Ossinitrato di bismuto

Ossinitrato di bismuto
Caratteristiche generali
Numero CAS	10361-46-3
Indicazioni di sicurezza
	Modifica dati su Wikidata · Manuale

Bismuto ossinitrato è il nome usato per un largo numero di composti contenenti gli ioni Bi³⁺, nitrato e ossido di bismuto che possono essere considerati come composti da Bi₂O₃, N₂O₅ e H₂O. Altri nomi con cui è conosciuto sono subnitrato di bismuto, nitrato basico di bismuto e nitrato di bismutile. In vecchi testi di chimica i diversi composti sono tutti identificati con la formula BiONO₃. Il Bismuto ossinitrato era anche conosciuto come magistero di bismuto, ed è stato usato come pigmento, mentre trova ancora impiego talvolta in cosmetica, in farmacia e come blando disinfettante per uso interno ed esterno.^[1]^[2]

Commercialmente è venduto come Bi₅O(OH)₉(NO₃)₄ (CAS 1304-85-4) o come BiONO₃·H₂O (CAS 13595-83-0). Alcuni composti sono stati completamente caratterizzati con studi in cristallo singolo ed è stato dimostrato contengano lo ione [Bi₆O_x(OH)_8-x]^(10-x)+ di forma cristallina ottaedrica. Esiste la prova indiretta che il catione ottaedrico Bi₆O₄(OH)₄⁶⁺^[2] o il catione ottaedrico Bi₆(OH)₁₂⁶⁺^[3] siano presenti in soluzioni acquose a seguito della polimerizzazione di Bi(H₂O)₈³⁺, e che lo ione Bi³⁺sia presente in soluzioni acide.^[4] Lo ione Bi₆O₄(OH)₄⁶⁺ è stato trovato nel composto Bi₆O₄(OH)₄ClO₄·7H₂O^[5] ed è isoelettronico con il cluster Sn₆O₄(OH)₄ che si trova nell'idrato dell'ossido di Stagno(II), 3SnO·H₂O.^[3]

Altri composti che contengono lo ione sono:

Bi₆O₄(HO)₄(NO₃)₆·H₂O^[6]^[7] (equivalente al BiONO₃·0.5 H₂O; Bi₂O₃.N₂O₅.H₂O )

Bi₆O₄(OH)₄(NO₃)₆.4H₂O^[8](equivalente al BiONO₃·H₂O; Bi₂O₃.N₂O₅.6H₂O )

[Bi₆O_4.5(OH)_3.5]₂(NO₃)₁₁ che contiene due diversi cationi, [Bi₆O₄(OH)₄]⁶⁺ e [Bi₆O₅(OH)₃]⁵⁺^[9]

Il composto Bi₆O₅(OH)₃(NO₃)₅.3H₂O (equivalente a 6Bi₂O₃.5N₂O₅.9H₂O) contiene anch'esso le unità ottaedriche ma questa volta si uniscono per formare {[Bi₆O₅(OH)₃]⁵⁺}₂.^[10]

Inoltre alcuni ossinitrati possiedono strutture a strati sovrapposti (caratteristica presente anche negli ossialogenuri del bismuto(III):

Bi₂O₂(OH)NO₃ (equivalente al BiONO₃·0.5 H₂O) presenta strati di "[Bi₂O₂]²⁺^[11]

Bi₅O₇NO₃ il quale è isostrutturale con β–Bi₅O₇I^[12]

Struttura a cluster dei cationi

[modifica | modifica wikitesto]

Lo ione esacoordinato dispone di 6 ioni Bi³⁺ agli angoli di un ottaedro. Non vi è alcun legame covalente tra atomi di Bi, e sono tenuti in posizione in modo da fare da ponte tra anioni O^2- e OH^-, uno al centro di ciascuna delle otto facce triangolari, pontando tre ioni Bi. Gli ioni Bi sono essenzialmente tetracoordinati e sono al vertice di una piramide quadrata piatta. Uno studio teorico "ab initio" del meccanismo di idratazione di Bi³⁺ e della sua struttura porta alla conclusione che i lone pair sugli ioni Bi³⁺ sono stereochimicamente attivi.^[13]

Preparazione degli ossinitrati di bismuto

[modifica | modifica wikitesto]

Gli ossinitrati di bismuto possono essere preparati dal nitrato di bismuto (III). Per esempio si può effettuare tramite idrolisi di una soluzione di nitrato di bismuto attraverso l'aggiunta di basi o per reazione del pentaidrato, BiNO₃ · 5H₂O, con KOH, o per decomposizione termica controllata del pentaidrato.

La decomposizione termica di nitrati di bismuto pentaidrato procede attraverso le seguenti fasi:^[14]

Ad un pH minore di 1, Bi₆O₄(OH)₄(NO₃)₆ ^. 4H₂O (BiNO₃ ^. H₂O) è il primo prodotto solido, che durante il riscaldamento va a dare Bi₆H₂O(NO₃)O₄(OH)₄ (BiNO₃ ^. 0.5 H₂O).

Tra valori di pH cpmpresi tra 1,2 e 1,8, si verifica un'ulteriore idrolisi ed è formato Bi₆O₅(OH)₃(NO₃)₅ ^. 3H₂O.

Il prodotto finale di disidratazione termica è ritenuto essere Bi₅O₇NO₃,^[15] che è isostrutturale con il β-Bi₅O₇I e ha una struttura a strati. La fase finale della decomposizione termica degli ossinitrati è l'ossido di bismuto (III), Bi₂O₃.

Note

[modifica | modifica wikitesto]

^ Sadler, Peter J (1991), "Chapter 1", In Skyes, A.G. Advances in inorgnaic chemistry, vol.36, Academic press
^ ^a ^b Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, p. 771, ISBN 0-12-352651-5
^ ^a ^b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements, p.771, ISBN 0-12-352651-5
^ Ingmar Persson, Hydrated metal ions in aqueous solution: How regular are their structures? (XML), in Pure and Applied Chemistry, vol. 82, n. 10, 6 agosto 2010, DOI:10.1351/pac-con-09-10-22. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ Godfrey, S.M.; et al. (1998).
^ (EN) F. Lazarini, Bismuth basic nitrate [Bi6(H2O)(NO3)O4(OH)4](NO3)5, in Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry, vol. 35, n. 2, 15 febbraio 1979, pp. 448–450, DOI:10.1107/s0567740879003745. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ Bengt Sundvall, Arnljot Elgsaeter e Gunnhild Oftedal, Crystal and Molecular Structure of Tetraoxotetrahydroxobismuth(III) Nitrate Monohydrate, Bi6O4(HO)4(NO3)6.H2O., in Acta Chemica Scandinavica, 33a, pp. 219–224, DOI:10.3891/acta.chem.scand.33a-0219. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ Lazarini, F. "Tetra-µ 3-hydroxo-tetra-µ 3-oxo-hexabismuth (III) nitrate tetrahydrate,[Bi 6 O 4 (OH) 4](NO 3) 6• 4H 2 O." Cryst.
^ (EN) Axel Nørlund Christensen e Bente Lebech, Investigation of the crystal structure of a basic bismuth(iii) nitrate with the composition [Bi6O4(OH)4]0.54(1)[Bi6O5(OH)3]0.46(1)(NO3)5.54(1), in Dalton Trans., vol. 41, n. 7, 24 gennaio 2012, pp. 1971–1980, DOI:10.1039/c1dt11646k. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ (EN) F. Lazarini, The crystal structure of a bismuth basic nitrate, [Bi6O5(OH)3](NO3)5.3H2O, in Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry, vol. 34, n. 11, 15 novembre 1978, pp. 3169–3173, DOI:10.1107/s0567740878010419. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ Henry, Natacha, et al. "[Bi₂O₂]²⁺ layers in Bi₂O₂ (OH)(NO₃): synthesis and structure determination." Zeitschrift fur Naturforschung. B, A journal of chemical science 60.3 (2005): 322-327
^ Kodama, Hiroshi (1994).
^ C C Pye, C M Gunasekara e W W Rudolph, An ab initio investigation of bismuth hydration, in Canadian Journal of Chemistry, vol. 85, n. 11, 1º novembre 2007, pp. 945–950, DOI:10.1139/v07-108. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ F. Lazarini, Thermal dehydration of some basic bismuth nitrates, in Thermochimica Acta, vol. 46, n. 1, 1º giugno 1981, pp. 53–55, DOI:10.1016/0040-6031(81)85076-9. URL consultato il 20 novembre 2016.
^ Hiroshi Kodama, Synthesis of a New Compound, Bi5O7NO3, by Thermal Decomposition, in Journal of Solid State Chemistry, vol. 112, n. 1, 1º settembre 1994, pp. 27–30, DOI:10.1006/jssc.1994.1259. URL consultato il 20 novembre 2016.

Altri progetti

[modifica | modifica wikitesto]

Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Ossinitrato di bismuto

Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia

Estratto da "https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Ossinitrato_di_bismuto&oldid=141679770"

[1] Sadler, Peter J (1991), "Chapter 1", In Skyes, A.G. Advances in inorgnaic chemistry, vol.36, Academic press

[HOWI-2] Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, p. 771, ISBN 0-12-352651-5

[Greenwood-3] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements, p.771, ISBN 0-12-352651-5

[4] Ingmar Persson, Hydrated metal ions in aqueous solution: How regular are their structures? (XML), in Pure and Applied Chemistry, vol. 82, n. 10, 6 agosto 2010, DOI:10.1351/pac-con-09-10-22. URL consultato il 20 novembre 2016.

[5] Godfrey, S.M.; et al. (1998).

[6] (EN) F. Lazarini, Bismuth basic nitrate [Bi6(H2O)(NO3)O4(OH)4](NO3)5, in Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry, vol. 35, n. 2, 15 febbraio 1979, pp. 448–450, DOI:10.1107/s0567740879003745. URL consultato il 20 novembre 2016.

[7] Bengt Sundvall, Arnljot Elgsaeter e Gunnhild Oftedal, Crystal and Molecular Structure of Tetraoxotetrahydroxobismuth(III) Nitrate Monohydrate, Bi6O4(HO)4(NO3)6.H2O., in Acta Chemica Scandinavica, 33a, pp. 219–224, DOI:10.3891/acta.chem.scand.33a-0219. URL consultato il 20 novembre 2016.

[8] Lazarini, F. "Tetra-µ 3-hydroxo-tetra-µ 3-oxo-hexabismuth (III) nitrate tetrahydrate,[Bi 6 O 4 (OH) 4](NO 3) 6• 4H 2 O." Cryst.

[9] (EN) Axel Nørlund Christensen e Bente Lebech, Investigation of the crystal structure of a basic bismuth(iii) nitrate with the composition [Bi6O4(OH)4]0.54(1)[Bi6O5(OH)3]0.46(1)(NO3)5.54(1), in Dalton Trans., vol. 41, n. 7, 24 gennaio 2012, pp. 1971–1980, DOI:10.1039/c1dt11646k. URL consultato il 20 novembre 2016.

[10] (EN) F. Lazarini, The crystal structure of a bismuth basic nitrate, [Bi6O5(OH)3](NO3)5.3H2O, in Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry, vol. 34, n. 11, 15 novembre 1978, pp. 3169–3173, DOI:10.1107/s0567740878010419. URL consultato il 20 novembre 2016.

[11] Henry, Natacha, et al. "[Bi₂O₂]²⁺ layers in Bi₂O₂ (OH)(NO₃): synthesis and structure determination." Zeitschrift fur Naturforschung. B, A journal of chemical science 60.3 (2005): 322-327

[Kodama1994-12] Kodama, Hiroshi (1994).

[13] C C Pye, C M Gunasekara e W W Rudolph, An ab initio investigation of bismuth hydration, in Canadian Journal of Chemistry, vol. 85, n. 11, 1º novembre 2007, pp. 945–950, DOI:10.1139/v07-108. URL consultato il 20 novembre 2016.

[14] F. Lazarini, Thermal dehydration of some basic bismuth nitrates, in Thermochimica Acta, vol. 46, n. 1, 1º giugno 1981, pp. 53–55, DOI:10.1016/0040-6031(81)85076-9. URL consultato il 20 novembre 2016.

[15] Hiroshi Kodama, Synthesis of a New Compound, Bi5O7NO3, by Thermal Decomposition, in Journal of Solid State Chemistry, vol. 112, n. 1, 1º settembre 1994, pp. 27–30, DOI:10.1006/jssc.1994.1259. URL consultato il 20 novembre 2016.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]