Wikipedysta:Wostr/Azotan bizmutylu


Wikipedysta:Wostr/Azotan bizmutylu w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii < Wikipedysta:Wostr Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Zasadowe azotany bizmutu(III) – szereg nieorganicznych związków chemicznych zbudowanych z jonów azotanowych i bizmutu na III stopniu utlenienia, mogących zawierać w swojej strukturze także ligandy tlenowe czy wodorotlenowe.

Przyjmuje się, że zasadowy azotan bizmutu(III) dostępny komercyjnie (nazywany także zasadowym azotanem bizmutawym, podazotanem bizmutu czy azotanem bizmutylu) jest mieszaniną różnych związków bizmutu i w takiej postaci jest stosowany w medycynie jako środek antyseptyczny, ściągający i przeciwzapalny. Niegdyś stosowany był również w kosmetyce oraz w leczeniu różnych dolegliwości ze strony układu pokarmowego i w przypadku niektórych chorób wenerycznych. W odpowiednich warunkach możliwe jest otrzymanie określonych związków chemicznych i poddanie ich badaniom strukturalnym. Jeden z takich związków, Bi
6O
7NO
3, proponowany jest jako...

Spis treści

Struktura i otrzymywanie | edytuj kod

Zasadowy azotan bizmutu(III) dostępny komercyjnie, opisywany najczęściej wzorem Bi
5O(OH)
9(NO
3)
4, jest prawdopodobnie mieszaniną związków, którym przypisuje się wzory sumaryczne BiONO
3, Bi(NO
3)(OH)
2, BiOOH[9][10]. Od XVII wieku opisywano w literaturze przynajmniej 15 zasadowych azotanów bizmutu(III), jednak z uwagi na brak odpowiednich metod badawczych oraz trudności z wyizolowaniem czystej substancji i jej chemiczną analizą, badania struktury tych związków podjęto dopiero w połowie XX wieku[11]. W odpowiednich warunkach możliwe jest obecnie otrzymanie i wydzielenie określonych związków chemicznych, a następnie zbadanie ich struktury.

Związki zbudowane z sześciocentrowych kationów | edytuj kod

Struktura zasadowych azotanów bizmutu(III) powstających podczas hydrolizy azotanu bizmutu(III), Bi(NO
3)
3·5H
2O, zależna jest od warunków, w jakich prowadzona jest reakcja. W roztworach wodnych soli bizmutu(III) obecne są hydratowane jony Bi3+
w postaci [Bi
6(OH)
12]6+
. Przyjmuje się, że ich wewnątrzcząsteczkowa kondensacja prowadzi do powstawania w strącanych związkach jonów o wzorze ogólnym [Bi
6O
x(OH)
8−x](10-x)+
[12]. W dotychczas zbadanych strukturach wykryto dwa tego rodzaju jony, których powstawanie uzależnione jest od odczynu roztworu:

[Bi
6O
4(OH)
4]6+
+ H
2O [Bi
6O
5(OH)
3]5+
+ H
3O+

Równowaga ta wskazuje, że w niższym pH tworzyć się będą jony [Bi
6O
4(OH)
4]6+
[13]. Dlatego też produktem hydrolizy przy pH niższym niż 1,2 jest związek o składzie [Bi
6O
4(OH)
4](NO
3)
6·4H
2O (co sumarycznie można zapisać jako BiONO
3·H
2O). Zawiera on oktaedryczne kationy [Bi
6O
4(OH)
4]6+
. Bardzo podobny związek, [Bi
6O
4(OH)
4](NO
3)
6·H
2O (różniący się zawartością wody krystalizacyjnej i odpowiadający wzorowi BiONO
3·½H
2O), otrzymano w wyniku rekrystalizacji osadu w 100 °C[14].

Podczas ogrzewania zawiesiny [Bi
6O
4(OH)
4](NO
3)
6·4H
2O przez kilka dni w temperaturze 50 °C powstaje [Bi
6(H
2O)(NO
3)O
4(OH)
4](NO
3)
5, o mniejszej komórce elementarnej, co wynika z niższej zawartości wody krystalizacyjnej i krótszych długości wiązań w cząsteczce, choć o geometrii ugrupowania Bi
6O
4(OH)
4 zbliżonej do budowy kationów [Bi
6O
4(OH)
4]6+
i [Bi
6O
5(OH)
3]5+
[15].

Przy pH w zakresie 1,2–2,4 powstaje [Bi
6(H
2O)(NO
3)O
4(OH)
4](NO
3)
5 zbudowany z kationów {[Bi
6O
5(OH)
3]5+
}
2 powstałych przez połączenie dwóch ugrupowań [Bi
6O
5(OH)
3] poprzez dwa atomy tlenu[11].

Związki o budowie warstwowej | edytuj kod

Istnieje również związek o składzie Bi
5O
7NO
3, który otrzymano poprzez rozpuszczenie Bi(NO
3)
3·5H
2O w kwasie azotowym, wysuszenie i wygrzewanie pozostałości przez kilkadziesiąt godzin najpierw w temperaturze 400 °C, a następnie w 560 °C. Powstały związek miał strukturę warstwową spotykaną w związkach typu Bi
5O
7X (X = Cl, Br, I). Warstwy zbudowane były z ugrupowań [BiO]+
i połączone przez grupy [Bi
4O
8]4−
, a jony azotanowe zlokalizowane były w postaci dwóch warstw w wolnych przestrzeniach tej struktury[16].

Innym związkiem o budowie warstwowej jest Bi
2O
2(OH)(NO
3), w którym pomiędzy warstwami składającymi się z ugrupowań [Bi
2O
2]+
2 znajdują się dwie warstwy anionów, po jednej OH−
i NO−
3. Otrzymany został poprzez ogrzewanie w 180 °C wodnego roztworu Bi(NO
3)
3·5H
2O z dodatkiem wodorotlenku potasu przez jeden dzień. Autorzy pracy przypuszczają, że związek opisywany wzorem BiONO
3 może zawierać taką strukturę[12]

Otrzymywanie | edytuj kod

Adam Bielański wskazuje, że rozcieńczanie azotan bizmutu(III) prowadzi do otrzymania związku o składzie odpowiadającym azotanowi bizmutylu, BiONO
3[17]. Hydroliza azotanu bizmutu(III) w letniej (30–70 °C)[6] lub w gorącej wodzie[1] rzeczywiście prowadzi do otrzymania zasadowego azotanu bizmutu, jednak skład produktu zależny jest m.in. od stosunku ilościowego użytego azotanu do wody, temperatury, pH oraz czasu trwania reakcji[1][6]. Zamiast wody możliwe jest także użycie roztworów zasadowych[18], np. roztworu wodorowęglanu sodu[6].

Metoda otrzymywania przy produkcji tej substancji jako pigmentu polega na roztworzeniu bizmutu w dymiącym kwasie azotowym, a następnie wlanie otrzymanego roztworu do dużej ilości wody w celu wytrącenia białego osadu[19].

Właściwości | edytuj kod

Jest to biały lub białawy[5], drobnokrystaliczny proszek, lekko higroskopijny, bezwonny i bez (lub niemal bez) smaku[3][1]. Określany jest jako „ciężki”[3], jego gęstość wynosi ok. 4,93 g/cm³[6]. Praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie i w etanolu[5][4], roztwarza się natomiast w kwasach mineralnych takich jak kwas azotowy lub kwas solny[1][2][3].

W postaci zawiesiny wodnej reaguje m.in. z wodorowęglanem sodu i innymi wodorowęglanami metali alkalicznych, niektórymi rozpuszczalnymi w wodzie jodkami i fosforanami metali oraz z siarką. W reakcjach tych strącają się nierozpuszczalne w wodzie związki bizmutu. Z węglanem sodu tworzy zasadowy węglan bizmutu(III), którego skład zależny jest od składu użytego azotanu, ilości wody i temperatury prowadzenia reakcji[6]:

BiONO
3 + Na
2CO
3 (BiO)
2CO
3 + 2NaNO
3

Podczas ogrzewania powyżej 260 °C rozkłada się do tlenku bizmutu(III) z wydzieleniem tlenków azotu w postaci żółtobrunatnych dymów[3][1][6]. Wykazuje odczyn kwasowy (barwi papierek lakmusowy na czerwono)[1].

Zastosowanie | edytuj kod

Wykorzystywany jest do produkcji topników do emaliowania[3] oraz przy wytwarzaniu glazury[6]. Jest to również biały pigment określany jako biel bizmutowa lub biel hiszpańska[3], choć pod tymi nazwami mogą występować także inne związki bizmutu, np. chlorek tlenek bizmutu(III). Według Colour Index z 1971 roku zasadowemu azotanowi bizmutu przydzielony jest numer CI 77169 oraz nazwa CI Pigment White 17[19].

Stosowany jest również jako produkt pośredni w przemysłowej metodzie otrzymywania tlenku bizmutu(III), w której bizmut roztwarza się w gorącym kwasie azotowym[6]. Jest jednym ze składników odczynnika Nylandera służącego do wykrywania cukrów redukujących[4].

Zastosowania w medycynie i kosmetyce | edytuj kod

Zasadowy azotan bizmutu wykazuje właściwości antyseptyczne, ściągające oraz przeciwzapalne i obecnie stosowany jest głównie zewnętrznie. Był jednak niegdyś stosowany również doustnie w leczeniu biegunki i jako środek osłaniający, a także domięśniowo w postaci zawiesiny olejowej – w leczeniu kiły. Stosowanie doustne zostało jednak ograniczone z uwagi na wydzielanie się w organizmie jony azotynowe, co może prowadzić do obniżenia ciśnienia krwi i methemoglobinemii[1]. Przy stosowaniu domięśniowym mogły pojawiać się zapalenia jamy ustnej bądź jej owrzodzenia, zwłaszcza przy nieprawidłowej higienie[20].

Był stosowany jako środek kontrastujący, był użyty w pierwszym znanym przypadku wykorzystania kontrastu w badaniu rentgenowskim okrężnicy przeprowadzonym przez S. Schülego w 1904 roku[21].

W XXVIII wieku zasadowy azotan bizmutu zaczął być stosowany w kosmetyce jako środek służący do bielenia twarzy, gdyż odznaczał się bielszym odcieniem od stosowanych wtedy tlenków ołowiu i cyny[22]. Jeszcze przed I wojną światową mógł być składnikiem niektórych kosmetyków[23].

W literaturze medycznej z XIX wieku odkrycie właściwości terapeutycznych zasadowego azotanu bizmutu przypisuje się Odierowi z Genewy i datuje na rok 1786. Znajdują się tam również liczne wskazania do stosowania tej substancji. Wewnętrznie stosowany był jako środek ściągający i uspokajający w różnych schorzeniach układu pokarmowego, np. przy zaparciach, wymiotach czy biegunce (m.in. w przebiegu duru brzusznego, cholery, gruźlicy, dyzenterii bądź też po odstawieniu dziecka od piersi) oraz w chorobie wrzodowej. W postaci zastrzyków był podawany m.in. w przypadku upławów czy rzeżączki, a w postaci czopków – w podrażnieniach pochwy. Zewnętrznie był stosowany w różnych chorobach skórnych. W wielu tych zastosowaniach mógł być łączony z innymi środkami, np. z dostępnymi wówczas lekami uspokajającymi jak opium czy atropina. Były również znane w tym czasie przypadki zatruć po zastosowaniu tego środka, przy czym łączono je z przedawkowaniami, zanieczyszczeniem arsenem i z pomyłkowym użyciem azotanu bizmutu zamiast podazotanu[24].

Przypisy | edytuj kod

  1. a b c d e f g h Związki bizmutu. W: Tadeusz Rolski: Chemia środków leczniczych. Wyd. 2. Warszawa: Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1964, s. 134–135. OCLC 751161914.
  2. a b Martindale. The Complete Drug Reference. Sean C. Sweetman (red.). Wyd. 36. Pharmaceutical Press, 2009, s. 1711. ISBN 978-0-85369-840-1.
  3. a b c d e f g Bismuth subnitrate, [w:] Merck Index. An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals, wyd. 14, Whitehouse Station, New Jersey: Merck & Company, 2006, ISBN 978-0-911910-00-1, OCLC 938242785 .
  4. a b c d e CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-51, 8-91, ISBN 978-1-4987-5429-3 .
  5. a b c Bismuth subnitrate, heavy. W: European Pharmacopoeia. Wyd. 8. T. II. Strasbourg: European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare, 2013, s. 1676–1677. ISBN 978-92-871-7525-0.
  6. a b c d e f g h i Bismuth oxynitrate. W: Pradyot Patnaik: Handbook of Inorganic Chemicals. New York: McGraw-Hill, 2003, s. 113–115. ISBN 0-07-049439-8.
  7. Wostr/Azotan bizmutylu (nr 95379) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2016-12-28]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  8. Wostr/Azotan bizmutylu (nr 95379) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2016-12-28]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  9. L. Miersch, M. Schlesinger, R.W. Troff, Ch.A. Schalley i inni. Hydrolysis of a Basic Bismuth Nitrate–Formation and Stability of Novel Bismuth Oxido Clusters. „Chemistry – A European Journal”. 17 (25), s. 6985–6990, 2011. DOI: 10.1002/chem.201100673. {{Cytuj pismo}} Nieznane pola: "nazwisko6", "nazwisko7", "imię6", "imię7", "nazwisko8" oraz "imię8".
  10. L. Miersch, T. Rüffer, M. Schlesinger, H. Lang i inni. Hydrolysis Studies on Bismuth Nitrate: Synthesis and Crystallization of Four Novel Polynuclear Basic Bismuth Nitrates. „Inorganic Chemistry”. 51, s. 9376−9384, 2012. DOI: 10.1021/ic301148p
  11. a b F. Lazarini. The crystal structure of a bismuth basic nitrate, [Bi
    6O
    5(OH)
    3](NO
    3)
    5·3H
    2O
    . „Acta Crystallographica Section B”. 34, s. 3169–3173, 1978. DOI: 10.1107/S0567740878010419
  12. a b Natacha Henry, Michel Evain, Philippe Deniard, Stéphane Jobic i inni. [Bi
    2O
    2]2+
    Layers in Bi
    2O
    2(OH)(NO
    3): Synthesis and Structure Determination
    . „Zeitschrift für Naturforschung B”. 60 (3), s. 322–327, 2005. DOI: 10.1515/znb-2005-0315. {{Cytuj pismo}} Nieznane pola: "nazwisko6" oraz "imię6".
  13. Axel Nørlund Christensen, Bente Lebech. Investigation of the crystal structure of a basic bismuth(III) nitrate with the composition [Bi
    6O
    4(OH)
    4]
    0.54(1)[Bi
    6O
    5(OH)
    3]
    0.46(1)(NO
    3)
    5.54(1)
    . „Dalton Transactions”. 41, s. 1971–1980, 2012. DOI: 10.1039/c1dt11646k
  14. Bengt Sundvall. Crystal and Molecular Structure of Tetraoxotetrahydroxobismuth(III) Nitrate Monohydrate, Bi
    6O
    4(HO)
    4(NO
    3)
    6·H
    2O
    . „Acta Chemica Scandinavica”. 33a, s. 219–224, 1979. DOI: 10.3891/acta.chem.scand.33a-0219
  15. F. Lazarini. Bismuth basic nitrate [Bi
    6(H
    2O)(NO
    3)O
    4(OH)
    4](NO
    3)
    5
    . „Acta Crystallographica Section B”. 35, s. 448–450, 1979. DOI: 10.1107/S0567740879003745
  16. P. Ziegler,, M. Ströbele, H.J. Meyer. Crystal structure of pentabismuth heptaoxide nitrate, Bi
    5O
    7NO
    3
    . „Zeitschrift für Kristallographie – New Crystal Structures”. 219 (2), s. 91–92, 2004. DOI: 10.1524/ncrs.2004.219.2.91
  17. Sole bizmutu i antymonu z kwasami tlenowymi, [w:] AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 6, t. 2, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, s. 711, ISBN 978-83-01-16282-5 .
  18. Bismuth Compounds. W: Hans Joachim Breunig: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. T. 4. John Wiley & Sons, 2002, s. 130. DOI: 10.1002/0471238961.0209191312151407.a01.pub2.
  19. a b Bismuth nitrates group. W: Nicholas Eastaugh, Valentine Walsh, Tracey Chaplin, Ruth Siddall: The Pigment Compendium. A Dictionary of Historical Pigments. Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004, s. 48. ISBN 0-7506-5749-9.
  20. Bizmut. W: Józef Dadlez, Piotr Kubikowski: Farmakologia i toksykologia leków. Wyd. 2. Warszawa: Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1954, s. 472. OCLC 253235775.
  21. D.J. Miller, Jovitas Skucas: The Radiological Examination of the Colon. Practical Diagnosis. Springer Science & Business Media, 2012, s. 7, seria: Series in Radiology, 3. ISBN 978-94-009-6784-7.
  22. H. Butler: Cosmetics through the ages. W: Poucher’s Perfumes, Cosmetics and Soaps. Hilda Butler (red.). Wyd. 10. Dordrecht: Springer Science+Business Media, 2000, s. 39. DOI: 10.1007/978-94-017-2734-1. ISBN 978-94-017-2734-1.
  23. Gardner Dexter Hiscox: Henley’s Twentieth Century Forrmulas, Recipes and Processes, Containing Ten Thousand Selected Household and Workshop Formulas, Recipes, Processes and Moneymaking Methods for the Practical Use of Manufacturers, Mechanics, Housekeepers and Home Workers. New York: Norman W. Henley, 1914, s. 229, 240–241, 391. OCLC 612778174.
  24. R.E. Scoresby-Jackson, Angus MacDonald: Note-Book of Materia Medica, Pharmacology and Therapeutics. Wyd. 2. Edinburgh: MacLachlan & Stewart, 1871, s. 264–265. OCLC 809876252.

Gdzie to? I czy na pewno potrzebne? | edytuj kod

  • zawartość wg Ph.Eur 8: bizmut 71–74% w odniesieniu do wysuszonej substancji
  • według USP 31: przynajmniej 79% bizmutu jako Bi2O3
  • z uwagi na dawne zastosowanie doustne, badanie czystości preparatu według receptur farmakopealnych obejmuje próby na zanieczyszczenia metalami, m.in. barem, ołowiem, wapniem, żelazem, miedzią, srebrem, cynkiem, potasowcami czy arsenem

Do wykorzystania | edytuj kod

  • N. Henry, M. Evain, P. Deniard, S. Jobic i inni. [Bi
    6O
    4.5(OH)
    3.5]
    2(NO
    3)
    11: a new anhydrous bismuth basic nitrate. Synthesis and structure determination from twinned crystals
    . „Journal of Solid State Chemistry”. 176 (1), s. 127–136, 2003. DOI: 10.1016/S0022-4596(03)00357-8. {{Cytuj pismo}} Nieznane pola: "nazwisko6" oraz "imię6".
  • N. Henry, O. Mentré, F. Abraham, E.J. MacLean i inni. Polycationic disorder in [Bi
    6O
    4(OH)
    4](NO
    3)
    6: Structure determination using synchrotron radiation and microcrystal X-ray diffraction
    . „Journal of Solid State Chemistry”. 179 (10), s. 3087–3094, 2006. DOI: 10.1016/j.jssc.2006.05.043
  • A.N. Christensen, M.A. Chevallier, J. Skibsted, B.B. Iversen. „J. Chem. Soc., Dalton Trans.”. 265, 2000. 
  • Paul Pascal: Nouveau traité de chimie minérale. T. XI: Arsenic, antimoine, bismuth. Paris: Masson, 1958. OCLC 34332222.
  • Hiroshi Kodama. Synthesis of a New Compound, Bi
    5O
    7NO
    3, by Thermal Decomposition
    . „Journal of Solid State Chemistry”. 112 (1), s. 27–30, 1994. DOI: 10.1006/jssc.1994.1259
  • Nishio Yuji, Amezawa Koji, Horibe Masayoshi. The Synthesis of New Bismuth Basic Nitrate Complex Oxides by the Soft Processing. BiO(NO
    3)-KOH-H
    2O System
    . „Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy”. 49 (7), s. 593–599, 2002. DOI: 10.2497/jjspm.49.593
  • Nalan Kabay, Hiroshi Kodama. Ion Exchange Properties of BiO(NO
    3)
    0.5H
    2O Towards Fluoride Ions
    . „Solvent Extraction and Ion Exchange”. 18 (3), s. 583–603, 2000. DOI: 10.1080/07366290008934699
  • Christiansen 2012: pmid:22180862
  • https://books.google.pl/books?id=g94rAQAAMAAJ&pg=PA769
  • https://books.google.pl/books?id=tWA2AQAAMAAJ&pg=PA260
  • https://books.google.pl/books?id=nKulgztuzL8C&pg=PA433
  • Martindale, s. 1711 – cała sekcja o toks., dawk. itp.
  • King2005, s. 8 (Bismuth...), źródła dot. Bi6(OH)12(6+)
  • Greenwood, s. 591
Na podstawie artykułu: "Wikipedysta:Wostr/Azotan bizmutylu" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy