硝酸铋

硝酸铋是一种无机化合物，为无色或白色有硝酸气味的固体，易潮解，其分子式为Bi(NO3)3·5H2O，不含结晶水的硝酸铋尚未制得。

硝酸铋
IUPAC名
Bismuth(III) nitrate
别名 三硝酸铋；硝酸铋(III)
识别
CAS号 10035-06-0（五水）  checkY
10361-44-1（无水）  checkY
PubChem 107711
160911
ChemSpider 96880, 141368
SMILES
 
  • [N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[Bi+3]
InChI
 
  • 1S/Bi.3NO3/c;3*2-1(3)4/q+3;3*-1
InChIKey PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N
性质
化学式 Bi(NO3)3·5H2O
485.07 g·mol⁻¹
外观 无色或白色潮解性固体
密度 2.83
沸点 分解
溶解性（水） 在水中分解。溶于硝酸、乙酸、甘油、丙酮，但不溶于乙醇和乙酸乙酯。
危险性
闪点 不可燃
相关物质
相关化学品 硝酸氧铋
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

五水合硝酸铋的晶体中的BiIII为三个二齿配体NO3−和3个H2O配位形成高配位离子。

制备

用硝酸和氧化铋(III)或碳酸铋(III)反应：

  • 6 HNO3 + Bi2O3 → 2 Bi(NO3)3 + 3 H2O

硝酸铋也能有鉍和硝酸反應，蒸發结晶制得：

  • Bi + 4 HNO3 → Bi(NO3)3 + NO↑+ 2 H2O[1]

化学性质

硝酸铋在加热下受热分解：Bi(NO3)3·5H2O在50～60℃分解为(Bi6O6)2(NO3)11(OH)·6H2O，在77～130℃继续分解为[Bi6O6](NO3)6·3H2O，最终在400～500℃变成α-Bi2O3。

当把硝酸铋晶体溶于水时会产生不溶于水的碱式盐沉淀，它的浓硝酸溶液被稀释时亦是如此[2]。生成的碱式盐有：BiONO3、Bi2O2(OH)NO3和Bi6O4(OH)4(NO3)6·H2O。当碱式盐沉淀时，溶液中仍然存有[Bi6O4(OH)4]6+单元[3]。

硝酸铋可以被强还原剂还原为单质铋，如亚锡酸钠作用于硝酸铋：

3 Na2[Sn(OH)4] + 2 Bi(NO3)3 + 6 NaOH = 2 Bi↓ + 3 Na2[Sn(OH)6] + 6 NaCl

该反应在碱性条件下进行，产生黑色的金属铋沉淀。该反应可以用来鉴定Sn2+和Bi3+[4]。

用途

制备含铋的纳米材料

硝酸铋的溶液可以用来制备硫化铋纳米管，用水热法在120℃下反应12h[5]：

  • 2 Bi(NO3)3 + 3 Na2S → Bi2S3↓ + 6 NaNO3

此外，硝酸铋还能制备纳米氧化铋、纳米碱式氯化铋等。

催化剂

硝酸铋是一种催化剂，可以和活性炭催化水合肼还原芳香族硝基化合物，来制备芳胺，其产率在78～99%之间[6]。

其他用途

硝酸铋用于生产其他铋盐，常用于显像管和发光漆。碱式盐则被当作药物。

安全

硝酸铋对皮肤有腐蚀性，勿用皮肤直接接触。[7]

参考资料
  1. 元素单质化学反应手册.第五章 周期系VA族元素.第五节 铋.P425
  2. 《无机化学》丛书(张青莲 主编).第四卷 氮磷砷分族.4.6.1 硝酸铋.P498
  3. B. Sundvall. Acta Chem. Scand. 93, 434 (1980)
  4. 《无机化学实验》.高等教育出版社.蒋碧如 潘润身 编.实验二十三 铝 锡 铅. P111. 版次：1989年5月第1版. 印次：2010年12月第20次印刷. ISBN 978-7-04-002121-9
  5. 《高等学校化学学报》.2008年.第2期(朱刚强 刘鹏 周剑平 边小兵 汪晓波 李娇)
  6. 《化学试剂》2009年.11期.《硝酸铋和活性炭催化的水合肼还原芳香族硝基化合物制芳胺》(蔡可迎 岳玮 周颖梅 魏贤勇)
  7. 化工引擎：http://www.chemyq.com/xz/xz6/59699qnkyh.htm （页面存档备份，存于）
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