reacción de hidróxido de torio(IV) y ácido nítrico :
- Th(OH) 4 + 4 HNO 3 + 3 H 2 O → Th(NO 3 ) 4 + 5 H 2 O
Los distintos hidratos se producen por cristalización en diferentes condiciones. Cuando una solución está muy diluida, el nitrato se hidroliza. Aunque se han descrito varios hidratos a lo largo de los años, e incluso algunos proveedores afirman tenerlos en stock, solo existen el tetrahidrato y el pentahidrato. [ 6 ] [ a ] Lo que se denomina hexahidrato, cristalizado a partir de una solución neutra, es probablemente una sal básica. [ 7 ]
El pentahidrato es la forma más común. Se cristaliza a partir de una solución diluida de ácido nítrico. [ 2 ]
El tetrahidrato, Th(NO₃ ) ₄ · 4H₂O , se forma por cristalización a partir de una solución de ácido nítrico más concentrada. Las concentraciones de ácido nítrico entre el 4 y el 59% dan como resultado la formación del tetrahidrato. [ 6 ] El átomo de torio tiene una coordinación de 12, con cuatro grupos nitrato bidentados y cuatro moléculas de agua unidas a cada átomo de torio. [ 7 ]
Para obtener el nitrato de torio(IV) anhidro, se requiere la descomposición térmica de Th(NO₃)₄ · 2N₂O₅. La descomposición ocurre a 150–160 ° C ( 302–320 ° F ) . [ 8 ]
Propiedades
El nitrato de torio anhidro es una sustancia blanca. Está unido covalentemente y tiene un bajo punto de fusión de 55 °C (131 °F) . [ 6 ]
El pentahidrato Th(NO₃ ) ₄ · 5H₂O cristaliza en cristales transparentes e incoloros [ 1 ] en el sistema ortorrómbico . Cada átomo de torio está conectado dos veces a cada uno de los cuatro grupos nitrato bidentados y a tres moléculas de agua a través de sus átomos de oxígeno. En total, el torio tiene once coordinaciones. También hay otras dos moléculas de agua en la estructura cristalina. El agua está unida por enlaces de hidrógeno a otras moléculas de agua o a grupos nitrato. [ 5 ]
El nitrato de torio se disuelve en varios disolventes orgánicos diferentes [ 5 ] , incluyendo alcoholes, cetonas, ésteres y éteres [ 7 ] . Esto se puede utilizar para separar diferentes metales, como los lantánidos. Con nitrato de amonio en la fase acuosa, el nitrato de torio prefiere el líquido orgánico, y los lantánidos permanecen con el agua [ 7 ] .
El nitrato de torio disuelto en agua reduce su punto de congelación. La máxima disminución del punto de congelación es de −37 °C (−35 °F) con una concentración de 2,9 mol/kg . [ 9 ]
Reacciones
Cuando se calienta el nitrato de torio pentahidratado, se producen nitratos con menor contenido de agua; sin embargo, los compuestos también pierden algo de nitrato. A 140 °C (284 °F) se produce un nitrato básico, ThO(NO₃ ) ₂ . Cuando se calienta intensamente, se produce dióxido de torio . [ 5 ]
Se precipita un peroxinitrito polimérico cuando el peróxido de hidrógeno se combina con nitrato de torio en solución con ácido nítrico diluido. Su fórmula es Th 6 (O 2 ) 10 (NO 3 ) 4 · 10H 2 O . [ 5 ]
La hidrólisis de soluciones de nitrato de torio produce nitratos básicos Th₂(OH)₄(NO₃)₄ · xH₂O y Th₂ ( OH ) ₂ ( NO₃ ) ₆ · 8H₂O . En los cristales de Th₂ ( OH ) ₂ ( NO₃ ) ₆ · 8H₂O , un par de átomos de torio están conectados por dos átomos de oxígeno puente. Cada átomo de torio está rodeado por tres grupos nitrato bidentados y tres moléculas de agua, lo que da como resultado un número de coordinación de 11. [ 5 ]
Cuando se añade ácido oxálico a una solución de nitrato de torio, precipita oxalato de torio insoluble . [ 10 ] Otros ácidos orgánicos añadidos a la solución de nitrato de torio producen precipitados de sales orgánicas con ácido cítrico; sales básicas, como ácido tartárico , ácido adípico , ácido málico , ácido glucónico , ácido fenilacético , ácido valérico . [ 11 ] También se forman otros precipitados a partir de ácido sebácico y ácido azelaico.
sales dobles
Los hexanitratotoratos con la fórmula genérica M₂I Th (NO₃ ) ₆ o M II Th (NO₃ ) ₆ · 8H₂O se obtienen mezclando otros nitratos metálicos con nitrato de torio en una solución diluida de ácido nítrico. M II puede ser Mg, Mn, Co, Ni o Zn. M I puede ser Cs, (NO) ⁺ o (NO₂ ) ⁺ . [ 5 ] Los cristales del hexanitrato de torio octahidratado, un metal divalente, tienen una forma monoclínica con dimensiones de celda unitaria similares: β = 97°, a = 9,08, b = 8,75-8, c = 12,61-3. [ 12 ] Se conocen pentanitratotoratos con la fórmula genérica M I Th(NO₃ ) ₅ · x H₂O para M I siendo Na o K. [ 5 ]
También se conocen K 3 Th(NO 3 ) 7 y K 3 H 3 Th(NO 3 ) 10 · 4H 2 O. [ 7 ]
sales complejas
El nitrato de torio también cristaliza con otros ligandos y solvatos orgánicos, incluidos el éter dietílico de etilenglicol , el fosfato de tri(n-butilo) , la butilamina , la dimetilamina y el óxido de trimetilfosfina. [ 7 ]
Referencias
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- 1 2 Herrmann, WA; Edelmann, Frank T.; Poremba, Peter (1999). Métodos sintéticos de química organometálica e inorgánica, Volumen 6, 1997: Volumen 6: Lantánidos y actínidos (en alemán). Georg Thieme Verlag. pág. 210. ISBN 9783131794611.
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- ↑ Šćavničar, S.; Prodić, B. (1 de abril de 1965). "La estructura cristalina de los octahidratos de nitrato doble de torio y metales bivalentes" . Acta Crystallographica . 18 (4): 698–702 . Bibcode : 1965AcCry..18..698S . doi : 10.1107/S0365110X65001603 .
Notas
- ↑ Los hidratos falsos incluyen 12, 6, 5,5, 2 y 1 moléculas de agua.
- Compuestos de torio(IV)
- Nitratos
- Materiales delicuescentes
