Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Феррат бария
Бариумферрат-2.JPG
Структурная формула бария (2+)
Каркасная модель ароматизированного феррата
Имена
Название ИЮПАК
Феррат бария (VI)
Другие имена
Феррат бария (2-)
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
  • InChI = 1S / Ba.Fe.4O / q + 2 ;;;; 2 * -1 ☒N
    Ключ: JFTTYFWNHKVEMY-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • [Ba ++]. [O -] [Fe] ([O -]) (= O) = O
Характеристики
BaFeO 4
Молярная масса257,1646 г / моль
ВнешностьТемно-красные непрозрачные кристаллы
нерастворимый
Структура
ромбический
ПНМА, № 62 [1]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Феррат бария представляет собой химическое соединение формулы BaFeO 4 . Это редкое соединение, содержащее железо в степени окисления +6 . [2] Ион феррата (VI) имеет два неспаренных электрона, что делает его парамагнитным . [3] Он изоструктурен BaSO 4 и содержит тетраэдрический анион [FeO 4 ] 2– . [4]

Структура [ править ]

Феррата (VI) , анион парамагнитной за счет двух неспаренных электронов и имеет четырехгранную молекулярную геометрию . [3]

Рентгеновская дифракция была использована для определения орторомбической структуры 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 с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM) и параметрами ячейки, рассчитанными с помощью дифракции на выбранных площадях (SAED). [1]

Кристаллическая структура BaFeO 4 [6]

Характеристика [ править ]

Пики инфракрасного поглощения феррата бария наблюдаются при 870, 812, 780 см -1 . [7]

ИК-спектр BaFeO 4 с характерными пиками [8]

BaFeO 4 подчиняется закону Кюри – Вейсса и имеет магнитный момент (2,92 ± 0,03) × 10 −23  А м 2 (3,45 ± 0,1  BM ) с постоянной Вейсса -89 К. [9]

Подготовка и химия [ править ]

Феррат бария (VI) может быть получен как мокрым, так и сухим методами. Сухой синтез обычно осуществляют с использованием тепловой техники, [7] , например, путем нагревания гидроксида бария и железа (II) гидроксида в присутствии кислорода до приблизительно от 800 до 900 ° С. [10]

Ва (ОН)
2+ Fe (ОН)
2+ O
2→ BaFeO
4+ 2 часа
2О

В мокрых методах используются как химические, так и электрохимические методы. Например, феррат-анион образуется, когда подходящую соль железа помещают в щелочные условия и добавляют сильный окислитель , такой как гипохлорит натрия . [11]

2 Fe (OH)
3+ 3 OCl-
+ 4 ОН-
→ 2 FeO2-
4+ 5 часов
2O + 3 Cl-

Затем феррат бария осаждают из раствора, добавляя раствор соли бария (II) . [11] Добавление растворимой соли бария к раствору феррата щелочного металла дает бордовый осадок феррата бария, кристалл, который имеет ту же структуру, что и хромат бария, и имеет примерно такую ​​же растворимость. [12] Феррат бария был также получен путем добавления оксида бария к смеси гипохлорита натрия и нитрата железа при комнатной температуре (или 0 ° C). [13] Чистота продукта может быть улучшена за счет проведения реакции при низкой температуре в отсутствие двуокиси углерода , и путем быстрого фильтрования и сушки осадка, снижая соосаждение гидроксида бария и карбонат бария в качестве примесей. [12]

Использует [ редактировать ]

Феррат бария является окислителем и используется в качестве окисляющего реагента в органическом синтезе. Его другие применения включают удаление цвета, удаление цианида, уничтожение бактерий, загрязненных и сточных вод. [7]

Соли феррата (VI) являются энергетическим катодным материалом в "сверхжелезных" батареях. Катоды, содержащие соединения феррата (VI), называются катодами «сверхжелезного» из-за их сильно окисленной железной основы, множественного переноса электронов и высокой внутренней энергии. Среди всех солей феррата (VI) феррат бария поддерживает необычайно легкую передачу заряда, что важно для щелочных батарей с высокой мощностью . [8]

Реакции [ править ]

Феррат бария является наиболее стабильным из соединений феррата (VI). Он может быть приготовлен в чистом виде и имеет наиболее определенный состав. Феррат бария легко разлагается всеми растворимыми кислотами, включая угольную кислоту. Если диоксид углерода проходит через воду, на которой суспендирован гидратированный феррат бария, феррат бария полностью разлагается с образованием карбоната бария , гидроксида железа и газообразного кислорода. Щелочные сульфаты разлагают феррат бария, который не был высушен, с образованием сульфата бария, гидроксида железа и кислорода.

См. Также [ править ]

  • Феррат калия
  • Феррат (VI)
  • Барий

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Ni, Сяо-Минь; Цзи, Мин-Ронг; Ян, Чжи-Пин; Чжэн, Хуа-Гуй (2004). «Получение и определение структуры нанокристаллического BaFeO 4 ». Журнал роста кристаллов . 261 (1): 82–86. DOI : 10.1016 / j.jcrysgro.2003.09.024 .
  2. ^ Бриггс, JGR (2005). Курс Longman A-level по химии (4-е изд.). Pearson Education в Южной Азии. п. 536. ISBN. 978-981-4105-08-8.
  3. ^ а б Виберг, Эгон ; Виберг, Нильс; Холлеман, Арнольд (2001). Неорганическая химия . Академическая пресса . С. 1457–1458. ISBN 978-0-12-352651-9.
  4. ^ Уэллс, AF (1986). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Clarendon Press . ISBN 978-0-19-855370-0.
  5. ^ "IUCr" . www.iucr.org . Проверено 29 апреля 2016 .
  6. ^ Ропп, Ричард С. (2012). Энциклопедия щелочноземельных соединений . Newnes Press . ISBN 9780444595539.
  7. ^ a b c Генри-Чейз, Адоника; Бхушан Тевари, Бридж (2013). «Использование феррата (VI) зеленого химического вещества для восстановления окружающей среды» (PDF) . Revista Boliviana de Química . 30 (1): 13–23. ISSN 0250-5460 .  
  8. ^ a b Лихт, Стюарт; Нашиц, Вера; Ван, Баохуэй (2002). «Быстрый химический синтез феррата бария сверхжелезного соединения Fe (VI), BaFeO 4 ». Журнал источников энергии . 109 : 67–70. DOI : 10.1016 / s0378-7753 (02) 00041-1 .
  9. ^ Audette, RJ; Перепел, JW (1972). «Ферраты калия, рубидия, цезия и бария (VI). Препараты, инфракрасные спектры и магнитная восприимчивость». Неорганическая химия . 11 (8): 1904–1908. DOI : 10.1021 / ic50114a034 .
  10. Перейти ↑ Sharma, RK (2007). «Стабилизация Fe (VI)» . Учебник координационной химии . Нью-Дели: Издательство Discovery . п. 124. ISBN 9788183562232.
  11. ^ a b Вульфсберг, Гэри (1991). «pH и стабильность высоких степеней окисления; Синтезы оксоанионов и их использование в качестве окислителей» . Основы описательной неорганической химии . Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги . С. 142–143. ISBN 9780935702668.
  12. ^ а б Гамп, младший; Вагнер, ВФ; Шрейер, JM (1954). «Приготовление и анализ феррата бария (VI)». Аналитическая химия . 26 (12): 1957. DOI : 10.1021 / ac60096a027 . ISSN 0003-2700 . 
  13. ^ Herber, Rolfe H .; Джонсон, Дэвид (1979). «Динамика решетки и сверхтонкие взаимодействия в M 2 FeO 4 (M = K + , Rb + , Cs + ) и M'FeO4 (M '= Sr 2+ , Ba 2+ )». Неорганическая химия . 18 (10): 2786–2790. DOI : 10.1021 / ic50200a030 .