Нитрат церия - Cerium nitrate
Идентификаторы | |
---|---|
| |
ECHA InfoCard | 100.030.257 |
PubChem CID | |
UNII |
|
Характеристики | |
Ce (НЕТ3)3 | |
Молярная масса | 326,12 г / моль |
Внешность | Бесцветные кристаллы (гексагидрат) |
Плотность | 2,38 г см−3 |
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки на инфобоксы | |
Нитрат церия относится к семейству нитратов церий 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)
Безводный нитрат церия, также называемый нитратом церия (III), представляет собой безводную соль с формулой Ce (NO3)3(Номер CAS 10108-73-3).
Гексагидрат нитрата церия с формулой Ce (NO3)3.6H2O (номер CAS 10294-41-4) - наиболее распространенный нитрат церия (III). Это компонент крема для лечения ожогов, который также включает: сульфадиазин серебра. Используемые концентрации составляют 0,5 М нитрата церия. 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 серы имеет пинакоидальную форму. триклинический кристаллы.[4]
Гидрат нитрата гидроксония церия (III), Ce (NO3)5(ЧАС3O)2.ЧАС2О[5] Он моноклинен с пространственной группой п2/c.[5] Анион диаквапентанитратоцерат (III) (Ce (NO3)5(ЧАС2O)2)2− встречается в нескольких солях. Соли имеют экстремальный нелинейная оптика характеристики.[6]
Нитраты церия (IV)
Пентагидрат тетранитрата церия получают путем выпаривания раствора нитрата церия в концентрированной азотной кислоте. Он образует орторомбические кристаллы с бипирамидный форма. Общее хрустальное лицо Индекс Миллера равно {111}, но может иметь меньшие грани с индексом Миллера {010} и {110}. Плотность 2,403 г / см.3. Его оптические свойства заключаются в том, что он двухосный с 2V 34 ° и сильно рассеивающий. 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 5N азотная кислота.[8] В азотной кислоте, нитратоцериевой кислоте[9] (ЧАС2[Ce (НЕТ3)6] и H [Ce (NO3)5.ЧАС2O]) присутствуют. Растворимость этого нитрата в неполярных растворителях позволяет отделить церий от других редкоземельных элементов.[8]
Основной нитрат церия (IV) имеет формулу Ce (NO3)3.OH.3H2О. Также образуется при испарении растворов церия (IV) в азотной кислоте.[10] Когда он встречается с аммиаком в водном растворе, он реагирует с образованием нитрат церия и аммония и гидроксид церия.[10]
Основной нитрат дицерия имеет формулу Ce2О (НЕТ3)6(ЧАС2O)6· 2H2О. Опять кристаллизуется из растворов церия (IV) в азотной кислоте. Он кристаллизуется в виде моноклинных кристаллов с пространственной группой P2.1lc 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 Ce2О (НЕТ3)6(ЧАС2O)3 и Ce2О (НЕТ3)6 образуются, когда этот основной нитрат медленно нагревается до 180 ° C в вакууме.[11]
Нитраты аммония и церия щелочных металлов
Анион диаквапентанитратоцерат (III) (Ce (NO3)5(ЧАС2O)2)2− встречается в нескольких солях. Соли обладают крайне нелинейными оптическими свойствами.[6]
K2Ce (НЕТ3)5[12] кристаллы 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 получить кристаллы оптического качества размером около 100 см.3 через 12 недель.[6] Кристаллы бесцветные.[6] Пространственная группа кристалла - Fdd2, а их форма - ромбический.[6] Нитрат калия-церия, вероятно, был открыт Л.Т. 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 диакезия или нитрат цезия церия Cs2Ce (НЕТ3)5.2H2O образует моноклинные кристаллы с параметрами кристалла 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. (C8ЧАС8N5)2[Ce (НЕТ3)5(ЧАС2O)2] моноклинно с пространственной группой C2/c.[21]
имя | формула | таять | плотность | а | б | c | β ° | Vol | Z |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
диаквапентанитратоцерат калия | K2Ce (НЕТ3)5· 2 H2О | 2.543 | 11.263 | 21.404 | 12.230 | 90 | 2948 | 8[6] | |
дикалий гексанитратоцерат[22] | K2Ce (НЕТ3)6 | ||||||||
нитрат трикалия дицерия (III)[22] | K3Ce2(НЕТ3)9 | 2.525 | 13.597 | 13.597 | 13.597 | 90 | 2514 | 4 | |
дигидрат диаквапентанитратоцерата диаммония | (NH4)2Ce (НЕТ3)5· 4 H2О | 2.128 | 11.09 | 8.936 | 17.96 | 101.77 | 1743[23][18] | 4 | |
дигидрат диаквапентанитратоцерата дирубидия | Руб.2Ce (НЕТ3)5· 4 H2О | 70° | 2.497 | 11.050 | 8.977 | 17.859 | 100.88[24] | ||
дигидрат диаквапентанитратоцерата диакезия? | CS2Ce (НЕТ3)5· 4 H2О | ||||||||
дигидрат диаквапентанитратоцерата диталлия? | Tl2Ce (НЕТ3)5· 4 H2О | 64.5° | 3.326 | ||||||
Бис {4 - [(4H-1,2,4-триазол-4-ил) иминометил] пиридиния} диаквапентанитратоцерат | (C8ЧАС8N5)2[Ce (НЕТ3)5(ЧАС2O)2] | 10.322 | 16.126 | 17.575 | 100.107 | 2883.2 | 4 | ||
1,10-фенантролин-H диаквапентанитратоцерат | HPhen2[Ce (НЕТ3)5(ЧАС2O)2] | 1.83 | 7.5534 | 8.083 | 25.8377 | 89,947 β = 89,937 γ = 86,981 | 1572.94 | 2[25] | |
Гидроксоний Нитрат Церия (III) Гидрат | Ce (НЕТ3)5(ЧАС3O)2·ЧАС2О | 21.36 | 7.899 | 15.133 | 91.02 | 8 |
Двухвалентные двойные нитраты
Цернистый нитрат магния - первый обнаруженный член двухвалентного ряда CeM (II) (NO3)5. Это очень низкий Капице сопротивление к жидкости 3Он. На момент открытия его стоимость составляла всего 1% от предыдущего рекорда. Низкое термическое сопротивление важно при температурах ниже 1K, потому что разница температур не так велика, чтобы вызвать большой поток тепла, а охлаждение может занять слишком много времени, если есть препятствия для теплопередачи.[26][27]
Другие двойные нитраты цери
Моногидрат азотнокислого натрия, Na2Ce (НЕТ3)5.H2O имеет плотность 2,641 г / см3. Это может быть получено путем кипячения стехиометрической смеси нитрата церия и нитрата натрия в азотной кислоте, а затем выпаривания при 40 ° C. Кристаллы представляют собой четкие стержневые моноклинные кристаллы с пространственной группой п2 / с. 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 Ce2Руб.3(НЕТ3)9 и Ce2K3(НЕТ3)9.[29] Калийная соль, Ce2K3(НЕТ3)9 может быть получен с использованием водного раствора нитрата калия и нитрата церия в молярном соотношении 3: 2, упариваемого при 40 ° C. Кристаллы бесцветные кубические из космической группы п4132. Его 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 под углом 90 ° друг к другу вдоль осей кристалла.[22]
Родственный ряд с отношением одновалентного иона к церию 1,5 включает 2Ce (NO3)3.3 (NH4)НЕТ3.12H2О[20]
Смешанный тройной нитрат цезия, церия и церия Cs2NaCe (НЕТ3)6 кристаллизуется в кубической системе. Размер элементарной ячейки составляет 1,1196 нм при объеме 1,4034 нм.3 и четыре молекулы на клетку.[30]
Цериевые двойные нитраты
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 [NH4].[10]
- Аммиачная селитра церия содержит ион икосаэдрической формы [Ce (НЕТ
3)
6]2−
который имеет церий в степени окисления +4.[31] Используется как реагент в оксидиметрия.[9] - Нитрат цериевого 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 этих двух форм. Обе эти формы имеют шесть нитратных групп, связанных через два атома кислорода каждая с церием. [Ce (НЕТ
3)
6]2−
. Вещество образуется путем растворения гидроксид церия в азотной кислоте с соответствующим стехиометрическим количеством азотнокислый калий. 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 габаритами a = 13,5737Å c = 6,6624Å при плотности 2,767 г / см3.[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 2,798 г / см.3 с ячейкой, содержащей две молекулы объемом 700,9 Å3 и размеры 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 Руб.
2[Ce (НЕТ
3)
6] красновато-желтый.[10] - Церий нитрат цезия CS
2[Ce (НЕТ
3)
6] очень нерастворим в азотной кислоте и имеет ярко-желтый цвет.[10] - В таллий двойная соль не может быть произведена, потому что ион церия окисляет таллий (I) до таллия (III).[10]
Двухвалентные металлы
- Нитрат цериевого магния Mg [Ce (НЕТ
3)
6.8H
2O][10] - Цериевый нитрат цинка Zn [Ce (NO
3)
6.8H
2O][10] - Нитрат цериевого никеля Ni [Ce (NO
3)
6.8H
2O][10] - Цериевый нитрат кобальта Co [Ce (NO
3)
6.8H
2O][10] - Нитрат цериевого марганца Mn [Ce (НЕТ
3)
6.8H
2O][10]
Другие соединения
- [Ce6О (ОН)8(НЕТ3)6(ЧАС2O)16]·(НЕТ3)2· 2H2O представляет собой гексаноядерный оксидо- и гидроксидный комплекс церия. Его можно обезвоживать с образованием [Ce6О (ОН)8(НЕТ3)8].[33]
Предлагаемое приложение
Нитрат церия и магния (также известный как нитрат церия и магния), парамагнитный соли, и это возможный хладагент для использования в магнитное охлаждение.[34]
Рекомендации
- ^ Garner, J.P .; P.S.J. Хеппелл (2005). «Нитрат церия в лечении ожогов». Ожоги. 31 (5): 539–547. Дои:10.1016 / j.burns.2005.01.014. ISSN 0305-4179. PMID 15955636.
- ^ Вассерманн, Д .; М. Шлоттерер, Ф. Лебретон, Дж. Леви, М.С. Гуэлфи (1989). «Использование местного применения сульфадиазина серебра плюс нитрат церия при сильных ожогах». Ожоги. 15 (4): 257–260. Дои:10.1016/0305-4179(89)90045-4. ISSN 0305-4179. PMID 2765148.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
- ^ Latimer, Wendell M .; Хильдебранд, Джоэл Х. (1951). Справочник по неорганической химии (3-е изд.). Нью-Йорк: Макмиллан. п. 581.
- ^ Грот, Пол (1908). Chemische Krystallographie. 2. Лейпциг В. Энгельманн. п.131.
- ^ а б Guillou, N .; Auffredic, J.P .; 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:1993ЖСЩ.106..295Г. Дои:10.1006 / jssc.1993.1289. ISSN 0022-4596.
- ^ а б c d е ж грамм 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. Дои:10.1107 / s0021889800000868. ISSN 0021-8898.
- ^ Старицкий, Евгений; Дональд I Влакер (29 августа 1952 г.). «Оптические свойства некоторых соединений урана, плутония и родственных элементов» (PDF). стр. 20–21. Получено 9 февраля 2014.
- ^ а б Wylie, A. W. (1951). «338. Экстракция нитрата церия растворителями». Журнал химического общества (возобновлено): 1474–1480. Дои:10.1039 / JR9510001474. ISSN 0368-1769.
- ^ а б Смит, Г. Фредерик; К. А. Гетц (1940). «Церат оксидиметрия». Аналитическое издание по промышленной и инженерной химии. 12 (6): 339–340. Дои:10.1021 / ac50146a012. ISSN 0096-4484.
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л Мейер, Ричард Джос; Ричард Джейкоби (1901). "Die Doppelnitrate des vierwertigen Ceriums und des Thoriums". Zeitschrift für Anorganische Chemie. 27 (1): 359–389. Дои:10.1002 / zaac.19010270131. HDL:2027 / uc1.b2651462. ISSN 0863-1778.
- ^ Guillou, N .; Auffrédic, J.P .; 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:1994ЖСЧ.112 ... 45Г. Дои:10.1006 / jssc.1994.1262. ISSN 0022-4596.
- ^ Сюэ, Дунфэн; Сиюань Чжан (1998). «Расчет нелинейностей K2Ce (NO3) 5 • 2H2O и K2La (NO3) 5 • 2H2O». Молекулярная физика. 93 (3): 411–415. Bibcode:1998МолФ..93..411Х. Дои:10.1080/002689798169096. ISSN 0026-8976.
- ^ Чт. Ланге, Л. (1861). "Ueber einige neue Cerverbindungen". Journal für Praktische Chemie. 82 (1): 129–147. Дои:10.1002 / prac.18610820119. ISSN 0021-8383.
- ^ Фок, А. (1894). "Krystallographisch - chemische Untersuchungen". Zeitschrift für Kristallographie. 22 (1–6): 29–42. Дои:10.1524 / zkri.1894.22.1.29. S2CID 101725643.
- ^ Грот, Пауль (1908). Chemische Krystallographie. 2. Лейпциг В. Энгельманн.
- ^ а б 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. Дои:10.1002 / zaac.19110690117. ISSN 0863-1778.
- ^ Ebbers, C.A .; Л.Д. ДеЛоак, 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. Дои:10.1109/3.199304. ISSN 0018-9197.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
- ^ а б Наджафпур, Махди; Пшемыслав Старынович (2006). «Дигидрат диаквапентанитратоцерата (III) диаммония». Acta Crystallographica Раздел E. 62 (7): i145 – i146. Дои:10.1107 / S1600536806006593. ISSN 1600-5368.
- ^ 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. Получено 8 февраля 2014.
- ^ а б c «Нитрат цернистый, Ce (NO3) 3». 2012. Получено 8 февраля 2014.
- ^ Сунь, Цяочжэнь; 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. Дои:10.1107 / S1600536808043109. ISSN 1600-5368. ЧВК 2968024. PMID 21581488.
- ^ а б c d Guillou, N .; Auffrédic, J.P .; Луер, Д. (1995). «Нитрат церозного калия, K3Ce2 (NO3) 9». Acta Crystallographica Раздел C. 51 (6): 1032–1034. Дои:10.1107 / S0108270194014939. ISSN 0108-2701.
- ^ «Кристаллическая структура дигидрата диаквапентанитратоцерата (III) диаммония». crystallography-online.com.
- ^ Одебранд, Н. (1996). «Температурно-зависимая дифракция рентгеновских лучей и кристаллическая структура CeRb2 (NO3) 5 · 4H2O». Ионика твердого тела. 84 (3–4): 323–333. Дои:10.1016/0167-2738(96)00082-3. ISSN 0167-2738.
- ^ 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). Дои:10.3969 / fj.issn.0254-5861.2004.08.006 (неактивно 04.09.2020).CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2020 г. (связь)
- ^ Bertinat, M.P .; Д. Ф. Брюэр; Дж. П. Харрисон (1970). «Площадь поверхности порошкообразного нитрата церия магния». Журнал физики низких температур. 2 (1): 157–160. Bibcode:1970JLTP .... 2..157B. Дои:10.1007 / BF00628109. ISSN 0022-2291. S2CID 98479942.
- ^ 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 физическими проверками. 16 (7): 273–275. Bibcode:1966ПхРвЛ..16..273А. Дои:10.1103 / PhysRevLett.16.273. ISSN 0031-9007.
- ^ Одебранд, Натали; Луер, Даниэль (2000). «Моногидрат цернистого нитрата натрия, Na2Ce (NO3) 5 · H2O». Acta Crystallographica Раздел C. 56 (8): 913–915. Дои:10.1107 / S0108270100006211. ISSN 0108-2701. PMID 10944270.
- ^ Guillou, N .; Auffrédic, J.P .; Луер, Д. (1996). «Термическое поведение и кристаллическая структура цериевых и цериновых нитратов рубидия». Журнал химии твердого тела. 122 (1): 59–67. Bibcode:1996ЖСЩ.122 ... 59Г. Дои:10.1006 / jssc.1996.0082. ISSN 0022-4596.
- ^ Roser, M .; Л. Корруччини (1990). «Магнитная восприимчивость редкоземельных ионов в необычной тетраэдрической позиции». Физический обзор B. 41 (4): 2359–2368. Bibcode:1990ПхРвБ..41.2359Р. Дои:10.1103 / PhysRevB.41.2359. ISSN 0163-1829. PMID 9993972.
- ^ Томас А. Бейнеке; Х. Дельгаудио (1968). «Кристаллическая структура нитрата аммония церия». Неорг. Chem. 7 (4): 715–721. Дои:10.1021 / ic50062a020.
- ^ Guillou, N .; Louër, M .; Auffrédic, J.P .; Луер, Д. (1995). «Две полиморфные формы нитрата цериевого калия, K2Ce (NO3) 6». Acta Crystallographica Раздел C. 51 (6): 1029–1032. Дои:10.1107 / S0108270194014927. ISSN 0108-2701.
- ^ 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. Дои:10.1002 / ejic.200900283. ISSN 1434-1948.
- ^ Власов, А; Guillemette, J; Gervais, 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 ...