Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нитрат церия относится к семейству нитратов церия в трех или четырех степенях окисления. Часто эти соединения помимо церия и нитрата содержат ионы воды, гидроксида или гидроксония. Существуют также двойные нитраты церия.

Нитраты церия (III) [ править ]

Кристалл нитрата церия (III) с обозначением индекса Миллера

Безводный нитрат церия, также называемый нитратом церия (III), представляет собой безводную соль с формулой Ce (NO 3 ) 3 (номер CAS 10108-73-3).

Церий гексагидрат нитрата с формулой С (NO 3 ) 3 · 6H 2 O (CAS - номер 10294-41-4) является наиболее распространенным нитратом церия (III). Это компонент крема для лечения ожогов, который также включает сульфадиазин серебра . Используемая концентрация нитрата церия составляет 0,5 М. При очень серьезных ожогах снижает смертность. [1] [2] При 150 ° C гексагидрат теряет кристаллизационную воду с образованием тригидрата, который сам разлагается при температуре выше 200 ° C. [3] Гексагидрат нитрата серного имеет пинакоидные триклинные кристаллы. [4]

Гидрат гидрата нитрата церия (III), Ce (NO 3 ) 5 (H 3 O) 2 .H 2 O [5] Он является моноклинным с пространственной группой P 2 / c . [5] Диаквапентанитратоцерат (III) анион (Ce (NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ) 2- встречается в нескольких солях. Соли обладают чрезвычайно нелинейными оптическими свойствами. [6]

Нитраты церия (IV) [ править ]

Пентагидрат тетранитрата церия получают путем выпаривания раствора нитрата церия в концентрированной азотной кислоте. Он образует ромбические кристаллы бипирамидальной формы. Обычный индекс Миллера граней кристалла равен {111}, но он может иметь меньшие грани с индексом Миллера {010} и {110}. Плотность 2,403 г / см 3 . Его оптические свойства заключаются в том, что он двуосный с 2V = 34 ° и сильно диспергирующий. На осях B и C он выглядит желтым, а на оси A - оранжево-красным. [7]

Нитрат церия хорошо растворяется в неполярных растворителях, таких как этиловый эфир . Эфир извлечет нитрат церия из 5 N азотной кислоты. [8] В азотной кислоте присутствует нитратоцериевая кислота [9] (H 2 [Ce (NO 3 ) 6 ] и H [Ce (NO 3 ) 5 .H 2 O]). Растворимость этого нитрата в неполярных растворителях позволяет отделить церий от других редкоземельных элементов. [8]

Основной нитрат церия (IV) имеет формулу Ce (NO 3 ) 3 · OH · 3H 2 O. Он также образуется при испарении растворов церия (IV) в азотной кислоте. [10] Когда он встречается с аммиаком в водном растворе, он реагирует с образованием нитрата церия, аммония и гидроксида церия. [10]

Основной нитрат дицерия имеет формулу Ce 2 O (NO 3 ) 6 (H 2 O) 6 · 2H 2 O. Он снова кристаллизуется из растворов церия (IV) в азотной кислоте. Он кристаллизуется в виде моноклинных кристаллов с пространственной группой P2 1 lc с ​​размерами элементарной ячейки a = 8,723 Å b = 8,940 Å c = 13,981 Å, β = 94,91 °. Каждая элементарная ячейка содержит две формульные единицы Ce 2 O (NO 3 ) 6 (H 2 O) 3 и Ce 2 O (NO 3 ) 6, которые образуются, когда этот основной нитрат медленно нагревается до 180 ° C в вакууме. [11]

Нитраты церия аммония и щелочных металлов [ править ]

Диаквапентанитратоцерат (III) анион (Ce (NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ) 2- присутствует в нескольких солях. Соли обладают чрезвычайно нелинейными оптическими свойствами. [6]

Кристаллы K 2 Ce (NO 3 ) 5 [12] можно выращивать путем испарения раствора нитрата калия, нитрата церия и азотной кислоты. Каждый атом церия окружен атомами кислорода пяти бидентатных нитратных групп и двумя атомами кислорода воды. [6] Из него можно вырастить кристаллы оптического качества размером около 100 см 3 за 12 недель. [6] Кристаллы бесцветны. [6] Пространственная группа кристалла - Fdd2, а их форма - ромбическая . [6] Нитрат калия-церия, вероятно, был открыт L. Th. Ланге в 1861 году. [13] Однако это было должным образом описано только в 1894 году Фоком. [14][15] Даже тогда количество воды в веществе было неправильным, и только в 1911 году Jantsch & Wigdorow правильно заявили, что существует две молекулы воды. [16] Нелинейные оптические эффекты были обнаружены в 1993 году. Для оптических приложений он известен как KCN . [17]

Дигидрат диаквапентанитратоцерата диаммония. [16] [18] Его рамановский спектр был опубликован. [19] Он хорошо растворяется в воде: 100 мл растворяют 235 граммов при 9 ° C и 817 граммов при 65 °. [20]

  • дигидрат диаквапентанитратоцерата дирубидия. [16]
  • дигидрат диаквапентанитратоцерата дикания или нитрат цезия Cs 2 Ce (NO 3 ) 5 · 2H 2 O образует моноклинные кристаллы с параметрами кристаллов a / b = 1,2052, c / b = 0,9816 и β = 103 ° 41 '. [20]
  • дигидрат диаквапентанитратоцерата диталлия. [16]
  • Бис {4 - [(4H-1,2,4-триазол-4-ил) иминометил] пиридиний} диаквапентанитратоцерат. (C 8 H 8 N 5 ) 2 [Ce (NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ] моноклинен с пространственной группой C 2 / c . [21]

Двухвалентные двойные нитраты [ править ]

Цернистый нитрат магния - первый обнаруженный член двухвалентного ряда CeM (II) (NO 3 ) 5 . Это имеет чрезвычайно низкую устойчивость Капицы к жидкому 3 He . На момент открытия его стоимость составляла всего 1% от предыдущего рекорда. Низкое тепловое сопротивление важно при температурах ниже 1 К , поскольку разница температур не так велика, чтобы вызвать большой расход тепла, а охлаждение может занять слишком много времени, если есть препятствия для теплопередачи. [26] [27]

Другие двойные нитраты цери [ править ]

Моногидрат нитрата натрия Na 2 Ce (NO 3 ) 5 · H2O имеет плотность 2,641 г / см 3 . Его можно приготовить путем кипячения стехиометрической смеси нитрата церия и нитрата натрия в азотной кислоте с последующим выпариванием при 40 ° C. Кристаллы представляют собой четкие моноклинные стержневые кристаллы с пространственной группой P 2 / c. Размеры кристаллической ячейки a = 21,387 b = 7,9328 c = 15,184 β = 90,657 V = 2576 формул на ячейку Z = 8. Компоненты расположены в кристалле так, что вокруг каждого атома церия находится шесть нитратов, однако, чтобы получить в среднем пять нитратов на церий, две нитратные группы на каждой свяжут атомы в цепочку вдоль оси an. [28]

Существуют безводные двойные нитраты, такие как Ce 2 Rb 3 (NO 3 ) 9 и Ce 2 K 3 (NO 3 ) 9 . [29] Калиевую соль Ce 2 K 3 (NO 3 ) 9 можно получить, используя водный раствор нитрата калия и нитрата церия в молярном соотношении 3: 2, упарив его при 40 ° C. Кристаллы бесцветной кубической формы из пространственной группы P 4 1 32. Формульный вес 955,6. Три формулы существуют в каждой элементарной ячейке, которая при 20 ° C имеет объем 2514,1 Å 3.и сторона ячейки a = 13,597 Å. Плотность 2,525 г / см. В этом соединении каждый атом церия окружен двенадцатью атомами кислорода из шести нитратных групп. Три нитрата образуют мостик в каждом из трех измерений. Эти мостики образуют три спирали, каждая под углом 90 ° друг к другу вдоль осей кристалла. [22]

Родственный ряд с отношением одновалентного иона к церию 1,5 включает 2Ce (NO 3 ) 3 .3 (NH 4 ) NO 3 .12H 2 O [20]

Смешанный тройной нитрат цезия, натрия и церия Cs 2 NaCe (NO 3 ) 6 кристаллизуется в кубической системе. Размер элементарной ячейки составляет 1,1196 нм при объеме 1,4034 нм 3 и четыре молекулы на ячейку. [30]

Двойные нитраты церия [ править ]

Нитрат диаммонийцерия (IV)

Щелочные металлы образуют оранжево-красные моноклинные кристаллы в виде двойной соли с нитратом церия: M
2
[Ce (НЕТ
3
)
6
]
с M = K, Rb, Cs или [NH 4 ]. [10]

  • Нитрат церия-аммония содержит ион икосаэдрической формы [Ce (NO
    3
    )
    6
    ]2−
    который имеет церий в степени окисления +4. [31] Он используется как реагент в оксидиметрии . [9]
  • Цериевый нитрат калия K
    2
    [Ce (НЕТ
    3
    )
    6
    ]
    имеет две различные кристаллические формы: гексагональную и моноклинную. Медленное испарение и кристаллизация приводят к моноклинной форме. Но быстрая кристаллизация приводит к смеси двух форм. Обе эти формы имеют шесть нитратных групп, связанных через два атома кислорода каждая с церием [Ce (NO
    3
    )
    6
    ]2−
    . Вещество получают растворением гидроксида церия в азотной кислоте с соответствующим стехиометрическим количеством нитрата калия . В гексагональной форме атомы церия расположены вдоль оси третьего порядка. В гексагональной форме ионы калия окружены девятью атомами кислорода. Эти кристаллы представляют собой оранжевые пластинки шестиугольной формы. Кристаллические ячейки содержат три молекулы, объемом 1063,1 Å 3 и размерами a = 13,5737 Å c = 6,6624 Å с плотностью 2,767 г / см 3 . [32]

В моноклинной форме K
2
[Ce (НЕТ
3
)
6
]
атомы церия находятся в объемно-центрированном расположении, при этом калий окружен десятью атомами кислорода. Плотность составляет 2,798 г / см 3 с ячейкой, содержащей две молекулы объемом 700,9Å 3 и размерами a = 12,707Å b = 6,6858Å c = 8,253Å и β = 91,55 °. [22]

Нитрат цериевого калия также имеет гидрат с 1,5 молями воды. [10]

  • Цериевый нитрат рубидия Rb
    2
    [Ce (НЕТ
    3
    )
    6
    ]
    красновато-желтый. [10]
  • Цериевый нитрат цезия Cs
    2
    [Ce (НЕТ
    3
    )
    6
    ]
    очень нерастворим в азотной кислоте и имеет ярко-желтый цвет. [10]
  • Тааяся двойная соль не может быть получена , так как церий - ион окисляет таллий (I) к таллию (III). [10]

Двухвалентные металлы [ править ]

  • Нитрат цериевого магния Mg [Ce (NO
    3
    )
    6
    .8H
    2
    O]
    [10]
  • Цериевый нитрат цинка Zn [Ce (NO
    3
    )
    6
    .8H
    2
    O]
    [10]
  • Цериевый нитрат никеля Ni [Ce (NO
    3
    )
    6
    .8H
    2
    O]
    [10]
  • Нитрат цериевого кобальта Co [Ce (NO
    3
    )
    6
    .8H
    2
    O]
    [10]
  • Цериновая нитрат марганца Mn [Ce (NO
    3
    )
    6
    .8H
    2
    O]
    [10]

Другие соединения [ править ]

  • [Ce 6 O (OH) 8 (NO 3 ) 6 (H 2 O) 16 ] · (NO 3 ) 2 · 2H 2 O представляет собой гексаноядерный оксидо- и гидроксидокомплекс церия. Его можно обезвоживать с образованием [Ce 6 O (OH) 8 (NO 3 ) 8 ]. [33]

Предлагаемое приложение [ править ]

Нитрата церия магния (также известная как црайте нитрат магния), является высоко парамагнитной солью, и является возможным хладагентом для использования в магнитной холодильного . [34]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гарнер, JP; PSJ Heppell (2005). «Нитрат церия в лечении ожогов». Бернс . 31 (5): 539–547. DOI : 10.1016 / j.burns.2005.01.014 . ISSN  0305-4179 . PMID  15955636 .
  2. ^ Вассерманн, Д .; М. Шлоттерер, Ф. Лебретон, Дж. Леви, М. С. Гуэлфи (1989). «Использование местного применения сульфадиазина серебра плюс нитрат церия при сильных ожогах». Бернс . 15 (4): 257–260. DOI : 10.1016 / 0305-4179 (89) 90045-4 . ISSN 0305-4179 . PMID 2765148 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ Латимер, Венделл М .; Хильдебранд, Джоэл Х. (1951). Справочник по неорганической химии (3-е изд.). Нью-Йорк: Макмиллан. п. 581.
  4. ^ Грот, Пол (1908). Chemische Krystallographie . 2 . Лейпциг В. Энгельманн. п. 131 .
  5. ^ a b Guillou, N .; Auffredic, JP; Louër, M .; Луер, Д. (1993). «Кристаллическая структура гидрата нитрата церия (III) гидроксония, Ce (NO3) 5 (H3O) 2 · H2O». Журнал химии твердого тела . 106 (2): 295–300. Bibcode : 1993JSSCh.106..295G . DOI : 10,1006 / jssc.1993.1289 . ISSN 0022-4596 . 
  6. ^ a b c d e f g Held, P .; Х. Хеллвиг, С. Рюле и Л. Бохати; Rühle, S .; Богаты, Л. (24 января 2000 г.). «Полярные нитраты редкоземельных элементов калия K2 [RE (NO3) 5 (H2O) 2] (RE = La, Ce, Pr и Nd). I. Рост кристаллов и кристаллические структуры». Журнал прикладной кристаллографии . 33 (2): 372–379. DOI : 10.1107 / s0021889800000868 . ISSN 0021-8898 . 
  7. ^ Старицкий, Евгений; Дональд I Влакер (29 августа 1952 г.). «Оптические свойства некоторых соединений урана, плутония и родственных элементов» (PDF) . С. 20–21 . Проверено 9 февраля 2014 .
  8. ^ a b Wylie, AW (1951). «338. Экстракция нитрата церия растворителями». Журнал химического общества (возобновленный) : 1474–1480. DOI : 10.1039 / JR9510001474 . ISSN 0368-1769 . 
  9. ^ а б Смит, Г. Фредерик; CA Getz (1940). «Церат-оксидиметрия». Аналитическое издание по промышленной и инженерной химии . 12 (6): 339–340. DOI : 10.1021 / ac50146a012 . ISSN 0096-4484 . 
  10. ^ a b c d e f g h i j k l Мейер, Ричард Джос; Ричард Джейкоби (1901). "Die Doppelnitrate des vierwertigen Ceriums und des Thoriums" . Zeitschrift für Anorganische Chemie . 27 (1): 359–389. DOI : 10.1002 / zaac.19010270131 . hdl : 2027 / uc1.b2651462 . ISSN 0863-1778 . 
  11. ^ Guillou, N .; Auffrédic, JP; Луер, Д. (1994). «Синтез, кристаллическая структура и термическое поведение нитрата оксида церия (IV) Ce2O (NO3) 6 (H2O) 6 · 2H2O». Журнал химии твердого тела . 112 (1): 45–52. Bibcode : 1994JSSCh.112 ... 45G . DOI : 10,1006 / jssc.1994.1262 . ISSN 0022-4596 . 
  12. ^ Сюэ, Дунфэн; Сиюань Чжан (1998). «Расчет нелинейностей K2Ce (NO3) 5 • 2H2O и K2La (NO3) 5 • 2H2O». Молекулярная физика . 93 (3): 411–415. Bibcode : 1998MolPh..93..411X . DOI : 10.1080 / 002689798169096 . ISSN 0026-8976 . 
  13. ^ Th. Ланге, Л. (1861). "Ueber einige neue Cerverbindungen" . Journal für Praktische Chemie . 82 (1): 129–147. DOI : 10.1002 / prac.18610820119 . ISSN 0021-8383 . 
  14. Перейти ↑ Fock, A. (1894). "Krystallographisch - chemische Untersuchungen" . Zeitschrift für Kristallographie . 22 (1–6): 29–42. DOI : 10.1524 / zkri.1894.22.1.29 . S2CID 101725643 . 
  15. ^ Грот, Пол (1908). Chemische Krystallographie . 2 . Лейпциг В. Энгельманн.
  16. ^ a b c d Jantsch, G .; С. Вигдоров (1910). "Zur Kenntnis der Doppelnitrate der seltenen Erden. 1. Mitteilung. Über die Doppelnitrate der seltenen Erden mit den Alkalielementen" . Zeitschrift für Anorganische Chemie . 69 (1): 221–231. DOI : 10.1002 / zaac.19110690117 . ISSN 0863-1778 . 
  17. ^ Эбберс, Калифорния; Л. Д. ДеЛоач, М. Уэбб, Д. Эймерл, С. П. Вельско, Д. А. Кеслер; Уэбб, Марк; Эймерл, Дэвид; Вельско, Стефан П .; Кеслер, Дуглас А. (1993). «Нелинейно-оптические свойства K 2La (NO 3) 5.2H2O и K2Ce (NO3) 5.2H2O». Журнал IEEE по квантовой электронике . 29 (2): 497–507. Bibcode : 1993IJQE ... 29..497E . DOI : 10.1109 / 3.199304 . ISSN 0018-9197 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ а б Наджафпур, Махди; Пшемыслав Старынович (2006). «Дигидрат диаквапентанитратоцерата (III) диаммония». Acta Crystallographica Раздел E . 62 (7): i145 – i146. DOI : 10.1107 / S1600536806006593 . ISSN 1600-5368 . 
  19. ^ Найквист, Ричард А .; Кагель, Рональд О. (1972-03-30). Справочник по инфракрасным и рамановским спектрам неорганических соединений и органических солей: инфракрасные спектры неорганических соединений . Академическая пресса. С. 146–147. ISBN 9780080878522. Проверено 8 февраля 2014 .
  20. ^ a b c «Нитрат церила, Ce (NO3) 3» . 2012 . Проверено 8 февраля 2014 .
  21. ^ Сунь, Qiaozhen; Фэн Чжэн; Сяодань Сунь; Вэй Ван (2008). «Бис {4 - [(4H-1,2,4-триазол-4-ил) иминометил] пиридиний} диаквапентанитратоцерат (III)» . Acta Crystallographica Раздел E . 65 (1): m124. DOI : 10.1107 / S1600536808043109 . ISSN 1600-5368 . PMC 2968024 . PMID 21581488 .   
  22. ^ a b c d Guillou, N .; Auffrédic, JP; Луер, Д. (1995). «Нитрат церозного калия, K3Ce2 (NO3) 9». Acta Crystallographica Раздел C . 51 (6): 1032–1034. DOI : 10.1107 / S0108270194014939 . ISSN 0108-2701 . 
  23. ^ "Кристаллическая структура диаквапентанитратоцерата (III) диаммония дигидрата" . crystallography-online.com .
  24. ^ Audebrand N (1996). «Температурно-зависимая дифракция рентгеновских лучей и кристаллическая структура CeRb2 (NO3) 5 · 4H2O». Ионика твердого тела . 84 (3–4): 323–333. DOI : 10.1016 / 0167-2738 (96) 00082-3 . ISSN 0167-2738 . 
  25. ^ 陈达贵; 程 文旦; 张浩; 张永春 (16 сентября 2004 г.). «Синтез, кристаллическая структура и спектральные свойства [Ce (NO3) 5 (H2O) 2] · 2 (Hphen) · (H2O)». Китайский журнал структурной химии 结构 化学. 23 (8). DOI : 10.3969 / j.issn.0254-5861.2004.08.006 .
  26. ^ Бертинат, депутат; Д.Ф. Брюэр; Дж. П. Харрисон (1970). «Площадь поверхности порошкообразного церия-нитрата магния». Журнал физики низких температур . 2 (1): 157–160. Bibcode : 1970JLTP .... 2..157B . DOI : 10.1007 / BF00628109 . ISSN 0022-2291 . S2CID 98479942 .  
  27. ^ Abel, W .; А. Андерсон; В. Блэк; Дж. Уитли (1966). «Тепловое равновесие между жидким He ^ {3} и порошкообразным нитратом церия и магния при очень низких температурах». Письма с физическим обзором . 16 (7): 273–275. Bibcode : 1966PhRvL..16..273A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.16.273 . ISSN 0031-9007 . 
  28. ^ Одебранд, Натали; Луер, Даниэль (2000). «Моногидрат сернистого нитрата натрия, Na2Ce (NO3) 5 · H2O». Acta Crystallographica Раздел C . 56 (8): 913–915. DOI : 10.1107 / S0108270100006211 . ISSN 0108-2701 . PMID 10944270 .  
  29. ^ Guillou, N .; Auffrédic, JP; Луер, Д. (1996). «Термическое поведение и кристаллическая структура цериевых и цериновых нитратов рубидия». Журнал химии твердого тела . 122 (1): 59–67. Bibcode : 1996JSSCh.122 ... 59G . DOI : 10,1006 / jssc.1996.0082 . ISSN 0022-4596 . 
  30. ^ Roser, M .; Л. Корруччини (1990). «Магнитная восприимчивость редкоземельных ионов в необычной тетраэдрической позиции». Physical Review B . 41 (4): 2359–2368. Bibcode : 1990PhRvB..41.2359R . DOI : 10.1103 / PhysRevB.41.2359 . ISSN 0163-1829 . PMID 9993972 .  
  31. ^ Томас А. Бейнеке; Х. Дельгаудио (1968). «Кристаллическая структура нитрата аммония церия». Неорг. Chem . 7 (4): 715–721. DOI : 10.1021 / ic50062a020 .
  32. ^ Guillou, N .; Louër, M .; Auffrédic, JP; Луер, Д. (1995). «Две полиморфные формы нитрата цериевого калия, K2Ce (NO3) 6». Acta Crystallographica Раздел C . 51 (6): 1029–1032. DOI : 10.1107 / S0108270194014927 . ISSN 0108-2701 . 
  33. ^ Кальвес, Гийом; Кэрол Дайгебонн; Оливье Гийу; Флоренс Ле Дре (2009). «Новая серия октаэдрических гексануклеарных комплексов на основе безводных лантаноидов». Европейский журнал неорганической химии . 2009 (21): 3172–3178. DOI : 10.1002 / ejic.200900283 . ISSN 1434-1948 . 
  34. ^ Власов, А; Guillemette, J; Жерве, G; Скопек, Т. (2017). «Магнитное охлаждение с парамагнитными полупроводниками при криогенных температурах». arXiv : 1706.00458 [ cond-mat.mes-hall ]. Для сравнения, обычно используемой парамагнитной солью для магнитного криоохлаждения является гидрат нитрата магния церия ...