硝酸鋇

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簡介

硝酸鋇是由鋇離子和硝酸根離子組成的鹽。它以極其罕見的礦物硝酸鋇礦的形式天然存在。作為氧化劑，硝酸鋇與常見的還原性化合物劇烈反應。硝酸鋇是由2份硝酸根和1份鋇組合而成。因此，硝酸鋇的分子式表示為$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$。

高階化學：什麼是硝酸鋇？

硝酸鋇是一種無機化學物質，有時也稱為二硝酸鋇、硝酸鋇礦或鋇鹽。鋇鹽通常呈白色結晶狀物質。該物質本身不可燃。但是，當用作氧化劑時，它會燃燒產生綠色火焰，如果長時間暴露在火焰中，可能會爆炸。

結構

由一個鋇陽離子$\mathrm{Ba^{2+}}$和兩個硝酸根陰離子$\mathrm{NO_{3}^{-}}$構成。此外，其晶體結構為立方結構，每個鋇陽離子被四個硝酸根陰離子包圍。

硝酸鋇的性質

物理性質

性質	硝酸鋇
分子量	261.37 g/mol
外觀	結晶固體
顏色	白色
可燃性	不可燃
熔點	590 $\mathrm{^{\circ}C}$
氣味	無味
沸點	分解溫度，非沸點 (83 °C 處開始分解)
IUPAC名稱	二硝酸鋇(II)
折射率	1.5659

圖片即將推出

化學性質

它是一種非常強的氧化劑，與金屬劇烈反應。硝酸鋇由於含有大量的硝酸根，常用於軍事用途。例如，它被用於製造手榴彈等爆炸物。雖然本身不可燃，但它能增強其他化合物的可燃性。硝酸鋇不應長時間暴露在強熱下，因為它可能會爆炸或造成火災危險。此外，它還作為許多化學過程的氧化劑；這種能力具有多種用途。

在高溫下，它可能會分解成氧化鋇和二氧化氮。

$$\mathrm{2\:Ba(NO_{3})_{2}\to 2\:BaO\:+\:4NO_{2}\:+\:O_{2}}$$

如何生產硝酸鋇

方法一

首先將碳酸鋇溶解在$\mathrm{HNO_{3}}$中。當這些化學物質反應時，鐵雜質會沉澱到表面。必須使用過濾方法去除這些雜質。之後，必須蒸發剩餘的混合物。結晶後，我們最終得到純淨的$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$，這在工業中經常使用。

$$\mathrm{BaCO_{3}\:+\:2HNO_{3}\to Ba(NO_{3})_{2}\:+\:CO_{2}\:+\:H_{2}O}$$

方法二

製備硝酸鋇的第一步是$\mathrm{HNO_{3}}$和$\mathrm{Ba}$或$\mathrm{HNO_{3}}$和$\mathrm{BaO}$的反應。

$$\mathrm{2HNO_{3}\:+\: Ba\to Ba(NO_{3})_{2}\:+\:H_{2}}$$

$$\mathrm{2HNO_{3}\:+\: BaO\:\to\: Ba(NO_{3})_{2}\:+\:H_{2}O}$$

處理硝酸鋇時應採取的預防措施

這種物質高劑量對人體有嚴重的危害。注意不要吸入過多的煙霧。直接接觸皮膚和眼睛也可能導致幾種有害症狀。硝酸鋇中毒的一些症狀包括上肺部炎症、皮膚刺激和眼睛刺激。值得注意的是，在處理它們時，使用基本的預防措施可以很容易地避免這些症狀。

硝酸鋇的應用

下面詳細討論其中一些主要用途。

• 家裡的牆漆只是不同化合物的組合。其中一種物質是硝酸鋇。值得注意的是，由於它經常被用作基本成分，如果沒有這種特殊的硝酸鋇，大多數油漆將不存在。

• 硝酸鋇是生產優質玻璃製品的主要成分之一。與這種物質相連的氧分子有助於防止玻璃製品變色。這種玻璃也非常透明。在製造光學玻璃時，專家也使用這種物質。透過在相機鏡頭中使用硝酸鋇來提高折射率，可以獲得更清晰的影像。

• 由於它可以幫助產生綠色火焰，硝酸鋇在煙火行業是一種珍貴的物質。除了煙火之外，人們還可以發現這種物質在各種煙火表演中的用途。與硝酸鋇產生綠色火焰類似，氯化鈉產生黃色火焰，而氯化銅燃燒產生藍色火焰。因此，煙火經常將所有這些混合在一起。

• 硝酸鋇有助於製造曳光彈。由於$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$直接放在這種彈藥的末端，因此可以精確地追蹤子彈發射時的軌跡。當這種子彈從槍中射出時，這種裝藥會點燃。可以看到這個區域的煙霧，清楚地顯示了子彈的軌跡。

• 硝酸鋇也是製造照明彈的主要成分之一，照明彈用於引導部隊到達特定地點。最後，這種物質也存在於爆炸性引爆器中。同樣，由於其氧化性質，硝酸鋇是炸藥的關鍵成分。

• 硝酸鋇也可以作為一種滅鼠劑。如果您把它放在家外面，它會阻止不同的齧齒動物，如老鼠和老鼠，進入或留在室內。

• $\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$有時可以用來製造特定型別的推進劑。然而，煙火和軍事應用仍然是其主要用途。

結論

可以得出結論，硝酸鋇是結晶的。它是一種略帶酸味的鹽。雖然在大多數情況下不可燃，但在極高的溫度下這種化學物質可能會爆炸。作為一種氧化劑，硝酸鋇促進其他物質的燃燒。這種化學物質可以透過兩種方法制備。這種物質的熔點約為590 $\mathrm{^{\circ}}$ C。它在高溫下會分解。接觸這種物質的人可能會出現硝酸鋇中毒症狀，例如皮膚刺激。

常見問題

Q1. 硝酸鋇是難溶性鹽嗎？

A1. 所有硝酸鹽都是可溶的。由於它可以被人體吸收，因此硝酸鋇的可溶性使其對人體非常危險。

Q2. 為什麼硝酸鋇燃燒呈綠色？

A2. 當加熱到高溫時，幾種物質會發出獨特的顏色。火焰的熱量激發了金屬離子，使它們輻射可見光。鋇發出對應於綠色的波長的光，這就是它呈現綠色的原因。

Q3. 燃燒硝酸鋇會產生什麼產物？

A3. 硝酸鋇燃燒產生綠色火焰。當加熱時，它會分解成氧化鋇、氧氣和二氧化氮。因此，硝酸鋇會產生二氧化氮。

$$\mathrm{2\:Ba(NO_{3})_{2}\to\:2\:BaO\:+\:4NO_{2}\:+\:O_{2}}$$

Q4. 是否可以使硫酸鋇溶於水？

A4. 如果離子的水合能足以超過分子的晶格能，則該化學物質將溶於水。如果離子的水合能不超過分子的晶格能，則它不會溶於水。在硫酸鋇的情況下，鋇離子和硫酸根離子的尺寸幾乎相同。因此，分子的晶格能會變高，從而克服水合能。因此，不可能使硫酸鋇溶於水。

Q5. 為什麼硝酸鋇不與硫酸反應？

A5. 硝酸鋇與硫酸反應會產生硫酸鋇和硝酸。由於硫酸鋇不溶於水，它會從溶液中形成白色沉澱。

$$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}\:+\:H_{2}SO_{4}\to\:BaSO_{4}\:+\:2\:HNO_{3}}$$