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氯氧化鉍

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氯氧化鉍
別名 氯化氧鉍
氧氯化鉍
識別
CAS號 7787-59-9  ✓
PubChem 6328152
ChemSpider 10606415
SMILES
InChI
InChIKey GLQBXSIPUULYOG-JKOFJLRAAJ
性質
化學式 BiOCl
密度 7.36 g/cm3(測量)
7.78 g/cm3(計算)[1]
溶解性 難溶
結構
晶體結構 四方晶系, tP6[2]
空間群 P4/nmm, No. 129
晶格常數 a = 0.3887 nm, c = 0.7354 nm
危險性
GHS危險性符號
GHS提示詞 警告
H-術語 H315, H319, H335
P-術語 P261, P264, P271, P280, P302+352, P304+340, P305+351+338, P312, P321, P332+313, P337+313, P362, P403+233, P405
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

氯氧化鉍是一種無機化合物,化學式為BiOCl。它是一種有光澤的白色固體,自古代起便已有使用,尤其是在古埃及。其板狀結構的光波干涉產生類似於珍珠的珠光彩虹光反射。

BiOCl在自然界中以罕見礦物氯鉍礦英語bismoclite的形式存在,該礦物存在於氟氯鉛礦英語matlockite礦群中。[3]

結構

氯氧化鉍的結構可以認為由層狀的Cl、Bi3+以及O2−構成(分別對應右側圖中的灰色(Bi)、紅色(O)和綠色(Cl)的離子)。這些離子按Cl-Bi-O-Bi-Cl-Cl-Bi-O-Bi-Cl的模式排序,有着膠體的Cl與O2−以及陽離子Bi3+。這種層狀結構產生了這種材料的珠光性質。

就單個離子的配位環境來說,鉍中心採取扭曲的正方形反稜鏡的配位幾何。Bi3+離子與四個Cl配位,形成一個正方形面,每個正方形的面與Bi的距離為3.06Å,四個氧原子形成另一個正方形面,每個正方形面與Bi的距離為2.32Å。 鉍和氧是四面體配位。[2]

製備與反應

BiOCl由氯化鉍的水解反應製得:

BiCl3 + H2O → BiOCl + 2 HCl

除了直接使用氯化鉍外,還可以將硝酸鉍五水合物溶於濃鹽酸,再稀釋水解得到。[4]

當BiOCl加熱至600 °C以上時,它轉換為Bi24O31Cl10(該化合物稱作「Arppe化合物」),有着複雜的層狀結構。[5][6]pH<5的鹽酸作用於BiOCl時,鹽酸濃度越大、溫度越高,越有利於BiOCl的溶解。[7]BiOCl可以被NH4HCO3轉化為碳酸鹽:[8]

2 BiOCl + 2 NH4HCO3 → (BiO)2CO3 + CO2↑ + H2O + 2 NH4Cl

BiOCl和Na2CO3的混合物可以在加熱下被一氧化碳還原為金屬[9]

應用

在古埃及,它曾用於化妝品,如眼影、頭髮噴霧劑、化妝粉、指甲油及其他化妝品。[10]由於BiOCl的片狀結構,其懸濁液有類似珍珠的光學性質。在化妝品中它的名字為C.I. 77163。[11]

硝酸氧鉍英語Bismuth oxynitrate的結構與之類似,也可用作白色顏料。

參考文獻

  1. ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (編). Bismoclite. Handbook of Mineralogy (PDF). III (Halides, Hydroxides, Oxides). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. [December 5, 2011]. ISBN 0-9622097-2-4. (原始內容存檔 (PDF)於2011-08-15). 
  2. ^ 2.0 2.1 Keramidas, K. G.; Voutsas, G. P.; Rentzeperis, P. I. The crystal structure of BiOCl. Zeitschrift für Kristallographie. 1993, 205 (Part-1): 35–40. ISSN 0044-2968. doi:10.1524/zkri.1993.205.Part-1.35. 
  3. ^ Bismoclite on Mindat.org. [2018-07-08]. (原始內容存檔於2018-07-08). 
  4. ^ 馬春陽, 吳飛飛, 王金東,等. 氯氧化鉍晶體的製備及其表徵研究 頁面存檔備份,存於互聯網檔案館[J]. 人工晶體學報, 2015, 44(7):1764-1767.
  5. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan., Chemistry of the Elements 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann: 572, 1997, ISBN 0080379419 
  6. ^ Eggenweiler, U.; Keller, E.; Krämer, V. Redetermination of the crystal structures of the `Arppe compound' Bi24O31Cl10 and the isomorphous Bi24O31Br10. Acta Crystallographica Section B. 2000, 56 (3): 431–437. ISSN 0108-7681. doi:10.1107/S0108768100000550. 
  7. ^ 張笛, 肖清貴, 張炳燭,等. 氯氧化鉍在鹽酸溶液中溶解度的測定和關聯 頁面存檔備份,存於互聯網檔案館[J]. 化工學報, 2014, 65(6):1987-1992.
  8. ^ 吳文偉, 賴水彬, 姜求宇,等. 由氯氧化鉍直接製備納米氧化鉍[J]. 有色金屬工程, 2006, 58(3):42-46.
  9. ^ 鄭文裕, 劉希澄. 從氯氧化鉍製取精鉍的研究[J]. 廣東工業大學學報, 1994(3):53-57.
  10. ^ Völz, Hans G. et al. "Pigments, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a20_243.pub2.
  11. ^ Carrasco, F. 2009. Diccionario de Ingredientes Cosmeticos(Paperback)
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