鉄酸バリウム

鉄酸バリウム
バリウム(2+)の構造式	芳香族化鉄酸塩のワイヤーフレームモデル
名前
	IUPAC名鉄酸バリウム(VI)
	その他の名前鉄酸バリウム(2-)
識別子
CAS番号	13773-23-4 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	57448624;
	InChI InChI=1S/Ba.Fe.4O/q+2;;;;2*-1 キー: JFTTYFWNHKVEMY-UHFFFAOYSA-N ;
	笑顔 [Ba++].[O-][Fe]([O-])(=O)=O;
プロパティ
化学式	BaFeO4の
モル質量	257,1646 グラム/モル
外観	暗赤色の不透明な結晶
水への溶解度	不溶性の
構造
結晶構造	斜方晶系
空間群	Pnma、第62号
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

鉄酸バリウムは化学式BaFeO _4の化合物である。これは+6の酸化状態の鉄を含む珍しい化合物である。^[2]鉄酸(VI)イオンは2つの不対電子を持ち、常磁性となる。^[3]BaSO ₄と同構造で、四面体[FeO ₄ ] ²⁻アニオンを含む。^[4]

構造

鉄(VI)酸イオンは2つの不対電子を持つため常磁性であり、四面体分子構造を有する。^[3]

X線回折は、ナノ結晶BaFeO ₄の斜方晶系単位格子構造^[1] (格子ベクトル a ≠ b ≠ c、軸間角 α=β=γ=90°) ^{[5]を決定するために使用されています。これは、格子パラメータ}a = 0.8880 nm、b = 0.5512 nm、c = 0.7214 nm でPnma空間群(点群: D _2h )に結晶化しました。^{[1] X線回折データの精度は}、高解像度透過型電子顕微鏡(HRTEM)による格子縞間隔と選択領域回折(SAED)から計算された格子パラメータによって検証されています。^[1]

特徴づけ

鉄酸バリウムの赤外線吸収ピークは870、812、780 cm ⁻¹に観測される。^[6]

BaFeO4_はキュリー・ワイスの法則に従い、磁気モーメントは（2.92 ± 0.03）×10 ⁻²³ A m ²（3.45 ± 0.1 BM）、ワイス定数は−89 Kである。 ^[8]

準備と化学

鉄酸バリウム(VI)は湿式合成法と乾式合成法の両方で製造できます。乾式合成は通常、熱技術を使用して行われます^[6]。例えば、水酸化バリウムと水酸化鉄(II)を酸素の存在下で約800～900℃に加熱します^{[9] 。}

バリウム(OH)
₂+鉄(OH)
₂+ O プラス
₂→ BaFeO
₄+ 2時間
₂お

湿式法では化学的手法と電気化学的手法の両方が用いられます。例えば、適切な鉄塩をアルカリ性条件に置き、次亜塩素酸ナトリウムなどの強力な酸化剤を加えると、鉄酸アニオンが形成されます。^[10]

2鉄(OH)
₃+ 3塩化物⁻
+ 4 OH⁻
→ 2FeO²⁻⁴
_...+ 5時間
₂O + 3塩素⁻

次に、バリウム(II)塩の溶液を加えることで、鉄酸バリウムを溶液から沈殿させます。^[10] アルカリ金属鉄酸塩溶液に可溶性バリウム塩を加えると、クロム酸バリウムと同じ構造を持ち、ほぼ同じ溶解度を持つ結晶である鉄酸バリウムの栗色の沈殿物が生成されます。^[11]鉄酸バリウムは、次亜塩素酸ナトリウムと硝酸鉄(III)の混合物に室温(または0℃)で酸化バリウムを加えることによっても製造されています。 ^{[12]二酸化炭素の不在下で低温で反応を行い、沈殿物を急速に濾過して乾燥することで、不純物としての}水酸化バリウムと炭酸バリウムの共沈を減らすことで、生成物の純度を向上させることができます。^[11]

用途

鉄酸バリウムは酸化剤であり、有機合成における酸化剤として使用されます。その他の用途としては、色の除去、シアン化物の除去、細菌の殺菌、汚染水や廃水の処理などがあります。^[6]

鉄(VI)酸塩は「超鉄」電池の高エネルギー正極材料です。鉄(VI)化合物を含む正極は、その高度に酸化された鉄基、多重電子移動、および高い固有エネルギーのため、「超鉄」正極と呼ばれています。すべての鉄(VI)塩の中で、鉄酸バリウムは異常に容易な電荷移動を維持し、これはアルカリ電池の高出力領域にとって重要です。^[7]

反応

鉄酸バリウムは、鉄(VI)化合物の中で最も安定しています。最も純粋な状態で調製でき、最も明確な組成を持っています。鉄酸バリウムは、炭酸を含むすべての可溶性酸によって簡単に分解されます。水和鉄酸バリウムが懸濁している水に二酸化炭素を通すと、鉄酸バリウムは完全に分解され、炭酸バリウム、水酸化鉄、酸素ガスが形成されます。乾燥されていない鉄酸バリウムはアルカリ硫酸塩によって分解され、硫酸バリウム、水酸化鉄、酸素ガスが形成されます。

参照

参考文献

^ abcd Ni, Xiao-Min; Ji, Ming-Rong; Yang, Zhi-Ping; Zheng, Hua-Gui (2004). 「ナノ結晶BaFeO 4 の調製と構造特性」。Journal _of Crystal Growth。261 ( 1): 82–86。Bibcode :2004JCrGr.261...82N。doi :10.1016/ j.jcrysgro.2003.09.024。
^ Briggs, JGR (2005). Longman A-level 化学コース(第 4 版). Pearson Education South Asia. p. 536. ISBN 978-981-4105-08-8。
^ ab Wiberg, Egon ; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold (2001).無機化学. Academic Press . pp. 1457–1458. ISBN 978-0-12-352651-9。
^ Wells, AF (1986).構造無機化学（第5版）. Oxford [オックスフォードシャー]: Clarendon Press . ISBN 978-0-19-855370-0。
^ "IUCr". www.iucr.org . 2016年4月29日閲覧。
^ abc Henry-Chase, Adonica; Bhushan Tewari, Brij (2013). 「環境修復のためのグリーン化学物質、鉄(VI)の使用」(PDF)。Revista Boliviana de Química。30 (1): 13–23。ISSN 0250-5460 。
^ ab Licht, Stuart; Naschitz, Vera; Wang, Baohui (2002). 「鉄酸バリウム超鉄 Fe (VI) 化合物 BaFeO ₄の迅速化学合成」。Journal of Power Sources . 109 (1): 67–70. Bibcode :2002JPS...109...67L. doi :10.1016/s0378-7753(02)00041-1.
^ Audette, RJ; Quail, JW (1972). 「カリウム、ルビジウム、セシウム、バリウム鉄酸塩(VI)。調製、赤外線スペクトル、および磁化率」。無機化学。11 (8): 1904–1908。doi :10.1021/ic50114a034。
^ Sharma, RK (2007). 「Fe (VI) の安定化」.錯体化学教科書. ニューデリー: Discovery Publishing House. p. 124. ISBN 9788183562232。
^ ab Wulfsberg, Gary (1991). 「pH と高酸化状態の安定性; オキソアニオンの合成と酸化剤としての使用」.記述的無機化学の原理. カリフォルニア州サウサリート: University Science Books. pp. 142–143. ISBN 9780935702668。
^ ab Gump, JR; Wagner, WF; Schreyer, JM (1954). 「鉄酸バリウム(VI)の調製と分析」.分析化学. 26 (12): 1957. doi :10.1021/ac60096a027. ISSN 0003-2700.
^ Herber, Rolfe H.; Johnson, David (1979). 「M ₂ FeO ₄ (M = K ⁺、Rb ⁺、Cs ⁺ ) および M'FeO4 (M' = Sr ²⁺、Ba ²⁺ ) の格子ダイナミクスと超微細相互作用」.無機化学. 18 (10): 2786–2790. doi :10.1021/ic50200a030.

[structure-1] Ni, Xiao-Min; Ji, Ming-Rong; Yang, Zhi-Ping; Zheng, Hua-Gui (2004). 「ナノ結晶BaFeO 4 の調製と構造特性」。Journal _of Crystal Growth。261 ( 1): 82–86。Bibcode :2004JCrGr.261...82N。doi :10.1016/ j.jcrysgro.2003.09.024。

[2] Briggs, JGR (2005). Longman A-level 化学コース(第 4 版). Pearson Education South Asia. p. 536. ISBN 978-981-4105-08-8。

[:0-3] Wiberg, Egon ; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold (2001).無機化学. Academic Press . pp. 1457–1458. ISBN 978-0-12-352651-9。

[4] Wells, AF (1986).構造無機化学（第5版）. Oxford [オックスフォードシャー]: Clarendon Press . ISBN 978-0-19-855370-0。

[5] "IUCr". www.iucr.org . 2016年4月29日閲覧。

[:2-6] Henry-Chase, Adonica; Bhushan Tewari, Brij (2013). 「環境修復のためのグリーン化学物質、鉄(VI)の使用」(PDF)。Revista Boliviana de Química。30 (1): 13–23。ISSN 0250-5460 。

[:3-7] Licht, Stuart; Naschitz, Vera; Wang, Baohui (2002). 「鉄酸バリウム超鉄 Fe (VI) 化合物 BaFeO ₄の迅速化学合成」。Journal of Power Sources . 109 (1): 67–70. Bibcode :2002JPS...109...67L. doi :10.1016/s0378-7753(02)00041-1.

[8] ^ Audette, RJ; Quail, JW (1972). 「カリウム、ルビジウム、セシウム、バリウム鉄酸塩(VI)。調製、赤外線スペクトル、および磁化率」。無機化学。11 (8): 1904–1908。doi :10.1021/ic50114a034。

[9] Sharma, RK (2007). 「Fe (VI) の安定化」.錯体化学教科書. ニューデリー: Discovery Publishing House. p. 124. ISBN 9788183562232。

[Wulfsberg-10] Wulfsberg, Gary (1991). 「pH と高酸化状態の安定性; オキソアニオンの合成と酸化剤としての使用」.記述的無機化学の原理. カリフォルニア州サウサリート: University Science Books. pp. 142–143. ISBN 9780935702668。

[Gump-11] Gump, JR; Wagner, WF; Schreyer, JM (1954). 「鉄酸バリウム(VI)の調製と分析」.分析化学. 26 (12): 1957. doi :10.1021/ac60096a027. ISSN 0003-2700.

[12] Herber, Rolfe H.; Johnson, David (1979). 「M ₂ FeO ₄ (M = K ⁺、Rb ⁺、Cs ⁺ ) および M'FeO4 (M' = Sr ²⁺、Ba ²⁺ ) の格子ダイナミクスと超微細相互作用」.無機化学. 18 (10): 2786–2790. doi :10.1021/ic50200a030.