Azotan baru jest sól zawierająca atom baru (Ba) i jonu azotanowego (nr 3 ). Występuje jako białe krystaliczne ciało stałe w temperaturze pokojowej i występuje w naturze jako bardzo rzadki minerał znany jako nitrobaryt. Jego właściwości sprawiają, że jest to związek toksyczny, z którym należy obchodzić się ostrożnie.
W rzeczywistości związek ten ma wiele zastosowań w przemyśle wojskowym, ponieważ można go łączyć z innymi substancjami chemicznymi oraz dodawać m.in. do materiałów wybuchowych i preparatów zapalających.
Formuła
Azotan baru, zwany także diazotanem baru, ma wzór chemiczny Ba (NO 3 ) 2 i jest zwykle wytwarzany dwoma metodami.
Pierwsza z nich polega na rozpuszczeniu małych kawałków węglanu baru (BaCO 3 ) w środowisku kwasu azotowego (HNO 3 , silnie korozyjny kwas mineralny), pozwalając na wytrącenie się zanieczyszczeń żelazem, a następnie przefiltrowano, odparowano i skrystalizowano.
Druga metoda polega na połączeniu chlorku baru (BaCl 2 , jednej z soli baru o najwyższej rozpuszczalności w wodzie) z podgrzanym roztworem azotanu sodu. Powoduje to reakcję, która powoduje oddzielenie kryształów azotanu baru z mieszaniny.
Struktura chemiczna
Sól ta ma charakterystykę sześciennej struktury krystalicznej lub bezwodnych ośmiościanów.
Jego struktura chemiczna jest następująca:
Dysocjacja
W podwyższonej temperaturze (592 ° C) azotan baru rozkłada się, tworząc tlenek baru (BaO), dwutlenek azotu (NO 2 ) i tlen (O 2 ), zgodnie z następującą reakcją chemiczną:
2Ba (NO 3 ) 2 + Ciepło → 2BaO + 4NO 2 + O 2
W ośrodkach o wysokim stężeniu tlenku azotu (NO) rozkład azotanu baru prowadzi do powstania związku zwanego azotynem baru (Ba (NO 2 ) 2 ), zgodnie z następującym równaniem:
Ba (NO 3 ) 2 + 2NO → Ba (NO 2 ) 2 + 2NO 2
Reakcje z rozpuszczalnymi siarczanami metali lub kwasem siarkowym (H 2 SO 4 ) generują siarczan baru (BaSO 4 ). Zdecydowana większość nierozpuszczalnych soli baru, takich jak węglan (BaCO 3 ), szczawian (BaC 2 O 4 ) lub fosforan metalu (Ba 3 (PO4) 2 ), wytrąca się w wyniku podobnych podwójnych reakcji rozkładu.
Aplikacje
Ta substancja w postaci proszku jest środkiem utleniającym i znacząco reaguje z popularnymi środkami redukującymi.
Po zmieszaniu tej soli z innymi metalami, takimi jak aluminium lub cynk w ich drobno rozdrobnionych formach, lub ze stopami, takimi jak aluminium i magnez, zapala się i eksploduje przy uderzeniu. Z tego powodu azotan baru jest uważany za doskonały składnik broni i materiałów wybuchowych do celów wojskowych.
W połączeniu z trinitrotoluenem (znanym w handlu jako TNT lub C 6 H 2 (NO 2 ) 3 CH 3 ) i spoiwem (zwykle wosk parafinowy) sól ta tworzy związek o nazwie Baratol, który ma właściwości wybuchowe. Wysoka gęstość azotanu baru sprawia, że Baratol uzyskuje również większą gęstość, dzięki czemu jest bardziej skuteczny w swojej funkcji.
Azotan baru wiąże się również z proszkiem aluminiowym, dzięki czemu powstaje proch strzelniczy, który jest używany głównie w fajerwerkach i pirotechnice teatralnej.
Ten proch strzelniczy był również używany do produkcji flar (takich jak środki przeciwrakietowe w samolotach) oraz w granatach ogłuszających. Ponadto substancja ta jest silnie wybuchowa.
Sól ta jest łączona z mieszaniną reagentów zwaną termitem, tworząc odmianę tego zwanego termatu, który generuje krótkie i bardzo mocne błyski o bardzo wysokiej temperaturze na małych obszarach przez krótki czas.
Thermate-TH3 to termat, który zawiera 29% wagowo azotanu baru, który przyczynia się do zwiększenia efektu termicznego, generowania płomieni oraz znacznego obniżenia temperatury zapłonu termatu.
Termaty są często wykorzystywane do produkcji granatów zapalających i pełnią funkcję niszczenia pancerzy czołgów i konstrukcji wojskowych.
Ponadto azotan baru był jednym z najczęściej wykorzystywanych składników do produkcji ładunków zapalających używanych przez Brytyjczyków w ich samolotach bojowych podczas II wojny światowej, które uzbroili w amunicję zapalającą używaną do niszczenia wrogich samolotów.
Wreszcie sól ta znajduje zastosowanie w procesie produkcji tlenku baru, w przemyśle zaworów termoelektrycznych i, jak już wspomniano, w tworzeniu artykułów pirotechnicznych, zwłaszcza tych o kolorach zielonym.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Sól ma postać białego, higroskopijnego i bezwonnego ciała stałego, które jest słabo rozpuszczalne w wodzie i całkowicie nierozpuszczalne w alkoholach.
Ma on masę cząsteczkową od 261.337 g / mol, o gęstości 3,24 g / cm 3 i temperaturę topnienia 592ºC. Kiedy osiągnie temperaturę wrzenia, rozkłada się, jak wspomniano powyżej. W temperaturze pokojowej ma rozpuszczalność w wodzie 10,5 g / 100 ml.
Uważa się, że jest stabilny, ale jest silnym środkiem utleniającym i należy go trzymać z dala od materiałów łatwopalnych, aby uniknąć pożarów. Jest wrażliwy na wodę i nie należy go mieszać z kwasami ani bezwodnym.
W wysokich stężeniach (na przykład pojemniki) należy je odizolować od substancji, które mogą wywołać reakcję, ponieważ mogą gwałtownie wybuchnąć.
Jak każdy inny rozpuszczalny związek baru, jest substancją toksyczną dla zwierząt i ludzi.
Nie należy go wdychać ani spożywać, ponieważ mogą wystąpić objawy zatrucia (zwłaszcza napięcie mięśni twarzy), wymioty, biegunka, bóle brzucha, drżenie mięśni, niepokój, osłabienie, duszność, zaburzenia pracy serca i drgawki.
Śmierć może nastąpić w wyniku zatrucia tą substancją kilka godzin lub kilka dni po jej wystąpieniu.
Wdychanie azotanu baru powoduje podrażnienie błony śluzowej dróg oddechowych i w obu przypadkach zatrucia należy przygotować roztwory soli siarczanowych w celu udzielenia pierwszej pomocy poszkodowanemu.
W przypadku rozlania należy go odizolować od substancji i materiałów palnych, aw przypadku pożaru nigdy nie może mieć kontaktu z suchymi chemikaliami lub pianami. W przypadku większego pożaru obszar należy zalać wodą.
Bibliografia
- Mabus. (sf). ScienceMadness. Odzyskany z sciencemadness.org
- Amerykańska bomba zapalająca TH3-M50A3. (sf). Pobrane z ammunitionpages.com
- Cameo Chemicals. (sf). Pobrane z cameochemicals.noaa.gov
- Chemspider. (sf). Pobrane z chemspider.com