El nitrato de cerio se refiere a una familia de nitratos de cerio en estado de oxidación +3 o +4. A menudo, estos compuestos contienen agua, hidróxido o iones hidronio además de cerio y nitrato. También existen nitratos dobles de cerio.
Nitratos de cerio (III)
Cristal de nitrato de cerio (III) con notación de índice de Miller
El nitrato ceroso anhidro, también llamado nitrato de cerio (III), es la sal anhidra con la fórmula Ce(NO 3 ) 3 .(Número CAS 10108-73-3).
El nitrato de cerio hexahidratado, con la fórmula Ce(NO 3 ) 3 .6H 2 O (número CAS 10294-41-4) es el nitrato de cerio (III) más común. Es un componente de una crema para el tratamiento de quemaduras que también incluye sulfadiazina de plata . Las concentraciones utilizadas son 0,5 M para el nitrato de cerio. Para quemaduras muy graves reduce la tasa de mortalidad. [1] [2] A 150 °C el hexahidratado pierde agua de cristalización para formar un trihidrato, que a su vez se descompone por encima de los 200 °C. [3] El nitrato de cerio hexahidratado tiene cristales triclínicos pinacoidales . [4]
Hidrato de nitrato de cerio e hidronio (III), Ce(NO 3 ) 5 (H 3 O) 2 .H 2 O [5] Es monoclínico con grupo espacial P 2/ c . [5] El anión diaquapentanitratocerato(III) (Ce(NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ) 2− se presenta en varias sales. Las sales tienen propiedades ópticas no lineales extremas . [6]
Nitratos de cerio (IV)
El tetranitrato de cerio pentahidratado se prepara evaporando una solución de nitrato cérico en ácido nítrico concentrado. Forma cristales ortorrómbicos con forma bipiramidal . El índice de Miller de la cara cristalina común es {111}, pero puede tener caras más pequeñas con índice de Miller {010} y {110}. La densidad es de 2,403 g/cm 3 . Sus propiedades ópticas son que es biaxial con 2V de 34° y fuertemente dispersivo. En sus ejes B y C aparece amarillo, pero rojo anaranjado en el eje A. [7]
El nitrato cérico es bastante soluble en disolventes no polares como el éter etílico . El éter extraerá el nitrato de cerio del ácido nítrico 5 N. [8] En el ácido nítrico, están presentes el ácido nitrato cérico [9] (H 2 [Ce(NO 3 ) 6 ] y H[Ce(NO 3 ) 5 .H 2 O]). La solubilidad de este nitrato en disolventes no polares permite la separación del cerio de otras tierras raras. [8]
El nitrato básico de cerio (IV) tiene la fórmula Ce(NO 3 ) 3 .OH.3H 2 O. También se forma por evaporación de soluciones de cerio (IV) en ácido nítrico. [10] Cuando este se encuentra con amoníaco en solución acuosa, reacciona para formar nitrato de amonio cérico e hidróxido cérico. [10]
El nitrato de dicerio básico tiene la fórmula Ce2O ( NO3 ) 6 ( H2O ) 6 · 2H2O . Nuevamente cristaliza a partir de soluciones de cerio(IV) en ácido nítrico. Cristaliza como cristales monoclínicos con grupo espacial P21lc con dimensiones de celda unitaria a=8,723 Å b=8,940 Å c=13,981 Å, β = 94,91°. Cada celda unitaria contiene dos unidades de fórmula Ce2O ( NO3 ) 6 ( H2O ) 3 y Ce2O ( NO3 ) 6 que se forman cuando este nitrato básico se calienta lentamente a 180 °C en vacío. [11]
Nitratos de amonio y de metales alcalinos y cerio
El anión diaquapentanitratocerato(III) (Ce(NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ) 2− se presenta en varias sales. Las sales tienen propiedades ópticas no lineales extremas. [6]
Los cristales de K 2 Ce(NO 3 ) 5 [12] se pueden cultivar evaporando una solución de nitrato de potasio, nitrato ceroso y ácido nítrico. Cada átomo de cerio está rodeado por los átomos de oxígeno de cinco grupos nitrato bidentados y dos átomos de oxígeno del agua. [6] Se puede cultivar en cristales de calidad óptica de alrededor de 100 cm 3 en 12 semanas. [6] Los cristales son incoloros. [6] El grupo espacial del cristal es Fdd2 y su forma es ortorrómbica . [6] El nitrato de potasio y cerio probablemente fue descubierto por L. Th. Lange en 1861. [13] Sin embargo, solo fue descrito correctamente en 1894 por Fock. [14] [15] Incluso entonces, la cantidad de agua en la sustancia era incorrecta y hubo que esperar hasta 1911 para que Jantsch y Wigdorow afirmaran correctamente que había dos moléculas de agua. [16] Los efectos ópticos no lineales se descubrieron en 1993. Para aplicaciones ópticas se conoce como KCN . [17]
Dihidrato de diaquapentanitratocerato de diamonio. [16] [18] Se ha publicado su espectro Raman. [19] Es bastante soluble en agua, 100 ml disuelven 235 gramos a 9 °C y 817 gramos a 65°. [20]
dicarbonato de diaquapentanitratocerato de dirubidio dihidrato. [16]
El diaquapentanitratocerato de dicaesio dihidrato o nitrato ceroso de cesio Cs2Ce ( NO3 ) 5.2H2O forma cristales monoclínicos con parámetros cristalinos a/b=1,2052, c/b=0,9816 y β = 103°41'. [ 20 ]
dihidrato de diaquapentanitratocerato de ditalo. [16]
El diaquapentanitratocerato de bis{4-[(4H-1,2,4-triazol-4-il)iminometil]piridinio} (C 8 H 8 N 5 ) 2 [Ce(NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ] es monoclínico con grupo espacial C 2/ c . [21]
Nitratos dobles divalentes
El nitrato de magnesio ceroso es el primer miembro descubierto de una serie divalente CeM(II)(NO 3 ) 5 . Este tiene una resistencia Kapitza extremadamente baja al 3 He líquido . En el momento del descubrimiento, su valor era solo el 1% del anterior poseedor del récord. La baja resistencia térmica es importante a temperaturas inferiores a 1 K , porque no hay mucha diferencia de temperatura para provocar un gran caudal de calor, y el enfriamiento puede llevar un tiempo excesivo si hay barreras a la transferencia de calor. [26] [27]
Otros nitratos dobles cerosos
El monohidrato de nitrato de sodio ceroso, Na2Ce ( NO3 ) 5.H2O , tiene una densidad de 2,641 g/cm3 . Se puede preparar hirviendo la mezcla estequiométrica de nitrato de sodio y nitrato de sodio en ácido nítrico y luego evaporándola a 40 °C. Los cristales son monoclínicos con forma de varilla transparente con un grupo espacial P2 /c. Los tamaños de celdas de los cristales son a=21,387 b=7,9328 c=15,184 β =90,657 V=2576 fórmulas por celda Z=8. La forma en que se organizan los componentes en el cristal es que hay seis nitratos alrededor de cada átomo de cerio, sin embargo, para llegar al promedio de cinco por cerio, dos grupos nitrato en cada uno, unen los átomos en una cadena a lo largo del eje a . [28]
Existen nitratos dobles anhidros como Ce2Rb3 ( NO3 ) 9 y Ce2K3 ( NO3 ) 9 . [ 29] La sal de potasio, Ce2K3 ( NO3 ) 9 , se puede preparar utilizando la solución acuosa de nitrato de potasio y nitrato ceroso en una proporción molar de 3:2, evaporada a 40 °C. Los cristales son cúbicos incoloros del grupo espacial P4132 . Su peso fórmula es 955,6. Existen tres fórmulas en cada celda unitaria que, a 20 °C, tiene un volumen de 2514,1 Å3 y un lado de celda de a=13,597 Å. La densidad es 2,525 g/cm3 . En este compuesto, cada átomo de cerio está rodeado por doce átomos de oxígeno de seis grupos nitrato. Tres de los nitratos forman un puente en cada una de las tres dimensiones. Estos puentes forman tres espirales cada una a 90° entre sí a lo largo de los ejes del cristal. [22]
Una serie relacionada con una relación de 1,5 del ion monovalente al cerio incluye 2Ce(NO 3 ) 3 .3(NH 4 )NO 3 .12H 2 O [20]
Un nitrato triple de cesio y sodio cerio mixto Cs2NaCe ( NO3 ) 6 cristaliza en el sistema cúbico. El tamaño de la celda unitaria es 1,1196 nm con un volumen de 1,4034 nm3 y cuatro moléculas por celda. [30]
Nitratos dobles céricos
Nitrato de cerio diamónico (IV)
Los metales alcalinos forman cristales monoclínicos de color rojo anaranjado como una sal doble con nitrato cérico: M 2[Ce(NO 3) 6] con M=K, Rb, Cs o [NH 4 ]. [10]
El nitrato de amonio cérico contiene el ion con forma icosaédrica [Ce(NO 3) 6]2− que tiene cerio en el estado de oxidación +4. [31] Se utiliza como reactivo en oxidimetría. [9]
Nitrato de potasio cérico K 2[Ce(NO 3) 6] tiene dos formas cristalinas diferentes, hexagonal y monoclínica. La evaporación y cristalización lentas dan como resultado la forma monoclínica. Pero la cristalización rápida da como resultado una mezcla de las dos formas. Ambas formas tienen seis grupos nitrato conectados a través de dos oxígenos cada uno al cerio [Ce(NO 3) 6]2− La sustancia se obtiene disolviendo hidróxido cérico en ácido nítrico con la cantidad estequiométrica adecuada de nitrato de potasio . En la forma hexagonal, los átomos de cerio están dispuestos a lo largo de un eje triple. En la forma hexagonal, los iones de potasio están rodeados por nueve átomos de oxígeno. Estos cristales son placas de forma hexagonal de color naranja. Las celdas cristalinas contienen tres moléculas, con un volumen de 1063,1 Å 3 y dimensiones de a = 13,5737 Å c = 6,6624 Å con una densidad de 2,767 g/cm 3 . [32]
En la forma monoclínica de K 2[Ce(NO 3) 6] , los átomos de cerio están dispuestos centrados en el cuerpo, con el potasio rodeado por diez átomos de oxígeno. La densidad es de 2,798 g/cm 3 con una celda que contiene dos moléculas con un volumen de 700,9 Å 3 y dimensiones a = 12,707 Å b = 6,6858 Å c = 8,253 Å y β = 91,55°. [22]
El nitrato de potasio cérico también tiene un hidrato con 1,5 moles de agua. [10]
Nitrato de rubidio cérico Rb 2[Ce(NO 3) 6] es de color amarillo rojizo. [10]
Nitrato de cesio cérico Cs 2[Ce(NO 3) 6] es muy insoluble en ácido nítrico y es de color amarillo brillante. [10]
La sal doble de talio no se puede producir porque el ion cérico oxida el talio (I) a talio (III). [10]
Metales divalentes
Nitrato de magnesio cérico Mg[Ce(NO 3) 6.8H 2O] [10]
Nitrato de cinc cérico Zn[Ce(NO 3) 6.8H 2O] [10]
Nitrato de níquel cérico Ni[Ce(NO 3) 6.8H 2O] [10]
Nitrato de cobalto cérico Co[Ce(NO 3) 6.8H 2O] [10]
Nitrato de manganeso cérico Mn[Ce(NO 3) 6.8H 2O] [10]
Otros compuestos
[Ce 6 O(OH) 8 (NO 3 ) 6 (H 2 O) 16 ]·(NO 3 ) 2 ·2H 2 O es un complejo hexanuclear de óxido e hidróxido de cerio. Puede deshidratarse para formar [Ce 6 O(OH) 8 (NO 3 ) 8 ]. [33]
Solicitud propuesta
El nitrato de cerio y magnesio (también conocido como nitrato de magnesio ceroso) es una sal altamente paramagnética y es un posible refrigerante para su uso en refrigeración magnética . [34]
Referencias
^ Garner, JP; PSJ Heppell (2005). "Nitrato de cerio en el tratamiento de quemaduras". Burns . 31 (5): 539–547. doi :10.1016/j.burns.2005.01.014. ISSN 0305-4179. PMID 15955636.
^ Wassermann, D.; M. Schlotterer, F. Lebreton, J. Levy, MC Guelfi (1989). "Uso de sulfadiazina de plata aplicada tópicamente más nitrato de cerio en quemaduras graves". Quemaduras . 15 (4): 257–260. doi :10.1016/0305-4179(89)90045-4. ISSN 0305-4179. PMID 2765148.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ Latimer, Wendell M.; Hildebrand, Joel H. (1951). Libro de referencia de química inorgánica (3.ª ed.). Nueva York: Macmillan. pág. 581.
^ Groth, Paul (1908). Chemische Krystallographie. vol. 2. Leipzig W. Engelmann. pag. 131.
^ ab Guillou, N.; Auffredic, JP; Louër, M.; Louër, D. (1993). "La estructura cristalina del hidrato de nitrato de cerio (III) e hidronio, Ce(NO 3 )5(H 3 O) 2 · H 2 O". Revista de química del estado sólido . 106 (2): 295–300. Código Bibliográfico :1993JSSCh.106..295G. doi :10.1006/jssc.1993.1289. ISSN 0022-4596.
^ abcdefg Held, P.; H. Hellwig, S. RuÈhle y L. Bohaty; Rühle, S.; Bohatý, L. (24 de enero de 2000). "Nitratos de tierras raras de potasio polares K 2 [RE(NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ] (RE = La, Ce, Pr y Nd). I. Crecimiento cristalino y estructuras cristalinas". Revista de cristalografía aplicada . 33 (2): 372–379. Código Bibliográfico :2000JApCr..33..372H. doi :10.1107/s0021889800000868. ISSN 0021-8898.
^ Staritscky, Eugene; Donald I Walker (29 de agosto de 1952). "Propiedades ópticas de algunos compuestos de uranio, plutonio y elementos relacionados" (PDF) . págs. 20–21 . Consultado el 9 de febrero de 2014 .
^ ab Wylie, AW (1951). "338. Extracción de nitrato cérico por disolventes". Journal of the Chemical Society (Resumen) : 1474–1480. doi :10.1039/JR9510001474. ISSN 0368-1769.
^ ab Smith, G. Frederick; CA Getz (1940). "Oxidimetría de ceratos". Química industrial e ingeniería, edición analítica . 12 (6): 339–340. doi :10.1021/ac50146a012. ISSN 0096-4484.
^ abcdefghijkl Meyer, Richard Jos.; Richard Jacoby (1901). "Die Doppelnitrate des vierwertigen Ceriums und des Thoriums". Zeitschrift für Anorganische Chemie . 27 (1): 359–389. doi :10.1002/zaac.19010270131. hdl :2027/uc1.b2651462. ISSN 0863-1778.
^ Guillou, N.; Auffrédic, JP; Louër, D. (1994). "Síntesis, estructura cristalina y comportamiento térmico del óxido de cerio (IV) nitrato Ce 2 O (NO 3 ) 6 (H 2 O) 6 · 2H 2 O". Revista de química del estado sólido . 112 (1): 45–52. Código Bibliográfico :1994JSSCh.112...45G. doi :10.1006/jssc.1994.1262. ISSN 0022-4596.
^ Xue, Dongfeng; Siyuan Zhang (1998). "Cálculo de no linealidades de K 2 Ce(NO 3 ) 5 • 2H 2 O y K 2 La(NO 3 ) 5 • 2H 2 O". Física molecular . 93 (3): 411–415. Código Bibliográfico :1998MolPh..93..411X. doi :10.1080/002689798169096. ISSN 0026-8976.
^ Th. Lange, L. (1861). "Ueber einige neue Cerverbindungen". Revista para la química práctica . 82 (1): 129-147. doi :10.1002/prac.18610820119. ISSN 0021-8383.
^ Fock, A. (1894). "Krystallographisch - chemische Untersuchungen". Zeitschrift für Kristallographie . 22 (1–6): 29–42. doi :10.1524/zkri.1894.22.1.29. S2CID 101725643.
^ Groth, Paul (1908). Chemische Krystallographie. vol. 2. Leipzig W. Engelmann.
^ abcd Jantsch, G.; S. Wigdorow (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. doi :10.1002/zaac.19110690117. ISSN 0863-1778.
^ Ebbers, CA; LD DeLoach, M. Webb, D. Eimerl, SP Velsko, DA Keszler; Webb, Marcos; Eimerl, David; Velsko, Stephan P.; Keszler, Douglas A. (1993). "Propiedades ópticas no lineales de K 2 La (NO 3 ) 5.2H 2 O y K 2 Ce (NO 3 ) 5.2H 2 O ". Revista IEEE de Electrónica Cuántica . 29 (2): 497–507. Código bibliográfico : 1993IJQE...29..497E. doi :10.1109/3.199304. ISSN 0018-9197.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ ab Najafpour, Mahdi; Przemysław Starynowicz (2006). "Dihidrato de diaquapentanitratocerato (III) de diamonio". Acta Crystallographica Sección E. 62 (7): i145-i146. Código Bib : 2006AcCrE..62I.145N. doi :10.1107/S1600536806006593. ISSN 1600-5368.
^ Nyquist, Richard A.; Kagel, Ronald O. (30 de marzo de 1972). Manual de espectros infrarrojos y Raman de compuestos inorgánicos y sales orgánicas: espectros infrarrojos de compuestos inorgánicos. Academic Press. págs. 146-147. ISBN9780080878522. Recuperado el 8 de febrero de 2014 .
^ abc "Nitrato ceroso, Ce(NO3)3". 2012 . Consultado el 8 de febrero de 2014 .
^ Sun, Qiaozhen; Feng Zheng; Xiaodan Sun; Wei Wang (2008). "Diacuopentacetato de bis{4-[(4H-1,2,4-triazol-4-il)iminometil]piridinio} (III)". Acta Crystallographica Sección E . 65 (1): m124. doi :10.1107/S1600536808043109. ISSN 1600-5368. PMC 2968024 . PMID 21581488.
^ abcd Guillou, N.; Auffrédic, JP; Louër, D. (1995). "Nitrato de potasio ceroso, K 3 Ce 2 (NO 3 ) 9 ". Acta Crystallographica Sección C . 51 (6): 1032–1034. Código Bibliográfico :1995AcCrC..51.1032G. doi :10.1107/S0108270194014939. ISSN 0108-2701.
^ "Estructura cristalina del diaquapentanitratocerato(III) de diamonio dihidrato". crystallography-online.com .
^ Audebrand, N (1996). "Difracción de rayos X dependiente de la temperatura y estructura cristalina de CeRb 2 (NO 3 ) 5 · 4H 2 O". Solid State Ionics . 84 (3–4): 323–333. doi :10.1016/0167-2738(96)00082-3. ISSN 0167-2738.
^陈达贵; 程文旦; 张浩; 张永春 (16 de septiembre de 2004). "Síntesis, estructura cristalina y propiedades espectrales de [Ce (NO 3 ) 5 (H 2 O) 2 ] · 2 (Hphen) · (H 2 O)". Revista china de química estructural 结构化学. 23 (8). doi :10.3969/j.issn.0254-5861.2004.08.006.
^ Bertinat, MP; DF Brewer; JP Harrison (1970). "Área superficial de nitrato de magnesio ceroso en polvo". Journal of Low Temperature Physics . 2 (1): 157–160. Bibcode :1970JLTP....2..157B. doi :10.1007/BF00628109. ISSN 0022-2291. S2CID 98479942.
^ Abel, W.; A. Anderson; W. Black; J. Wheatley (1966). "Equilibrio térmico entre He^{3} líquido y nitrato de cerio y magnesio en polvo a temperaturas muy bajas". Physical Review Letters . 16 (7): 273–275. Bibcode :1966PhRvL..16..273A. doi :10.1103/PhysRevLett.16.273. ISSN 0031-9007.
^ Audebrand, Nathalie; Louër, Daniel (2000). "Nitrato de sodio ceroso monohidrato, Na2Ce ( NO3 ) 5 · H2O " . Acta Crystallographica Sección C. 56 ( 8): 913–915. doi :10.1107/S0108270100006211. ISSN 0108-2701. PMID 10944270.
^ Guillou, N.; Auffrédic, JP; Louër, D. (1996). "Comportamiento térmico y estructura cristalina de nitratos de rubidio cérico y ceroso". Journal of Solid State Chemistry . 122 (1): 59–67. Bibcode :1996JSSCh.122...59G. doi :10.1006/jssc.1996.0082. ISSN 0022-4596.
^ Roser, M.; L. Corruccini (1990). "Susceptibilidades magnéticas de iones de tierras raras en un sitio tetraédrico inusual". Physical Review B . 41 (4): 2359–2368. Bibcode :1990PhRvB..41.2359R. doi :10.1103/PhysRevB.41.2359. ISSN 0163-1829. PMID 9993972.
^ Thomas A. Beineke; J. Delgaudio (1968). "Estructura cristalina del nitrato de amonio cérico". Inorg. Chem . 7 (4): 715–721. doi :10.1021/ic50062a020. OSTI 4799348.
^ Guillou, N.; Louër, M.; Auffrédic, JP; Louër, D. (1995). "Dos formas polimórficas de nitrato de potasio cérico, K 2 Ce(NO 3 ) 6 ". Acta Crystallographica Sección C . 51 (6): 1029–1032. Bibcode :1995AcCrC..51.1029G. doi :10.1107/S0108270194014927. ISSN 0108-2701.
^ Calvez, Guillaume; Carole Daiguebonne; Olivier Guillou; Florence Le Dret (2009). "Una nueva serie de complejos hexanucleares octaédricos basados en lantánidos anhidros". Revista Europea de Química Inorgánica . 2009 (21): 3172–3178. doi :10.1002/ejic.200900283. ISSN 1434-1948.
^ Vlasov, A; Guillemette, J; Gervais, G; Szkopek, T (2017). "Refrigeración magnética con semiconductores paramagnéticos a temperaturas criogénicas". arXiv : 1706.00458 [cond-mat.mes-hall]. A modo de comparación, una sal paramagnética de uso común para la criorrefrigeración magnética es el hidrato de nitrato de magnesio ceroso...
