Нитрат бария способы получения

Нитрат бария: способы получения и химические свойства

Нитрат бария Ba(NO₃)₂ — соль металла бария и азотной кислоты. Белый, при нагревании плавится и разлагается. Хорошо растворяется в воде (гидролиза нет). Вступает в реакции обмена.

Относительная молекулярная масса M_r = 261,34; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 3,23; t_пл = 594º C (разлагается).

Способ получения

1. Нитрат бария можно путем взаимодействия бария и разбавленной азотной кислоты, образуется нитрат бария, оксид азота (I) и вода:

если барий будет взаимодействовать с очень разбавленной азотной кислотой , то образуются нитрат бария, нитрат аммония и вода:

2. В результате взаимодействия сульфида бария и концентрированной азотной кислоты образуется нитрат бария, сера, оксид азота (IV) и вода:

Качественная реакция

Качественная реакция на нитрат бария — взаимодействие с медью при нагревании в присутствии концентрированной кислоты:

1. При взаимодействии с серной кислотой и медью, нитрат бария образует сульфат бария, нитрат меди, бурый газ оксид азота и воду:

Химические свойства

1. Hитрат бария разлагается при температуре 594 — 620º С с образованием нитрита бария и кислорода:

а если температуре поднимется до 620 — 670 о С, то на выходе реакции будут образовываться оксид бария, оксид азота (IV) и кислород:

2. Нитрат бария реагирует с простыми веществами :

2.1. Нитрат бария вступает в реакцию с атомным водородом (цинком и в присутствии соляной кислоты). В результате реакции образуется нитрат бария, хлорид цинка и вода :

3. Возможны реакции между нитратом бария и сложными веществами :

3.1. Нитрат бария вступает в реакцию с кислотами :

В результате реакции между нитратом бария и разбавленной серной кислотой образуется сульфат бария и азотная кислота:

3.2. Нитрат бария вступает в реакцию с солями :

Нитрат бария вступает в взаимодействие с гидрофосфатом натрия при кипении. В результате реакции образуется фосфат бария, нитрат натрия и азотная кислота:

Источник

Нитрат бария ГОСТ 3777-76

4,95 г/100 мл (при 0 °C) 10,5 г/100 мл (при +25 °C)

34,4 (при 100 °C)

Нитрат бария
Систематическое наименование	Нитрат бария
Хим. формула	Ba(NO3)2
Состояние	кристаллическое
Молярная масса	261,337 г/моль
Плотность	3,24 г/см³
Т. плав.	595 °C
Мол. теплоёмк.	151,6 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования	−978,6 кДж/моль
Растворимость в воде
Растворимость в	спирте: нерастворим
ГОСТ	ГОСТ 3777-76 ГОСТ 1713-79
Рег. номер CAS	10022-31-8
PubChem	24798
Рег. номер EINECS	233-020-5
SMILES
RTECS	CQ9625000
ChemSpider	23184
ЛД50	(перорально, крысы) 355 мг/кг
Токсичность	среднетоксичен
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Нитрат бария (азотнокислый барий, бариевая селитра) — бариевая соль азотной кислоты. Химическая формула — Ba(NO₃)₂.

Содержание

• 1 Распространение в природе
• 2 Физико-химические свойства
  • 2.1 Термодинамические параметры
  • 2.2 Растворимость
• 3 Методы получения
• 4 Химические свойства
• 5 Применение
• 6 Токсичность

Распространение в природе

Нитрат бария встречается в природе в виде минерала нитробарита.

Физико-химические свойства

Нитрат бария представляет собой бесцветные кристаллы с кубической решеткой.

Термодинамические параметры

• Энтропия образования (298К): 96,4 Дж/(моль·К)
• Энтальпия плавления: 53,1 кДж/моль

Растворимость

• В воде
  • растворим (9,2 г/100 мл при +20 °C; 34,2 г/100 мл при +100 °C);
  • не растворим в спирте и концентрированной азотной кислоте.

Методы получения

• В лаборатории методом получения нитрата бария является взаимодействие гидроксида бария с азотной кислотой:

Ba(OH)₂ + 2HNO₃ ⟶ Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

• В промышленности обычно используют для этих целей BaCO₃:

BaCO₃ + 2HNO₃ ⟶ Ba(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑

Химические свойства

• В водном растворе подвергается диссоциации:

Ba(NO₃)₂ ↔ Ba 2+ + 2NO₃−

• При температуре выше 595 °C разлагается до нитрита:

Ba(NO₃)₂ ⟶ Ba(NO₂)₂ + O₂↑

При температуре свыше 670 °C разлагается до оксида бария.

Источник

Основные свойства и применение бариевой селитры (нитрата бария)

Современная химическая промышленность не стоит на месте. Поэтому различные реагенты применяют для получения всевозможных веществ. Одним из таких особенных соединений можно считать бариевую соль азотной кислоты. Также ее второе название — это нитрат бария или бариевая селитра.

Данное химическое вещество можно найти в природной среде только в составе нитробарита. Нитробарит – это редкий минерал, который впервые был обнаружен в Чили. Он относится к классу нитратов, практически бесцветен. Поэтому нитрат бария Ba(NO3)2. является его основой. Массовая доля бария в бариевой селитре составляет 0,5.

Она имеет кристаллическую структуру с кубической решеткой, хорошо растворяются в водной среде. Нитрат бария практически не подвергается растворению в спиртовых растворах и в азотной кислоте. Чтобы получить это вещество в стенах лабораторий, химики соединяют азотную кислоту с гидроксидом бария.

Для серийного производства используют карбонат бария, который тоже подвергается воздействию азотной кислоты. На мировом рынке нитрат бария маркируется как Barium nitrate.

Физические и химические свойства

Молярная масса нитрата бария равняется 261.337 г/моль, плотность этого химического препарата составляет 3,24 г/см³. Он начинает плавиться при +595 °C. Стоит отметить, что данное вещество способно легко растворяться в воде.

Чем выше температура воды, тем быстрее и лучше растворяется соль азотной кислоты. Когда температура воды равна 0 °C, то растворимость этого вещества составляет 4.95 г/100 мл, при 25°C растворится 10,5г нитрата бария в 100 мл воды. В кипящей водной среде растворяемость составляет 34,4 г/100 мл.

Производство бариевой селитры

1. Первый способ основан на реакции с натриевой селитрой и хлоридом бария.

BaCO3(изб) + 2HNO3(разб) = Ba(NO3)2 + CO2^ + H2O

После реакции горячий раствор нитрата бария остужают, фильтруют и высушивают. Отфильтрованный материал окисляют азотной кислотой. После этого опять проходит процесс фильтрации и сушки.

2. Второй способ основан на применении сульфата бария. Получение азотнокислого бария в этом случае основывается на проведении двух реакций:

BaSO4 + 4C = BaS + 4CO
BaS + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + H2S

3. В лабораторных условиях безводную бариевую селитру получают с помощью удаления молекул воды. Раствор подвергают упариванию, потом его сушат, и получают готовый сухой продукт.

Основные химические реакции

• Реакция нитрата бария с серной кислотой. Сульфат бария выпадает в качестве осадка и образуется раствор азотной кислоты.

• Взаимодействие нитрата бария с сульфатом калия образует появление нитрата калия и сульфата бария, который выпадает в осадок.

• Соли азотной кислоты могут вступать в реакцию с сульфатом бария.

• Многоуровневая реакция, в которой берут участие барий — гидроксид бария-нитрат бария-сульфат бария Ba(NO3)2+H2SO4=2HNO3+BaSO4

• Реакция с соляной кислотой и нитратом бария невозможна.

Применение

Пероксид бария можно назвать «продуктом деятельности» бариевой селитры. Этот химический препарат берет активное участие в производстве и отбеливании бумаги и тканей, входит в состав некоторой пиротехники.

Его специально вводят в состав керамической глазури. Он способствует быстрому сцеплению всех компонентов. Он также помогает глазури прочнее закрепиться на поверхности основного материала изготавливаемого продукта.

Отдельного внимания требует к себе нитрат бария в сфере пиротехники. Его используют для зеленых фейерверков. Но стоит помнить, что это вещество имеет небольшую гигроскопичность, поэтому хранить его необходимо в сухих и в вентилируемых помещениях. Бариевая соль азотной кислоты считается одним из самых востребованных веществ для некоторых видов взрывчатки. В химических лабораториях этот реагент вводят в растворы для разложения солей.

Но прежде чем начинать работы с таким реактивом, необходимо знать, что это вещество относиться к 2 классу опасности для человека. Допустимая концентрация этого вещества в воздухе на производстве не должна превышать 0,5 мг/м. куб.

В процессе хранения азотнокислый барий должен храниться отдельно от других препаратов, так как он способен легко воспламениться. Если произошло воспламенение этого вещества, то его нужно тушить с помощью большого количества воды. Срок годности составляет 36 месяцев.

На таре с бариевой селитрой в обязательном порядке должно быть нанесено соответствующее маркирование: знак опасности, класс и подклассопасности, классификационный шифр, серийный номер ООН. Техническая аппаратура или тара с азотнокислым барием должны быть герметичными и безопасными.

Бариевая селитра должна производиться в соответствии с нормативным документом ГОСТ 3777-76 «Реактивы. Барий азотнокислый. Технические условия». На мешках должна быть указана группа фасовки, вид и тип тары.

Производители и рыночная стоимость

Средняя цена на азотнокислый барий составляет 70-80 рублей за 1 кг. Фасуют это химическое вещество в мешки – 10 кг, 25 кг,50 кг, а также в биг-беги по 1000 кг. Транспортируется автомобильным и железнодорожным крытым транспортом.

Китай является основной страной-производителем этого вещества. Страна импортирует свою продукцию в страны Европы, Запада, Азии и т.д. В Российской Федерации основными производителями этого материала являются компании:

• • ООО ВитаХим,
• • ООО ОдиХим,
• • ООО ВитаРеактив,
• • ООО АМХ Лайн.

Источник

Синтез нитрата бария, его физические и химические свойства

Строение молекулы нитрата бария, тип связи в ней, основные физические и химические свойства данного соединения, его качественные реакции. Способы получения в промышленных масштабах, сферы практического применения. Качественный анализ нитрата бария.

Рубрика	Химия
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	13.12.2012
Размер файла	38,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Синтез нитрата бария, его физические и химические свойства

Широкое применение получили соли неорганических нитратов в различных отраслях науки и техники, в частности, как компоненты твердого топлива и пиротехнических смесей. А именно нитрат бария является важнейшим компонентом сигнальных, термитных и других композиционных смесей. Для ряда различных лазеров квантовая эффективность на основе кристалла Ba(NO₃)₂ может достигать 80%. Что позволяет применять кристаллы Ba(NO₃)₂ при изготовлении рамановских лазеров.

Нитрат бария мало распространён в природе и встречается в виде минерала баритовая селитра (нитробарит).

Основной целью моей курсовой работы явилось исследование физических и химических свойств кристаллического нитрата бария.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

Ш синтезировать нитрат бария;

Ш изучить физические свойства;

Ш исследовать химические свойства;

Ш сделать вывод по данной работе.

1. Строение молекулы нитрата бария

Связь в молекуле нитрата бария осуществляется по ионному механизму (диполь-дипольное взаимодействие). Молекула является полярной (µ — 0,254•10 3 ), диамагнитной, по структуре представляет собой кубическую решётку (d_связи= 0,813 нм).

Оптические свойства нитрата бария: Исследования зонной структуры кристаллов нитрата бария носят отрывочный характер. В настоящее время не опубликовано ни экспериментальных, ни расчетных данных о структуре валентной зоны. Отсутствуют также и данные по фотопроводимости и оптическим переходам в области вакуумного ультрафиолета. Поэтому рассмотрим оптические свойства для нитратов щелочных металлов.

Наличие ионной связи между катионом и анионом и ковалентных связей внутри аниона в нитратах щелочных и щелочноземельных металлов позволяет отнести их к классу ионно-молекулярных кристаллов.

Кристаллы нитрата бария прозрачны в видимой и инфракрасной областях спектра в диапазоне от 350 до 1800 нм (рис. 1.2).

В промышленности наиболее часто применяются следующие способы производства нитрата бария: 1) из натриевой селитры и хлорида бария; 2) из хлорида бария и нитрата натрия; 3) из сульфида бария и азотной кислоты; 4) обменной реакцией между гидроксидом бария и азотной кислотой.

1) Получение нитрата бария этим способом проводят в два этапа:

Для получения карбоната бария горячие растворы хлорида бария и карбоната натрия смешивают в стехиометрических количествах. Выпадающий мелкий осадок BaCO₃v отделяют от раствора хлорида натрия, промывают тёплой водой до полного удаления примесей хлоридов, фильтруют и в виде пасты направляют для производства Ba(NO₃)₂:

Полученный раствор Ba(NO₃)₂ нагревают, фильтруют, фильтрат подкисляют азотной кислотой до слабо кислой реакции среды, выпаривают и подвергают кристаллизации. Затем слегка промывают водой и высушивают.

Рассмотрим другие способы получения:

Это основной способ получения нитрата бария.

В лаборатории безводный нитрат бария легко можно получить, удаляя воду из кристаллогидрата путём упаривания раствора на водяной бане и последующей сушки в эксикаторе над слоем хлорида кальция.

В обычных условиях нитрат бария — белое порошкообразное вещество (пл. 3,24 г./смі), плавящийся при 595°С. Нитрат бария несколько гигроскопичен, поэтому его следует хранить в хорошо закрытых склянках. Его молекула имеет молярную теплоёмкость 151,6 кДж/(моль*К), со стандартной энтальпией образования -978,6 кДж/моль. Растворимость в воде кристаллического нитрата бария показана в таблице 1. В присутствии Ca(NO₃)₂ и СаСl₂ растворимость нитрата бария в воде сильно снижается. В спирте и концентрированной азотной кислоте нитрат бария практически не растворяется.

Растворимость нитрата бария в воде

Нитрат бария разлагается при температуре 595°С до Ba(NO₂)₂, а при температуре в 670°С разлагается до BaO. Сам нитрат бария токсичен; ПДК = 0,5 мг/мі.

В водном растворе подвергается диссоциации:

При температуре выше 595°С разлагается до нитрита:

Нитрат бария проявляет некоторую склонность к комплексообразованию, для которого известен нестойкий комплекс K₂[Ba(NO₃)₄].

2) Ba(NO₃)₂ + 2K₂CrO₄ = BaCrO₄v + 2KNO₃ — в результате этой реакции образуется осадок желтого цвета.

3) Дифениламин (C₆H₅)₂NH с анионом NO₃ — образует интенсивное окрашивание (реакцию проводят в присутствии серной кислоты).

Другие реакции с участием нитрата бария:

4. Получение и качественный анализ нитрата бария

нитрат химический барий соединение

Нитрат бария Ba(NO₃)₂ получали действием разбавленной азотной кислоты на чистый препарат BaCO_3. Для этого присыпали исходную соль небольшими порциями к кислоте до тех пор, пока она не перестала растворятся. Полученный раствор отфильтровали и, слегка подкислив, осторожно упаривали при температуре не выше 40°С до начала кристаллизации. Выпавшие при охлаждении бесцветные кристаллы нитрата бария отделяли, отжимали между листами фильтровальной бумаги и сушили непродолжительное время в эксикаторе над слоем хлорида кальция.

Соль гигроскопична и во влажном воздухе постепенно расплывается. При 100°С соль начинает терять кристаллизационную воду и при 130°С обезвоживается. Выпаривание раствора для кристаллизации проводят на водяной бане.

1) Получение нитрата бария в соответствии с ранее приведённой методикой:

Расчёт выхода нитрата бария:

b) n(BaCO₃) = 20/197=0,1 моль;

e) ц = m_практ./m_{теоретич.} *100% = 24,65/26,1 *100% = 94,4%

2) Провели качественную реакцию на ионы Ba 2+ , добавив серную кислоту:

В результате реакции выпадает белый творожистый осадок BaSO₄v. Следовательно, в растворе присутствуют ионы Ba 2+ .

3) Провели качественную реакцию на нитрат ион NO₃ 2- , добавив к раствору нитрата бария, слегка подкисленный серной кислотой, дифениламин — раствор приобрел ярко-синее окрашивание.

4) При горении нитрат бария окрасил пламя в зелёный цвет.

5. Применение нитрата бария

Нитрат бария широко применяется в пиротехнике при приготовлении зелёных фейерверков, бенгальских огней, в производстве некоторых взрывчатых соединений, компонент эмалей и глазурей, а также для получения ВаО и Ва₂O₂.

В лаборатории Ba(NO₃)₂ применяют вместо хлорида бария для осаждения солей серной кислоты в тех случаях, когда в раствор не хотят вводить ион Cl — Нитрат бария служит также для получения обменным разложением других солей.

В результате выполненной работы были изучены физико-химические свойства нитрата бария, а также его практическое применение. Нельзя забывать, что данное вещество является токсичным и необходимо соблюдать технику безопасности при проведении экспериментов с его участием. Несмотря на то, что свойства нитрата бария находится на стадии изучения, он находит большое практическое применение во многих отраслях, в частности как компонент твердого топлива и пиротехнических смесей, также является основной составляющей рамановских лазеров. Поэтому я считаю, что его изучение является важной и актуальной проблемой современной неорганической химии.

нитрат химический барий соединение

1. Джоли У. Синтезы неорганических соединений. Т.1. М.: МИР, 1966. 276 с.

2. Кнунянц И.Л. Химический энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1983. 792 с.

3. Нелюбина Н.В. Фотолиз нитрата бария: Дис. канд. хим. наук: 02.00.09. Кемерово: РГБ, 2006. 115 с. (Из фондов Российской Государственной Библиотеки)

4. Минович М.А. Соли азотной кислоты (нитраты): М, 1946. 190 с.

5. Ключников Н.Г. Руководство по неорганическому синтезу. М: изд-во «Химия», 1968 г.

6. Некрасов Б.В. Основы общей химии. Том 2. М: изд-во «Химия», 1973. 688 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Строение пероксида бария, основные физические и химические свойства данного соединения. Идентификация продукта с помощью физических и химических методов. Способы получения продукта, применение. Виды воздействий диоксида бария и оказание первой помощи.

реферат [48,6 K], добавлен 13.12.2012

Синтезирование нитрата 1-окси-3-адамантановой кислоты, её свойства. Строение молекулы адамантана. Физические и химические свойства адамантана, определяемые его структурными особенностями. Температура плавления адмантана. Стойкость к агрессивным сферам.

курсовая работа [732,2 K], добавлен 16.10.2008

Металлический барий и его распространенность в природе. Получение металлического бария. Электролиз хлорида бария. Термическое разложение гидрида. Химические и физические свойства. Применение. Соединения (общие свойства). Неорганические соединения.

автореферат [21,0 K], добавлен 27.09.2008

Некоторые свойства бария. Химические свойства. История бария. Алхимические страсти, разжигаемые идеей получения золота. Болонский камень, солнечный камень. Металлический барий — мягкий белый металл. Широкое поле деятельности соединений бария.

реферат [20,2 K], добавлен 09.03.2007

Характеристика магния: химические свойства, изотопы в природе. Соли магния: бромид, гидроксид, иодид, сульфид, хлорид, цитрат, английская соль; их получение и применение. Синтез нитрата магния по реакции концентрированной азотной кислоты с оксидом магния.

курсовая работа [74,6 K], добавлен 29.05.2016

Источник