Nitrato de zircônio - Zirconium nitrate

Nitrato de zircônio
amostra de nitrato de zircônio (IV) pentahidratado
Nomes
Outros nomes
tetranitrato de zircônio, tetranitratozircônio, tetranitrato de zircônio (4+), nitrato de zircônio (IV)
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.033.917 Edite isso no Wikidata
UNII
Propriedades
Zr (NO 3 ) 4
Massa molar 339,243591 g / mol
Aparência placas transparentes
Densidade ???? 2.192
Ponto de fusão  ° C
Ponto de ebulição decompor 100 ° C
água, etanol
Perigos
Riscos principais oxidante
Dose ou concentração letal (LD, LC):
500 mg / m 3 (rato, 30 min)
Compostos relacionados
Compostos relacionados
Nitrato de zirconil , nitrato de háfnio , nitrato de titânio , perclorato de zircônio
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

O nitrato de zircônio é um sal de nitrato de metal de transição anidro volátil de zircônio com fórmula Zr (NO 3 ) 4 . Possui nomes alternativos de tetranitrato de zircônio ou nitrato de zircônio (IV) .

Tem um número ONU de 2728 e é classe 5.1, significando substância oxidante.

Formação

O sal anidro pode ser feito de tetracloreto de zircônio reagindo com pentóxido de dinitrogênio .

ZrCl 4 + 4 N 2 O 5 → Zr (NO 3 ) 4 + 4ClNO 2

O produto pode ser purificado por sublimação em vácuo. Uma substância contaminante é o pentanitratozirconato de nitrônio. (NO 2 ) Zr (NO 3 ) 5 .

O nitrato de zircônio pentahidratado Zr (NO 3 ) 4 · 5H 2 O pode ser formado pela dissolução do dióxido de zircônio em ácido nítrico e a seguir evaporando a solução até que esteja seca. No entanto, é mais fácil cristalizar nitrato de zirconila tri-hidratado ZrO (NO 3 ) 2 · 3H 2 O a partir de tal solução.

O zircônio é altamente resistente ao ácido nítrico, mesmo na presença de outras impurezas e altas temperaturas. Portanto, o nitrato de zircônio não é feito pela dissolução do metal zircônio em ácido nítrico.

Propriedades

O nitrato de zircônio pentahidratado se dissolve facilmente em água e álcool. É ácido em solução aquosa, e uma base como o hidróxido de amônio fará com que o hidróxido de zircônio precipite. Os cristais penta-hidratados têm um índice de refração de 1,6.

Substâncias relacionadas

As substâncias relacionadas são os complexos de nitrato de zircônio. Zr (NÃO
3
)
3
(H
2
O) +
3
tem uma estrutura prismática trigonal tripla , com os nitratos conectados por dois átomos de oxigênio cada ( bidentados ). O complexo pentanitrato Zr (NO
3
) -
5
tem todos os grupos nitrato bidentados e tem uma forma antiprisma quadrada bicapada .

NO 2 [Zr (NO 3 ) 3 · 3H 2 O] 2 (NO 3 ) 3 cristaliza no sistema hexagonal , grupo espacial P 3 c 1, com dimensões de célula unitária a = 10,292 Å, b = 10,292 Å, c = 14,84 Å, volume 1632,2 Å 3 com 2 fórmulas por célula unitária, densidade = 2,181.

CsZr (NO 3 ) 5 cristaliza no sistema monoclínico , grupo espacial P 2 1 / n , com dimensões de célula unitária a = 7,497 Å, b = 11,567 Å, ​​c = 14,411 Å, β = 96,01 °, volume 1242,8 Å 3 com 4 fórmulas por célula, densidade = 2,855.

(NH 4 ) Zr (NO 3 ) 5 · HNO 3 cristaliza no sistema ortorrômbico , grupo espacial Pna 2 1 com dimensões de célula unitária a = 14,852 Å, b = 7,222 Å, c = 13,177 Å, volume 1413,6 Å 3 com 4 fórmulas por célula, densidade = 2,267.

Uma mistura de nitrónio , nitrosónio pentanitratozirconate cristalização no sistema tetragonal também existe.

Usar

O nitrato de zircônio é fabricado por vários fornecedores de produtos químicos. É utilizado como fonte de zircônio para outros sais, como padrão analítico ou como conservante. O nitrato de zircônio e o pentanitratozirconato de nitrônio podem ser usados ​​como precursores de deposição de vapor químico, pois são voláteis e se decompõem acima de 100 ° C para formar zircônia . A 95 ° C, o nitrato de zircônio sublima com uma pressão de 0,2 mm de Hg e pode ser depositado como dióxido de zircônio sobre silício a 285 ° C. Tem a vantagem de ser uma fonte única, o que significa que não precisa ser misturado com outros materiais, como oxigênio, e se decompõe a uma temperatura relativamente baixa, e não contamina a superfície com outros elementos como hidrogênio ou flúor.

O zircônio sem háfnio é necessário para a construção do reator nuclear. Uma maneira de conseguir isso é por meio de uma solução aquosa mista de nitrato de háfnio e nitrato de zircônio, que pode ser separada por partição do zircônio em tributilfosfato dissolvido em querosene.

O nitrato de zircônio pode ser usado como um catalisador de ácido de Lewis na formação de pirróis N-substituídos .

O nitrato de zircônio anidro pode nitrar alguns compostos aromáticos orgânicos de uma maneira incomum. A quinolina é nitrada em 3-nitroquinolina e 7-nitroquinolina. A piridina é nitrada em 3-nitropiridina e 4-nitropiridina.

Referências

  1. ^ "Compostos de zircônio (como Zr)" . Concentrações imediatamente perigosas para a vida ou saúde (IDLH) . Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH).
  2. ^ "App A". O Código de Regulamentações Federais dos Estados Unidos da América . Escritório de impressão do governo dos EUA. 1988. p. 254.
  3. ^ Recomendações sobre o transporte de mercadorias perigosas: Regulamentos modelo . Publicações das Nações Unidas. 2009. p. 430. ISBN   9789211391367 .
  4. ^ a b c d e f g h i Morozov, IV; AA Fedorova; DV Palamarchuk; SI Troyanov (2005). "Síntese e estruturas cristalinas de complexos de nitrato de zircônio (IV) (NO2) [Zr (NO3) 3 (H2O) 3] 2 (NO3) 3, Cs [Zr (NO3) 5] e (NH4) [Zr (NO3) 5] (HNO3) ". Russian Chemical Bulletin . 54 (1): 93–98. doi : 10.1007 / s11172-005-0222-7 . ISSN   1066-5285 .
  5. ^ Wah Chang (10 de setembro de 2003). "Zirconium in Nitric Acid Applications" (PDF) . Página visitada em 13 de outubro de 2014 .
  6. ^ a b c d Patnaik, Pradyot (2003). Manual de produtos químicos inorgânicos . McGraw-Hill. p.  1000 . ISBN   0070494398 .
  7. ^ Fase gasosa e química de superfície fundamentais da deposição II da Vapor-fase e controle, diagnósticos e modelagem de processo no semicondutor IV de fabricação: Procedimentos do simpósio internacional . The Electrochemical Society. 2001. p. 144. ISBN   9781566773195 .
  8. ^ Nienow, Amanda M .; Jeffrey T. Roberts (2006). "Chemical Vapor Deposition of Zirconium Oxide on Aerosolized Silicon Nanoparticles". Química de Materiais . 18 (23): 5571–5577. doi : 10,1021 / cm060883e . ISSN   0897-4756 .
  9. ^ Houssa, Michel (01-12-2003). Dielétricos de alto k Gate . CRC Press. pp. 73, 76-77. ISBN   9781420034141 . Retirado em 17 de outubro de 2014 .
  10. ^ Cox, RP; GH Beyer (23 de dezembro de 1955). "Separation of Hafnium from Zirconium using Tributyl Phosphate" . Página visitada em 13 de outubro de 2014 .
  11. ^ Hasaninejad, Alireza; Mohsen Shekouhy; Mohammad Reza Mohammadizadeh; Abdolkarim Zare (2012). "Nitrato de zircônio: um catalisador ácido de Lewis tolerante à água reutilizável para a síntese de pirróis N-substituídos em meio aquoso". RSC Advances . 2 (15): 6174. doi : 10.1039 / C2RA20294H . ISSN   2046-2069 . registro requerido
  12. ^ Schofield, Kenneth (1980). Nitração Aromática . Arquivo CUP. p. 97. ISBN   9780521233620 . Retirado em 17 de outubro de 2014 .