1.Теоритическая часть.
1.1 Физические и химические свойства, применение кристаллогидрата нитрата висмута (III)
Кристаллогидраты — кристаллы, содержащие молекулы воды и образующиеся, если в кристаллической решётке катионы образуют более прочную связь с молекулами воды, чем связь между катионами и анионами в кристалле безводной соли. При низких температурах вода в кристаллогидратах может быть связана как с катионами, так и с анионами солей. Многие соли, а также кислоты и основания выпадают из водных растворов в виде кристаллогидратов. Типичными кристаллогидратами являются многие природные минералы, например гипс CaSO4• 2H2O, карналлит MgCl2·KCl·6H2O. Кристаллизационная вода обычно может быть удалена нагреванием[1], при этом разложение кристаллогидрата часто идёт ступенчато. Так, медный купорос CuSO4·5 H2O (синий) выше 105 °C переходит в тригидрат CuSO4·3H2O (голубой), при 150 °C в моногидрат CuSO4·H2O (белый); полное обезвоживание происходит выше 250 °C. Однако некоторые соединения (например, BeC2O4·H2O) устойчивы только в форме кристаллогидрата и не могут быть обезвожены без разложения. Другие примеры: железный купорос FeSO4·7H2O, кристаллическая сода Na2CO3·10H2O.
Нитрат висмута (III)образует бесцветные кристаллы, гидролизующиеся водой, устойчивые в подкисленных растворах. Молярная масса 394,99г/моль. Плотность 2,83г/см3. Кристаллогидрат состава Bi(NO3)3 •5H2O, который плавится при 75°С в собственной кристаллизационной воде. Кристаллогидрат имеет строение [Bi(H2O)3(NO3)3]•2H2O.
Безводная соль разлагается при нагревании:
2Bi(NO3)3→2 Bi(NO3)3 +4NO2+O2
4Bi(NO3)3 →2BI2O3+12NO2+3O2
Кристаллогидрат при хранении на воздухе медленно разлагается:
Bi(NO3)3 •5H2O→2Bi(OH)(NO3)2+HNO3+4H2O
При нагревании кристаллогидрат гидролизуется собственной водой:
Bi(NO3)3 • 5 H2O −150C,vacuum→2BiO(NO3)+4NO2+O2
В разбавленных водных растворах при кипячении подвергается полному гидролизу:
Bi(NO3)3 • 2 H2O −100C →2BiO(OH)2 (NO3)↓ + 2HNO3
Реагирует с концентрированной холодной соляной кислотой:
Bi(NO3)3 + 4 HCL−0C→ H[BiCL4] + 3HNO3
Реагирует с щелочами:
Bi(NO3)3 + 3NaOH → Bi(OH)3↓ + 3NaNO3
Под действием окислителей образуются висмутаты:
2Bi(NO3)3 + 2Na2O2 + 4NaOH−600C→ 2NaBiO3 + 6NaNO2 + 3O2 + 2H2O
В кислой среде с фторидами вступает в обменные реакции:
Bi(NO3)3 + 3KF –H+→BiF3↓ + 3KNO3
Вступает в другие обменные реакции:
Bi(NO3)3 + NaCL + H2O→Bi(O)CL↓+3NaNO3 + 2HNO2
2Bi(NO3)3 + 3H2S→Bi2S3↓+ 6HNO3
2Bi(NO3)3 + 3Na2CO3 +2H2O→Bi2(OH)4CO3↓ + 2CO2↑+6NaNO3
В фармакологии нитрат висмута используется при болезнях желудочно-кишечного тракта, при кожных заболеваниях, как антисептический препарат, вводится в состав отбеливающих кремов, кремов от веснушек, в краски для волос.
2.Экспериментальная часть.
2.1 Исходные вещества и оборудование
Реактивы: металлический висмут, азотная кислота (p=1,4г/мл; w=67%).
Посуда и оборудование: фарфоровая чашка, стекло, фильтр, колба.