硝酸(英文名:鋇 nitrate),又名鋇硝石,是鋇的無機化合物,由鋇元素、氧和氮組成。常溫下是一種無色結晶或白色結晶固體粉末,并且化學穩定性良好。其化學式為,相對分子質量為261.34,密度為3.24 g/cm3。硝酸鋇不燃,但具有助燃性,會加速可燃物的燃燒,易吸潮,能溶于水、硫酸等,微溶于乙醇和丙酮,不溶于硝酸,熔點為592 °C,溫度高于熔點時易分解。硝酸鋇具有強氧化性和毒性。其制備方法主要有硝酸法、硝酸鹽法以及復分解反應法等,在工業上主要采用硝酸法生產硝酸鋇。在化學工業中主要用于制造鋇鹽、氧化鋇等試劑,在制造業中可用于生產光學玻璃和陶瓷釉、綠色煙火及信號彈、曳光彈、炸藥等,也可用于電子產品、防腐和醫藥。
理化性質
物理性質
硝酸鋇(鋇 nitrate)又名鋇硝石,是一種無機化合物,化學式為,相對分子質量為261.34,常溫下呈無色結晶或白色結晶粉末狀態,密度為3.24 g/cm3,折光率為1.572,熔點為592 °C,易吸潮,能溶于水、濃硫酸等,微溶于乙醇和丙酮,不溶于硝酸。
化學性質
硝酸鋇具有強氧化性,并且有毒,與硫、磷以及有機化合物接觸、摩擦或者撞擊時容易引發燃燒和爆炸,燃燒時火焰呈現綠色。常溫下硝酸鋇化學穩定性良好,當溫度高于硝酸鋇熔點592 °C時容易發生分解,分解時呈吸熱反應,先產生氧氣(O2)和亞硝酸鋇【Ba(NO2)】,然后再分解生成氧化鋇(BaO)、氧氣(O2)和氮氣(N2)。
硝酸鋇受熱分解反應方程式:
硝酸鋇能與活潑金屬反應:
硝酸鋇與氯酸鉀混合,容易生成敏感性較強的氯酸鋇,配合制成煙火藥時,有可能產生自燃自爆。
硝酸鋇已知的水合物有五種,分別為二水磷酸鈉硝酸鋇Ba(NO3)2·2H2O、四水硝酸鋇Ba(NO3)2·4H2O、五水硝酸鋇Ba(NO3)2·5H2O、六水硫酸鎳硝酸鋇Ba(NO3)2·6H2O和八水硝酸鋇Ba(NO3)2·8H2O。
制備方法
硝酸法
硝酸法是工業上生產硝酸鋇的主要方法,是采用硝酸與碳酸鋇(或硫化鋇、氧化鋇、氫氧化鋇(八水))反應制取硝酸鋇。采用該方法制取硝酸鋇時應當采用能耐硝酸以及一氧化氮(NO)的特殊材料制成的設備,然后用稀硝酸(30~35%HNO3)來分解用水浸取碳酸鋇(或硫化鋇、氧化鋇、氫氧化鋇)熔體后所得的溶液。其工藝流程為先把碳酸鋇粉加入到反應器中,再加適量的水攪拌形成懸浮液,然后慢慢加入稀硝酸進行復分解反應,即可得到硝酸鋇成品。
若采用硝酸與硫化鋇反應來制取硝酸鋇,強氧化性的濃硝酸會被硫化氫(H2S)還原而失大量的一氧化氮(NO),同時也會析出硫(S),由于很難將它從溶液中分離掉,因此會污染所得的產品。
硝酸鹽法
采用硝酸鹽與可溶性鋇鹽反應制得硝酸鋇。
復分解法
采用碳酸鋇與硝酸鈣進行復分解反應制得硝酸鋇,因為碳酸鈣與碳酸鋇相比,碳酸鈣的溶解度更小,因此該反應可以發生。
應用領域
化學工業領域
可用作氧化劑、分析試劑等,用于生產鋇鹽、氧化鋇、過氧化鋇等,還可應用于化學照相的閃光燈。
制造業領域
硝酸鋇是一種重要的成分,可用于制造光學玻璃、陶瓷和陶瓷釉、綠色煙火及信號彈、信號燈、曳光彈、炸藥、示蹤子彈、引信和雷管等。
其他領域
在食品工業領域可用于防腐,醫藥方面可用于合成相關醫藥藥物,還可用于電子產品以及霓虹燈燈飾制造原料。
安全事宜
健康危害
硝酸鋇具有毒性,吸入或接觸眼睛、皮膚會引起刺激,誤服后會表現出惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、脈緩頭痛、眩暈等癥狀。嚴重中毒會出現進行性肌麻弈、心律紊亂、血壓降低、血鉀明顯降低等癥狀。可導致人體死于心律紊亂和呼吸肌麻痹,也能損害腎臟。若大量吸入硝酸鋇粉塵,亦可引起中毒,但消化道反應較輕。長期接觸可引起口腔炎、鼻炎、結膜炎、腹瀉、心動過速、脫發等癥狀。
危險特性
硝酸鋇是一種強氧化劑,具有助燃,高毒的特點,遇到可燃物著火時可以助長火勢,加劇可燃物的燃燒,如果大量竄天猴或可燃物被細微分割,可能導致爆炸。在長期受熱或受火的情況下會分解并發生燃燒爆炸,燃燒或爆炸時會產生有毒的氮氧化物氣體。與還原劑、有機化合物、易燃物(如硫、磷或金屬粉末等)混合可形成爆炸性混合物。
救治處理
皮膚接觸:脫去被污染的衣著,用肥皂水和清水沖洗皮膚。當皮膚被造成灼傷時,用清水沖洗后,再用油膏涂抹,并用紗布包扎。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。
吸入:立刻轉移至空氣新鮮處,并保持休息。如果出現呼吸困難,立即進行輸氧救治。如果出現呼吸停止,立即進行人工呼吸。
食入:飲用溫水,進行催吐救治,然后用質量分數為 2%~5%的硫酸鈉溶液洗胃,導瀉,并立即就醫。
泄漏應急處理
隔離泄漏污染區并清理所有火源,疏散并限制未穿戴防護設備的人,在泄漏區域內清理完畢。
應急處理人員應佩戴相應的防塵面具,穿防毒服。不可接觸泄漏物,以最快捷和安全的方式收集泄漏物并存放在密封容器中。不能使泄漏物與有機化合物、還原劑、易燃物等接觸。
清理完成后需要對泄漏區域進行通風,并將這些泄漏物作為危險廢物集中回收并運至廢物處理場所處置。
如果有泄漏物或受污染的液體流入下水道或者河流,需要立即通知下游緊急處理。
若為小量泄漏,可將泄漏出的物掃入密封的容器中或掃起置于袋中,然后轉移至安全場所。在清掃之前可先將其潤濕以防止灰塵,清理完畢后再用大量的清水沖洗,防止泄漏物質進入環境中。
廢棄物處理
大量硝酸鋇廢棄物,應該遵循相關的環保規定,以免對環境造成影響。不能亂倒亂扔,更不能進行隨意焚燒,處理人員應當配用專門的防護設備,以避免對自身造成危害,最后再將廢棄物放入單獨貼有標簽的容器中,以便回收。
少量硝酸鋇廢棄物,處理人員可佩戴丁橡膠手套、實驗室外套、口罩和護目鏡,以避免吸入灰塵,然后將硝酸鋇溶解在水中,再加入10%的硫酸鈉溶液進行處理。待溶液靜置 1 周后,通過添加幾滴10%的硫酸鈉溶液來測試沉淀是否完全。若沒有,需加入更多的硫酸鈉溶液,直到沒有進一步沉淀,接著倒出上清液或過濾固體,此時固體可視為普通垃圾,液體可直接清洗并倒入排水管中。
滅火方法
小火:用水滅火,不要使用干粉滅火器或泡沫滅火器。大火:從遠處用水淹沒火區,如果貨物受熱,切勿移動貨物或車輛。如果可以安全地做到這一點,將未損壞的容器移離火災周圍的區域。涉及汽車或者拖車負載的火災:從最大距離撲救火災,或使用無人值守的主流設備或監控噴嘴。用大量的水冷卻儲存容器,直到火熄滅。對于大規模火災,使用無人值守的主流設備或監控噴嘴滅火;如果達不到滅火的效果,撤離區域,讓火燃燒直至自然熄滅。
在進行滅火操作時,消防人員應佩戴防毒面具,穿全身消防服,并在上風向滅火。然后采用霧狀水、松軟土等滅火,切勿將水流直接射至熔融物,以免引起嚴重的流淌火災或劇烈的沸濺。
貯存與運輸
硝酸鋇應防潮、密封保存,并且包裝外需貼有明顯的“氧化劑”標志。然后貯存于陰涼通風、干燥的庫房,并保持環境清潔衛生,避免硝酸鋇的蒸氣濃度過高,庫房溫度不超過 30 °C,相對濕度在 80%以下,不能存放在木質地板上,并且需要與可燃物質、還原劑、粉末金屬以及食品和飼料分開存放,儲存地還需遠離排水管道或下水道以及河流湖泊等。
鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝;搬運和取用時應該佩戴防護手套、口罩和護目鏡等防護裝備,以避免硝酸鋇直接接觸皮膚和眼睛,并且輕拿輕放,不可與有機化合物、硝基化合物、易燃物、還原劑、酸類等物質共貯混運。運輸時需單獨裝運,運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。運輸車輛裝卸前后,均應徹底清掃、洗凈,嚴禁混入有機物、易燃物等雜質。
參考資料 >
Barium nitrate.PubChem.2023-03-19
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Barium(2+); dinitrate; octahydrate.PubChem.2023-03-22