El nitrato de circonio es una sal de nitrato de metal de transición anhidro volátil de circonio con fórmula Zr(NO 3 ) 4 . Tiene nombres alternativos de tetranitrato de circonio o nitrato de circonio (IV) .
Tiene un número ONU de ONU 2728 [2] y es de clase 5.1, es decir, sustancia oxidante. [3]
La sal anhidra se puede preparar a partir de tetracloruro de circonio que reacciona con pentóxido de dinitrógeno . [4]
ZrCl4 + 4N2O5 → Zr ( NO3 ) 4 + 4ClNO2
El producto puede purificarse por sublimación al vacío. Una sustancia contaminante en este caso es el pentanitratocirconato de nitronio. (NO 2 )Zr(NO 3 ) 5 . [4]
El pentahidrato de nitrato de circonio Zr(NO 3 ) 4 ·5H 2 O se puede formar disolviendo dióxido de circonio en ácido nítrico y luego evaporando la solución hasta que esté seca. Sin embargo, es más fácil cristalizar el trihidrato de nitrato de circonio ZrO(NO 3 ) 2 ·3H 2 O a partir de dicha solución. [4]
El circonio es muy resistente al ácido nítrico incluso en presencia de otras impurezas y altas temperaturas. [5] Por lo tanto, el nitrato de circonio no se obtiene disolviendo el metal de circonio en ácido nítrico.
El pentahidrato de nitrato de circonio se disuelve fácilmente en agua y alcohol. Es ácido en solución acuosa y una base como el hidróxido de amonio hará que el hidróxido de circonio precipite. Los cristales de pentahidrato tienen un índice de refracción de 1,6. [6]
Las sustancias relacionadas son los complejos de nitrato de circonio. Zr(NO 3 ) 3 (H 2 O)+3tiene una estructura prismática trigonal tricapada , con los nitratos conectados por dos átomos de oxígeno cada uno ( bidentado ). [4] El complejo pentanitrato Zr(NO 3 )−5tiene todos los grupos nitrato bidentados y tiene forma de antiprisma cuadrado bicapipado . [4]
NO 2 [Zr(NO 3 ) 3 ·3H 2 O] 2 (NO 3 ) 3 cristaliza en el sistema hexagonal , grupo espacial P 3 c 1, con dimensiones de celda unitaria a = 10,292 Å, b = 10,292 Å, c = 14,84 Å, volumen 1632,2 Å 3 con 2 fórmulas por celda unitaria, densidad = 2,181. [4]
CsZr(NO 3 ) 5 cristaliza en el sistema monoclínico , grupo espacial P 2 1 / n , con dimensiones de celda unitaria a = 7,497 Å, b = 11,567 Å, c = 14,411 Å, β=96,01°, volumen 1242,8 Å 3 con 4 fórmulas por celda, densidad = 2,855. [4]
(NH 4 )Zr(NO 3 ) 5 ·HNO 3 cristaliza en el sistema ortorrómbico , grupo espacial Pna 2 1 con dimensiones de celda unitaria a=14,852 Å, b = 7,222 Å, c = 13,177 Å, volumen 1413,6 Å 3 con 4 fórmulas por celda, densidad = 2,267. [4]
También existe un pentanitratocirconato de nitronio y nitrosonio mixto que cristaliza en el sistema tetragonal . [4]
El nitrato de circonio es fabricado por varios proveedores químicos. Se utiliza como fuente de circonio para otras sales, [6] como estándar analítico, [6] o como conservante. [6] El nitrato de circonio [7] y el pentanitratocirconato de nitronio se pueden utilizar como precursores de deposición química en fase de vapor, ya que son volátiles y se descomponen por encima de los 100 °C para formar circonia . [8] A 95 °C, el nitrato de circonio sublima con una presión de 0,2 mm de Hg y se puede depositar como dióxido de circonio sobre silicio a 285 °C. Tiene la ventaja de que es una fuente única, lo que significa que no tiene que mezclarse con otros materiales como el oxígeno, y se descompone a una temperatura relativamente baja, y no contamina la superficie con otros elementos como el hidrógeno o el flúor. [9]
Para la construcción de reactores nucleares se necesita circonio libre de hafnio. Una forma de lograrlo es mediante una solución acuosa mixta de nitrato de hafnio y nitrato de circonio, que se pueden separar mediante la partición del circonio en fosfato de tributilo disuelto en queroseno. [10]
El nitrato de circonio se puede utilizar como catalizador de ácido de Lewis en la formación de pirroles N-sustituidos . [11]
El nitrato de circonio anhidro puede nitrar algunos compuestos aromáticos orgánicos de una manera inusual. La quinolina se nitra a 3-nitroquinolina y 7-nitroquinolina. La piridina se nitra a 3-nitropiridina y 4-nitropiridina. [12]