Нитрат висмута

Нитрат висмута
Общие
Систематическое наименование	Нитрат висмута
Традиционные названия	Азотнокислый висмут
Хим. формула	Bi(NO3)3
Физические свойства
Молярная масса	394,99 г/моль
Плотность	гидр. 2,83 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	гидр. 75 °C
Классификация
Рег. номер CAS	10361-44-1 гидр. 10035-06-0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Нитрат висмута — неорганическое соединение, соль металла висмута и азотной кислоты с формулой Bi(NO₃)₃, бесцветные кристаллы, гидролизуются водой, образует кристаллогидрат.

Получение

• Растворение висмута, оксида висмута, гидроксида висмута или основного карбоната висмута в разбавленной азотной кислоте:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{(}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• Безводную соль можно получить реакций висмута и оксида азота:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{70-110^{o}C}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }$

• или обменной реакцией в ацетоне:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{C}\mathsf{l}$

Физические свойства

Нитрат висмута образует бесцветные кристаллы, гидролизуются водой, устойчив в подкисленных растворах.

Образует кристаллогидрат состава Bi(NO₃)₃•5H₂O, который плавится при 75°С в собственной кристаллизационной воде. Кристаллогидрат имеет строение [Bi(H₂O)₃(NO₃)₃]•2H₂O.

Химические свойства

• Безводная соль разлагается при нагревании:

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{200^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

$\mathsf{4}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\stackrel{700^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Кристаллогидрат при хранении на воздухе медленно разлагается:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\cdot }\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• При нагревании кристаллогидрат гидролизуется собственной водой:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\cdot }\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{80-110^{o}C}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\cdot }\mathsf{5}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{150^{o}C,vacuum}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• В разбавленных водных растворах при кипячении подвергается полному гидролизу:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{100^{o}C}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{)}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Реагирует с концентрированной холодной соляной кислотой:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{0^{o}C}{\to }\mathsf{H}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Реагирует с щелочами:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Под действием окислителей образуются висмутаты:

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{600^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

• В кислой среде с фторидами вступает в обменные реакции:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{F}\stackrel{H^{+}}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

• Вступает в другие обменные реакции:

$\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{)}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{i}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{B}{\mathsf{i}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

Применение

• В фармакологии при болезнях желудочно-кишечного тракта, при кожных заболеваниях, как антисептический препарат.
• Вводится в состав отбеливающих кремов, кремов от веснушек, в краски для волос.
• Пигмент — жемчужные или испанские белила.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.