Nitrato de tório (IV) - Thorium(IV) nitrate

Nitrato de tório (IV)
Identificadores
Número CAS
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard	100.034.090
Número EC
PubChem CID
UNII
Painel CompTox ( EPA )
	InChI (anidro): InChI = 1S / 4NO3.Th / c4 * 2-1 (3) 4; / q4 * -1; +4 Chave: VGBPIHVLVSGJGR-UHFFFAOYSA-N ; (tetra-hidrato): InChI = 1S / 4NO3.4H2O.Th / c4 * 2-1 (3) 4 ;;;;; / h ;;;; 4 * 1H2; / q4 * -1 ;;;;; + 4 Chave: VAVIMIAZQDNXID-UHFFFAOYSA-N ; (penta-hidrato): InChI = 1S / 4NO3.5H2O.Th / c4 * 2-1 (3) 4 ;;;;;; / h ;;;; 5 * 1H2; / q4 * -1 ;;;;;; +4 Chave: JFVMRMIHIHCMDY-UHFFFAOYSA-N ; (hexahidrato): InChI = 1S / 4NO3.6H2O.Th / c4 * 2-1 (3) 4 ;;;;;;;; / h ;;;; 6 * 1H2; / q4 * -1 ;;;;; ;; + 4 Chave: HLGOSPFVTORIQZ-UHFFFAOYSA-N ;
	SORRISOS (anidro): [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [Th + 4]; (tetra-hidrato): [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. OOOO [Th + 4]; (penta-hidrato): [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. OOOOO [Th + 4]; (hexa-hidrato): [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. [N +] (= O) ([O -]) [O -]. OOOOOO [Th + 4];
Propriedades
Fórmula química	Th (NO 3 ) 4
Massa molar	480,066 (anidro) ; 552,130 (tetra-hidrato) ; 570,146 (penta-hidrato) ; 588,162 (hexa-hidrato)
Aparência	Cristal incolor
Ponto de fusão	55
Ponto de ebulição	Decompõe-se
Solubilidade em Água	Solúvel
Perigos
Pictogramas GHS
Palavra-sinal GHS	Aviso
Declarações de perigo GHS	H272 , H302 , H315 , H319 , H335 , H373 , H411
Declarações de precaução GHS	P210 , P220 , P221 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P301 + 312 , P302 + 352 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P314 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P370 + 378 , P391 , P403 + 233 , P405
	Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
	Referências da Infobox

Nitrato de tório (IV) usado em uma lâmpada.

O nitrato de tório (IV) é um composto químico com a fórmula Th (NO ₃ ) ₄ . Um sólido branco em sua forma anidra, pode formar tetra- e penta- hidratos . Como um sal de tório , é fracamente radioativo .

Preparação

O hidrato de nitrato de tório (IV) pode ser preparado pela reação de hidróxido de tório (IV) e ácido nítrico :

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

Diferentes hidratos são produzidos por cristalização em diferentes condições. Quando uma solução é muito diluída, o nitrato é hidrolisado. Embora vários hidratos tenham sido relatados ao longo dos anos, e alguns fornecedores até afirmem que os estocam, apenas o tetra-hidrato e o penta-hidrato realmente existem. O que é chamado de hexahidrato, cristalizado de uma solução neutra, é provavelmente um sal básico.

O pentahidrato é a forma mais comum. É cristalizado a partir de uma solução diluída de ácido nítrico.

O tetrahidrato, Th (NO ₃ ) ₄ • 4H ₂ O é formado pela cristalização de uma solução de ácido nítrico mais forte. Concentrações de ácido nítrico de 4 a 59% resultam na formação de tetra-hidrato. O átomo de tório tem coordenação 12, com quatro grupos de nitrato bidentados e quatro moléculas de água ligadas a cada átomo de tório.

Para obter o nitrato de tório anidro (IV), é necessária a decomposição térmica de Th (NO ₃ ) ₄ · 2N ₂ O ₅ . A decomposição ocorre a 150-160 ° C.

Propriedades

O nitrato de tório anidro é uma substância branca. É covalentemente ligado com baixo ponto de fusão de 55 ° C.

O pentahidrato Th (NO ₃ ) ₄ • 5H ₂ O cristaliza com cristais incolores claros no sistema ortorrômbico . O tamanho da célula unitária é a = 11,191 b = 22,889 c = 10,579 Å. Cada átomo de tório está conectado duas vezes a cada um dos quatro grupos de nitrato bidentado e a três e a três moléculas de água por meio de seus átomos de oxigênio. No total, o tório é coordenado por onze. Existem também duas outras moléculas de água na estrutura cristalina. A água é um hidrogênio ligado a outra água, ou a grupos nitrato. A densidade é de 2,80 g / cm ³ . A pressão de vapor do penta-hidrato a 298 K é de 0,7 torr e aumenta para 1,2 torr a 315 K, e a 341 K é de até 10,7 torr. Em 298,15 K, a capacidade de calor é de cerca de 114,92 calK ⁻¹ mol ⁻¹ . Esta capacidade de calor diminui muito em temperaturas criogênicas. A entropia de formação de nitrato de tório pentahidratado em 298,15K é −547,0 calK ⁻¹ mol ⁻¹ . A energia de formação padrão de Gibbs é −556,1 kcalmol ⁻¹ .

O nitrato de tório pode se dissolver em vários solventes orgânicos diferentes, incluindo álcoois, cetonas, ésteres e éteres. Isso pode ser usado para separar metais diferentes, como os lantanídeos. Com o nitrato de amônio na fase aquosa, o nitrato de tório prefere o líquido orgânico e os lantanídeos permanecem com a água.

O nitrato de tório dissolvido em água diminui o ponto de congelamento. A depressão máxima do ponto de congelamento é de −37 ° C com uma concentração de 2,9 mol / kg.

A 25 ° uma solução saturada de nitrato de tório contém 4,013 moles por litro. Nesta concentração, a pressão de vapor da água na solução é 1745,2 Pascal, em comparação com 3167,2 Pa para água pura.

Reações

Quando o nitrato de tório pentahidratado é aquecido, nitratos com menos água são produzidos, porém os compostos também perdem algum nitrato. A 140 ° C, é produzido um nitrato básico, ThO (NO ₃ ) ₂ . Quando o dióxido de tório fortemente aquecido é produzido.

Um peroxinitrato polimérico é precipitado quando o peróxido de hidrogênio se combina com o nitrato de tório em solução com ácido nítrico diluído. Sua fórmula é Th ₆ (OO) ₁₀ (NO ₃ ) ₄ • 10H ₂ O.

A hidrólise das soluções de nitrato de tório produz nitratos básicos Th ₂ (OH) ₄ (NO ₃ ) ₄ • $x$ H ₂ O e Th ₂ (OH) ₂ (NO ₃ ) ₆ • 8H ₂ O. Em cristais de Th ₂ (OH) ₂ (NÃO ₃ ). ₆ • 8H ₂ O um par de átomos de tório são conectados por dois átomos de oxigênio em ponte. Cada átomo de tório é cercado por três grupos de nitrato bidentado e três moléculas de água, elevando o número de coordenação para 11.

Quando o ácido oxálico é adicionado a uma solução de nitrato de tório, o oxalato de tório insolúvel precipita. Outros ácidos orgânicos adicionados à solução de nitrato de tório produzem precipitados de sais orgânicos com ácido cítrico; sais básicos, tais como ácido tartárico , ácido adípico , ácido málico , ácido glucônico , ácido fenilacético , ácido valérico . Outros precipitados também são formados a partir de ácido sebácico e ácido azelaico

Sais duplos

Hexanitratoratos com a fórmula genérica M ^$I$₂ Th (NO ₃ ) ₆ ou M ^$II$ Th (NO ₃ ) ₆ • 8H ₂ O são produzidos pela mistura de outros nitratos metálicos com nitrato de tório em solução diluída de ácido nítrico. M ^$II$ pode ser Mg, Mn, Co, Ni ou Zn. M ^$I$ pode ser Cs, (NO) ⁺ ou (NO ₂ ) ⁺ . Os cristais de hexanitrato de tório de metal divalente octahidratado têm uma forma monoclínica com dimensões de célula unitária semelhantes: β = 97 °, a = 9,08 b = 8,75-8 c = 12,61-3. Os pentanitratoratos com a fórmula genérica M ^$I$ Th (NO ₃ ) ₅ • $x$ H ₂ O são conhecidos por M ^$I$ sendo Na ou K.