Оксид висмута(IV)

09.03.2021

Оксид висмута(IV) — бинарное неорганическое соединение металла висмута и кислорода с формулой Bi2O4, жёлто-коричневые кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидрат.

Получение

  • Действие азотной кислоты на висмутат натрия:
4 N a B i O 3 + 4 H N O 3   →   2 B i 2 O 4 + 4 N a N O 3 + 2 H 2 O + O 2 {displaystyle {mathsf {4NaBiO_{3}+4HNO_{3} {xrightarrow {}} 2Bi_{2}O_{4}+4NaNO_{3}+2H_{2}O+O_{2}}}}
  • Окисление оксида висмута(III) озоном:
3 B i 2 O 3 + O 3   →   3 B i 2 O 4 {displaystyle {mathsf {3Bi_{2}O_{3}+O_{3} {xrightarrow {}} 3Bi_{2}O_{4}}}}
  • Термическое разложение оксида висмута(V):
2 B i 2 O 5   → 350 o C   2 B i 2 O 4 + O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2Bi_{2}O_{5} {xrightarrow {350^{o}C}} 2Bi_{2}O_{4}+O_{2}uparrow }}}

Физические свойства

Оксид висмута(IV) жёлто-коричневые кристаллы. Нерастворим в воде.

Из водных растворов осаждается в виде гидрата Bi2O4•2H2O.

Химические свойства

  • Кристаллогидрат при нагревании теряет воду:
B i 2 O 4 ⋅ 2 H 2 O   → 100 − 150 o C   B i 2 O 4 + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {Bi_{2}O_{4}cdot 2H_{2}O {xrightarrow {100-150^{o}C}} Bi_{2}O_{4}+2H_{2}O}}}
  • При нагревании разлагается:
2 B i 2 O 4   → 300 − 325 o C   2 B i 2 O 3 + O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {2Bi_{2}O_{4} {xrightarrow {300-325^{o}C}} 2Bi_{2}O_{3}+O_{2}uparrow }}}
  • Восстанавливается при нагревании водородом или монооксидом углерода:
B i 2 O 4 + 2 H 2   → 265 o C   2 B i O + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {Bi_{2}O_{4}+2H_{2} {xrightarrow {265^{o}C}} 2BiO+2H_{2}O}}} B i 2 O 4 + 4 H 2   → 300 o C   2 B i + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {Bi_{2}O_{4}+4H_{2} {xrightarrow {300^{o}C}} 2Bi+4H_{2}O}}} B i 2 O 4 + C O   → 100 − 200 o C   B i 2 O 3 + C O 2 {displaystyle {mathsf {Bi_{2}O_{4}+CO {xrightarrow {100-200^{o}C}} Bi_{2}O_{3}+CO_{2}}}} B i 2 O 4 + 2 C O   → 250 o C   2 B i O + 2 C O 2 {displaystyle {mathsf {Bi_{2}O_{4}+2CO {xrightarrow {250^{o}C}} 2BiO+2CO_{2}}}}
  • Окисляет соляную кислоту:
B i 2 O 4 + 8 H C l   → − 15 o C   2 B i C l 3 + C l 2 ↑ + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {Bi_{2}O_{4}+8HCl {xrightarrow {-15^{o}C}} 2BiCl_{3}+Cl_{2}uparrow +4H_{2}O}}}