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硝酸塩の熱分解

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Academic year: 2021

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(1)横浜国大環境研紀要 14:41迅7(1987). 報 白 川11111111111川1111閣11i1. 硝酸塩の熱分解 Thermal Decomposition of Nitrates. 田 川 博 章*. Hiroaki TAGAwA*. Synopsis   The theτmal decomposition of 32 ni宅τates was studied in flowing dry ak at a heating rate of. 5。C/min by use of a TG/DTA appalatus. Following nitrates were used:nitrates ofNH4,Li, Na, K,Rb, Cs as Ia group, Be, Mg, Ca, S冥, Ba as Ila group, Y, La, Ce(IID, Pr, Nd, S狙as llla gro騰p,. ZrO as IVa gエQup,αas Vla g∫oup, Fe, Co, Ni.Rh,Pd as VIII g∫oup,Cu, Ag as玉b group, Zn, Cd as Hb group, A1, Tl as IIIb group, Pb as IVb g主oup, Bi as Vb group. From TG alld DTA cu∫ves,. which were s㎞ultaneously obtained}the decompos圭tion behavior was discussed.. 1.緒  言. 酸イオンと結合して塩化アンモニウム,硫酸アンモニ. ウムになる。これらの塩はアエPゾルとして大気中に.  硝酸塩は他の酸素塩,炭酸塩,硫酸塩とともに古く. 浮遊するが,時間の経過とともに地表に降下する。. から化学的性質が調べられ,多数の硝酸塩の性質が化.  窒素酸化物を含む物質については,.大気一地表の間. 学の便覧等に記載されている。一般的には,水に容易. の循環,反応を知るために,物理化学的上質,化学的. に溶け,溶解度が大きい,熱分解が他の塩に比べると. 性質をさらに明らかにする必要がある。その一つに熱. 低い温度で起る,分解時に酸素を発生するので酸化剤. 的性質,特に熱的安定姓がある。本研究では,入手し. としての働きがあるなどの特微がある。. た32種類の硝酸塩について,熱分析の手法,特に熱重.  硝酸塩は,熱分解によって酸素のほかに酸化窒素. 最測定TGと示口熱分析DTAを用いて,塩の安定性,. NO, NO2を発生する。逆反応としての硝酸塩の生成も. 熱分解の挙動を調べた。またアルカリ金属,アルカリ. 容易であって,水の存在下で酸化窒素は硝酸に変り,. 土類金属の硝酸塩については熱力学的脚質が知られて. 金属あるいは金属塩が共存すると,これと反応して金. いるので,TG/DTAの結果の解釈に利用した。熱的. 属硝酸塩になる。. 安定性については,化学便覧1},電気化学便覧2},無機.  近年,光化学スモッグ,酸姓雨などの環境問題の一. 化学の成書3・4)などに記載はあるものの,詳細について. 因として,酸化窒素の生成,あるいは存在が取り上げ. は知られていない。. られるようになり,大気中における存在状態,酸化窒 素を含む反応の反応過程なども研究されている。それ らの研究によると,火気中の酸化窒素は,そのままの 状態で大気中に存在することもあるが,海水の成分で. 2.実験方法 2.1.試  料  使用した硝酸塩は. あるナトリウム,カルシウムと結合して硝酸ナトリウ. Ia族:NH4NO、, NaNO3, KNO3, RbNO3. CsNO3. ム,硝酸カルシウムになり,また窒素酸化物が還元さ. 雁a族:Be(NO3)2水溶液, Mg(NO3)2・6H20,. れて生成するアンモニアと硝酸とが反応して硝酸アン.   Ca(NO3)2・4H20, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2. モニウムが生成するほか,海水成分の塩素イオン,硫. 旧a族:Y(NO3>ゴ6H20, La(NO3)ゴ6H20, Ce(NO3)3・. *横浜国立大学 環境科学研究センター 汚染拡散学研究室  Department of Chemodynamics, Institute of Environmental  Science and Technoiogy, Yokohama National University,.  Yokohama 240  (1987年6月30日受領).   6H20, Pr(NO3)3・6H20, Nd(NO3)3・6H20,.   Sm(NO3>ゴ6H20 1>a族:ZrO(NO3)2・2H20 Vl a族 :Cr(NO3)ゴ9H20.

(2) 42. 珊族(鉄族):Fe(NO3)3・9珪0, Co(NO3)2・6H20,.  熱分析の結果をRg.1から32に承す。配列の仕方.   Ni(NO、)ゴ6H20. は,周期表Ia族から長周期に従いVb族までである。=.   (白金族):Rh(NO3)3, Pd(NO3>2. 実験条件は,流速100cm3/謡nの乾繰空気中,5℃/. 1b族;Cu(NO3)2・3}{20, AgNO3. m1nの昇渥速度で行い,記録計の条件は重董変化幅. 打b族:Zn(NO3)2・6H20, Cd(NO3)2・4H20. 100mg,示差熱電対の起電力としては1000μVあるい. 田b族:A1(NO3)ゴ9H20, TINO3. は400μVを用いた。Pt/Pt・13%Rh熱電対を胴いる. Wb族:Pb(NO3)2. と,300℃以.1:二では10μVがほぼ}℃に相嘉する。. Vb族:Bl(NO3)3・5H20.  鴎の横軸は時間の関数としての温度を縦軸の上部に. これらの硝酸塩はSm, Rh, Pd(三和化学㈱,大袖). はDTAで得られる温度差を,下部にはTGによる重量. を除いて,すべて関東fヒ学㈱の試薬特級品を用いた。. 変1ヒを重量百分率で示す。分解時挙動の理解を助ける. いずれの塩も,乳鉢中で粉砕して実験に供した。. ために,TG曲線の曲がり,あるいは平坦部には,1ヒ. 2.2.装置と方法. 合物名を化学式で示した。なお,重量減少の内容は, 水蒸気,酸fヒ窒素N20, NO, NO2,酸素などである.  実験装置は一差熱天秤装置TG−DTA(真空理工. が,生成物(個相,気相を含めて)の化学分析を行っ. ㈱,TGD−5000H)を用い,これに流量誘,フローコ. ていないので,分解反応の詳細に立ち入ることはでき. ントロール・バルブ(大倉電気㈱,CFII2)を接続し. ない。. た。装置の出口1側には発生した酸化窒素の吸収瓶 (NaOH水溶液)を取付けた。 TG−DTA装置は上i皿. 3.1、硝酸アンモニウム NH4NO3. 式電気天秤を基本とし,天秤の樟の一端には試料容器.  硝酸アンモニウムには次のように転移する:正方晶. を頂上部に接合した熱電対が垂直に取付けられている。. 一18℃→β一斜方晶←32.5℃→α一斜方晶←84.2℃→. 白金製試料容器(直径8喩m,高さ10mm)には熱電対に. 正方晶←125℃→立方晶←169.5℃→液体。DTAでは. 差込むための鞘(内径1康m,長さ10mm)が容器内で5. これに対応した吸熱ピークが見られる。142℃に分解. mmの高さになるように溶接されている。これと同じ大. 開始温度があるが,分解が顕著に進行するのは,液相. きさのDTA用標準物質(アルミナを使用した)用の試. に変ったのち200℃付近より高い温度においてである。. 料容器を供えた熱電対は,試料用熱電対と12珊疇の距離. 分引}寺に大きな発熱を伴う。これは恐らくアンモニウ. に熱天秤とは独立して平行に立てられている。これら. ム基の酸化によるものであろう。. 2つの容器には外径29.5mm,高さ50m儘,厚さ1m嘩のア ルミナ製門筒キャップを被せて,均熱部分を作る。.  実験法は粉砕した硝酸塩100mgを試料容器に入れ, 正確に秤量したのち100cm3/minの流速で過塩素酸マ.  3.2.硝酸リチウム LiNO3  硝酸リチウムを空気中にて加熱すると,加熱と同時 に吸熱ピーク (40℃)が見られる(Fig.2)。これ.は硝. グネシウムを通した空気を此内に導いた。次に室温か. 酸塩中に僅かに含まれている水,すなわち結晶水に自. ら最高1000℃まで5℃/minの昇温速度で加熱し,渥. ら溶ける現象による。化学便覧によるとD,LiNO3・. 度,重量変化,示差温度を記録した(横河電機㈱,. 3H20の融点は29.88℃である。無水のLINO3の融点は. 3066−53)。分解開始温度は,TG曲線が基線から外れ. 261℃である12}。DTA II難線の吸熱ピークは260℃を示し. る温度とした。この温度付近においてDTA曲線も多. た。熱分解は430℃以上で起る。亜硝酸塩UNO2を生成. くの場合基線から曲りを示した。. することなく,Li202になる。900℃以下ではし120にな らない。分解は次式で与えられる。. 3.結  果  硝酸塩の多くは吸湿性が高く,潮解するものも少な.   LiNO3一→ 1/2 Li2Q2十NO十1/202  (3.2−1). 3.3.硝酸ナトリウム 醤aNO3. い。そこで熱分析の試料として結晶水を有する塩を用 いた。有水塩を用いる場合と,無水塩が得られるもの.  硝酸ナトリウムの斜方晶→六方晶の根転移温度は. について熱分解する場合には,TG/DTA曲線に相違. 276.05℃,融点として306℃が知られている2}。Fig.3. が生じる場合がある。すなわち,結晶水の放出過程. に見られるように,DTA雌線には280℃,315℃に吸熱. (脱水過程)中に硝酸塩の熱分解が始まると,TG曲線. ピークがあって,それぞれ上述の2つの漏度に対応す. では両者は重畳する。. る。加熱すると491℃において分解が始まり,750℃付.

(3) 43. LiNO,. NH,NO,. DTA. & <i d. m. Iioouv. 6. I4optv. ×. ×. m. 142l. o. DTA. & <,. 430 mp. [. e. l. mp. )R -20. th. -E). 'E). - 20. ec. be. E -4o. : -40. i. sv. M.pa. 'ge -60. -60. B. po. Li,02 -. - 100. - leo. o 2oo 4oo 6ee seo loeo. Temperature / ℃ Fig.1 TG and DTA curves of NH4N03 at. Fig. 2 TG and DTA curves of LiN03 at 5℃・ minrm' in a 100 cm3・minrri air f}ow.. KNO,. NaN03. DTA. & <,. DTA. & <, d. Iiooptv. d. tr.. ×. ×. m. re. mp. 491 o. - 20. e 2oo 4eo 6Qo soo looo Temperature!℃. 5℃・minLi in a 100 cm3・min+i air flow.. ・b9. Li,O -. - 80. - 80. l. o. NaN02 -. - 20. m.p.. Isoptv. 526 ;. KNO, ----. x. ssx. %. ¢. oo. = -40 as. ki -40. xu. gpa -6o. g. Na202 Na20 '. K,O, -. 's". K,O ---. .pe -6e. o. ij. -80. - 80 -100. ・g. o 2oo 4eo 6oo soo leoo. - lee. Temperature 1 OC Fig.3 TG and DTA curves of NaN03 at 5"C・ minre' in a 100 cm3・minn' air flow.. o 2eo 4oo 6oo soo looo Temperature / ec. Fig. 4. TG and DTA curves of KN03 at 50C・ min'i in a 100 cm3・min i air flow,.

(4) 44. CsNO,. RbNO,. N <i. DTA ' ---Yi)¥/N---:,t-M. F <J. DTA. d. tr.mp. i50itV. 6. tr.. x. x. m. Isoptv. pa. 5?9. rn.p. (CsN02). 407 -CsNO,. o. o. l -CsNO,. RbNO, - 20. - 20. x. ee fe. - 40. Rb,O, -. ×. Rb,O ---'. ki. .pa. Cs,O -. u. - 40. r`u:. r`v:. k. CS202 --.. n. -6e. -60. .pa. o. b. g ¢. - 80. - 80. .fi.. - 100. o. - 100. 4oo 6oo soe looo. 2oe. o. 200. Ternperature / "c. Fig.5 TG. min. Temperature/℃. and DTA curves of RbN03 at 5℃' --. l in. Fig.6 TG. Isoptv. d. pt. o. o. 8. - 20. : - 40. : - 40. -Ei. l. oo. B. - 20. × ee. tt. .9g. Isoptv. × pt. ×. x. DTA. & <i. d. a 100 cm3・minme± air flow.. Mg(NO,),・ 6 H20. aqueous solution. DTA. N <s. and DTA curves of CsN03 at 5℃・. min -i in. a IOO cm3・min-] air flow.. Be(N03)2. 4oo 6oo soo leoo. ----. Be(NO,),・ 3H20. - 60. - 100. .pa. lo. - Be(N03)2 - se. g G. BeO. o 2eo 4oo 6oo seo looo. - 60. TG ancl DTA curves of Be(N03)2 aqueous soiution at 5℃・min"' in a 100 cm3・minnvi air flow,. MgO. - 80. - 100. Temperature/Oc Fig. 7. - Mg(NO,),・H20 - Mg(N03)2. o 2oo 4oo 6oo soo leoe Temperature ! ℃. Fig. 8. TG and DTA curves of Mg(N03)2'6H20 at 5℃・min7i in a 100 cm3・min-' air flow..

(5) 45. sr(No3)2. Ca(NO,),・ 4 H20. DTA. N <, d. Isoptv. ×. ra. - 20. 473. l - Ca(N03)2. ss--. ee. - 40. -40. E. -8. N・pa -6o. -60. .pa. CaO. o. B. x% =es. x kl. o. ij. - 80. - 80. - 100. - 100. o 2oo 4eo 6oo soo looo. o 2oo 4oe 6oo soo loeo Temperature!"c. Temperature / ℃ Fig. 9 TG and DTA curves of Ca(N03)z・4I"l20 at. Fig. IO TG and DTA curves ef Sr(N03)2 at 5℃・minn' in a 100 cm3・minTi air flow.. 5℃・rninme' in a leO cm3・min7t air flow.. Y(NO,),・ 6 H,O. Ba(N03)2. DTA. & <J X. Isoptv. 59,7. :. .pa. go. c5. I soxiv. scx. o. o. - 20. - 20. BaO. KN.. s E. DTA. &< i mp.. d. ra. %. mp. 542. o. - Ca(NO,?,・ 3 H,O. - 20. Iseptv. × ul. mp.. o. DTA. & < s d. - 40. x%. - Y(NO,),・ 6 H,O. - Y(NO,),. 3 H,O --- Y(NO,),. -40. ki. "o. ti -60. -60. --- YONO,. Y203. .pa. o. 3-. - 80. - 100. o 2oo 4oo 6oo soo loeo Temperature1℃. Fig.11 TG and DTA curves of Ba(N03)2 at 50C・minui in a 100 cm3・min-i air fiow・. 80. - 100. o 2oo 4eo 6oo soo looe Teraperature1℃. Fig. 12 TG and DTA curves of Y(N03)3・6H20 at 5ec・min"] in a IOO cm3・min"i air flow..

(6) 46. La(NO,),・ 6 H20. Ce(NO,),・ 6 H,O. DTA. N <i. DTA. & < ,. d. x. 6. Isoptv. pd. I soyv. x. pa. o. o. - La(NO,),. 6 H20 - 20. ・×. - 20. -- La(NOs)3. - 4e. ee. - LaON03. g xu. La203. - 6e. }l. - Ce(N03)3. t -40 if .E!. be02. o -60. tt. .pa. +pa. g. ¢. go -so. -80. .s.. - leo. - 100. o 2oo 4oo 6oo seo leoo Temperature/℃. Temperature 1 Oc. Fig. 13 TG and DTA curves of La(N03)3・6H20 at. Fig. I4 TG and DTA curves of Ce(N03)3・6H20 at. 5℃・min-i in a 100 cm3・minT' air flow.. 5℃・minrmi in a 100 cm3・minTt air flow.. Nd(NO,),・ 6 H20. Pr(NO,)3・ 6 H20. DTA. N <s. 6. Iso"v. m. be. -g. ti. e. - 20. - Pr(N03)3. obe -4e. -- PrON03 Pr203. -60. ---. nc co. xo JEI. ・gy.. g -so. g -so. o 2eo 4oo 6oo soo looe Temperature1℃. Fig. I5 TG and DTA curves of Pr(N03)3'6H20 at 5℃・min"i in a 100 cm3・min"i air flow.. NdONO,. 60. ・gy.. -leo. --- Nd(NO,),. ×. -4e. :. Isoptv. ×. m. o. x¢. DTA. & <・. d x. - 20. o 2eo 4oo 6oe soo looo. - 100. Nd,O,. o 2oe 4oe 6oo soo leoo Temperature1℃. Fig. 16 TG and DTA curves of Nd(N03)3'6H20 at 5℃・min-: in a 100 cm3・minrmi air flow,.

(7) 47. Sm(NO,),・ 6 H,O. ZrO(NO,),・ 2 H,O. DTA. s <J. DTA. N < s. 6. d. Isoptv. ×. ce. Isoptv. ×. ta. o. o. - 20. - 20. - ZrO(N03)2 - Sfri(N03)3. % -40. -rm.SrnONO,. SM203. - 60. .-. Zr02. fe. g. - 60. li. .ge. .pt. b -so. Bi. -100. ¢. - 80. - 100. o 2oo 4oo 6oe soo looo. O 200 400 600 800 1000. Ternperature 1 ℃. TerRperature/℃. Fig. 17 TG and DTA curves of Sm(N03)3'6H20. Fig. I8 TG and DTA curves of ZrO(N03)2・2H20 at 5℃-minmi in a 100 cm3・min-i air flow.. at 5℃・minT] in a IOO cm3・min-' air flow.. Fe(NO,),・ 9 H20. Cr(NO,),・ 9 H20. DTA. N <,. DTA. & <,. 6. d. Isoptv. ×. ta. Iioosiv. ×. pt. e. o. - 20. - 20. x ×. ee -40 E. ×. 'p- Cr(N03)3. 8 -4e g. i -60. - 60. -pa. o. g-. cr,03. 80. - leo. --- Fe(N03)3. g. "U .w. Zr,O,NO,. - 40. ee. E. s. --. s-x. s..... o 2oe 4oo 6oo soo looe Temperature 1 ℃. Fig. 19 TG and DTA curves of Cr(N03)3'9}-I20 at 5℃・minU] in a IOO cm3・minr' air flow.. g. g-. 80. -- loe. Fe203. o 2oe 4oo 6ee soo looo Temperature / ℃. Fig. 20 TG and DTA curves of Fe(N03)3'9}'I20 at 5℃・min-i in a IOO cm3・minLi air flow..

(8) 48. Ni(NO,),-6H,O. Co(NO,),・ 6 H,O. DTA. & <,. DTA. & <,. d. d. Iiooptv. x. ra. Iso"v. ×. m. o. o. - 20. - 20. xzz -40. ----. Co(NO,)2. Nss. zz -40 :. E. e. so. N -60. M -60. -pa. Ege.. o. g-. 80. -100. - se - 100. o 2oo 4oo 6oo seo leoo. o 2oo 4oo 6oe soo looo Temperature / oc. Temperature / ℃ Fig. 21 TG and DTA curves oi Co(N03)2'6H20. Fig. 22 TG and DTA curves of Ni(N03)2'6H20 at 5bC・minni in a 100 cm3・min-' air flow.. at 5℃-min"t in a 100 cm3・rnin-i air flow,. Rh(NO,),. Pd(NO,),. DTA. s <i d. ge. d. I so"v. ×. ra. x¢. DTA. & <J x. Iopptv. pt. e. o. - 20. - 20. - RhONO, -4e. Rh,O,. .Eg. PdO. ×. ooo -40 =es. xo. £ -60. E - 60. .ge. .g?. g -se -100. g -so o. 200. 4oo 6eo soo looo Temperature 1 ℃. Fig. 23 TG and DTA curves of Rh(N03)2 at 5℃・minrr' in a leO cm3・min-i air flow.. -1oe. o 2oe 4oe 6oo seo loeo Temperature 1 ℃. Fig. 24 TG and DTA curves of Pd(N03)2 at 5ec・min-' in a 100 cm3・min-] air flow..

(9) 49. AgN03. Cu(NO,),・ 3 H,O. & <. & <J. DTA. ,. d. d. ×. ta. ×. liooxiv. m.p.. pt. 362 o. o. - 2e. ・- 20. ;. sE) sss. Ag. ge -40. ee -40. vsos. ki. :. o. '[o". ti -60. E -60. .?9. .ge. bo. )-. 80. - IOO. - 80 - 100. O 200 400 600 800 IOOO. o 2oe 4oe 6oo soo looo Temperature / Oc. Fig. 25 TG and DTA curves of Cu(N03)2'3H20. Temperature1℃ Fig. 26 TG and DTA curves of AgN03 at 5℃・mln'i in a IOO cm3・min'' agr flow.. at 5℃・minLi in a IOO cm3・min-L air flow.. Cd(NO,),・ 4 H,O. Zn(NO,),・ 6 H20. DTA. & <J. & < ,. d. 6. Isoptv. ×. m. ×. ta. o. e. pt Cd(NO,),・ 2 H,O - 20. - 20. t323. --- Cd(NO,),. ×. X-. ¢ -40 oo. tt -40 fe. =. r:U:. ut. " o. G -60. ti - 60. CdO. .g?. -pa. o. g -so. b - 80 -- leo. - leo. o 2eo 4oo 6oo soo leoo Temperaturef℃. Fig. 27 TG and DTA curves of Zn(N03)2'6H20 at 5℃・minri in a 100 cm3・min-] alr flow.. o 2oe 4oo 6oo soo looo Temperaturef℃. Fig. 28 TG and DTA curves of Cd(N03)2'4H20 at 5℃・min'' in a 100 cm3・min i air flow..

(10) 50. TINO,. Al(NO,),・ 9 H20. DTA. N <s. DTA. s <s 6. d ce. Isoptv. m.p.. ×. pt. ×. 333 l. o. o. - 20. - 20 b9. 's... xx. so. .E!. u -40 g. g. .9g. ee -40 = o. - 6e. -60. 21 ・ge.. ¢. g. 3 -so. - se. .a.. - 100. -leo. e 2oo 4oe 6oo seo looo. O 200 400 600 800 1000 Temperature / ec. Temperature / ℃ Fig. 29 TG and DTA curves of AKN03)3・9H?O. Fig. 3a TG and DTA curves of TIN03 at 5℃・min''i in a IOO cm3-min-' air flow.. at 5℃・min i in a lOO cm3・miB 'i air flow.. Bi(NO,),・ 5 H20. Pb(NO,),. DTA. s < s. d x. d. Iiooptv. m. s. o. - 20. Pb(NO,),・ 2 H20. - 20. PbO,. X.. U -40. - Pb,O, PbO. --- Bi(NO,),. x... ee -4e. fe. fe. eEl. `o. .--- BiON03 Bi,O,. , -60. ,". : -60. .'. .',J. ・pa. .pa. go. Iiooptv. ×. pm. ll. 370 o. DTA. H <s. o. iiB. - 80. - 80. - loe. - 100. o 2oo 4ee 6oo soo loeo Temperature/Oc. Fig. 31 TG and DTA curves of Pb(N03)2 at 5℃・min') in a 100 cm3・min'i air flow.. o 2oe 4eo 6ee soo loeo Temperature / ℃. l?ig. 32 TG and DTA curves of Bi(N03)3'5H20 at 5℃・min-i in a IOO cm3・minT] air fEow..

(11) 51. 近に翼aNO2の生成を思わせる折回を経由してNa20に. 3.7.硝酸ベリリウム Be(NO、)、水溶液. なる。翼a202は生成しない。硝酸ナトリウムの分解 は,TGの結果から判断すると次のように進むと考え.  南販の硝酸ベリリウムは,結晶では得られず,水溶. られる。. 液でのみ入手可能である。これを加熱すると,まず水.   醤aNO3 → 蔑aNO2十1/2 02            (3.3一ユ). が蒸発するが,無水の儲酸塩にはならないで,水の蒸.   NaNO2→1/2 Na20牽NO牽1/402   (3.3−2). 発と同時に硝酸塩の熱分解も起り,酸化ベリリウムに. なお,熱分解の過程に関する熱力学的な考察は4.3.1. なる。水溶液の組成を,生成物の重量から計算すると. で行う。. Be(蝉03)2・18.02H20になる。.  3.4.硝酸カリウム KNO3. 3.8.硝酸マグネシウム Mg(NO,),・6H、0.  硝酸カリウムの斜方晶→六方晶の相転移は128℃2},.  使回した試料はMg(NO3)2・6.528H20であって,吸湿. 融点として370℃が知られている3}。DTA曲線では王40. していることがわかる。. ℃と340℃に吸熱ピークがある。分解は526℃において.  加熱すると90℃付近において硝酸壌が結鹸水に溶け. 始まる。770℃付近にKNO2の分解を示す折点が現れ. る。脱水が進むと,無水塩を作ることなく硝酸塩の熱. る。さらに加熱すると,K202あるいはK20の組成のと. 分解が起り,460℃以上にて酸化物MgOになる。. ころで平坦部になることなく,生成した酸化物が蒸. 3.9.硝酸カルシウム Ca(NO3)2・4H20. 発,逸散する。硝酸ナトリウムの熱分解過程に関して は4.3.2において,熱力学的に考察した。.  加熱すると,60℃幽門に大きな吸熱ピークが見られ る。これは硝酸塊が自らの結晶水に溶けることによる。. 3.5.硝酸ルビジウム RもNO3. 結晶水の喪失は250℃までに終る。使用した硝酸塩の.  硝酸ビジウムの相転移湿度と融点として. 結晶水はCa償03)2・3.799H20であった。.   16ξ℃ 六方晶→立方晶.  硝酸カルシウムの融点は56ユ℃である2}。これに粗当.   220℃ 立方晶→六方晶. する吸熱ピークは550℃に見られた。分解は500℃から.   283℃  (不明). 始まる。TGI鍵i線の550℃付近での折目は,硝酸塩の熱.   310℃ RbNO3の融点. 分解が融解の潜熱の影響を受けるためと思われる。生. が知られている。DTA曲線には,相転移によるすべて. 成物は酸化カルシウムである。. の吸熱ピークが見られる。TGによると,分解は529℃. にて起り,RbNO2の生成を思わせるTG曲線の曲がり を示したのち,生成物はすべて蒸発・逸散する。. 3.6.硝酸セシウム CsNO、. 3.10.硝酸ストロンチウム Sr(NO3)2.  融点は570℃であって,柑転移はない。.  Fig.10にTG/DTA曲線を示す。542℃に分解開始 温度がある。分解開始後にSr(NO3)2は融鯉し(吸熱.  硝酸セシウムを加熱すると,120と160℃に弱い吸熱. ピークは620℃:融点の文献値は570℃あるいは645. のピークが見られる。後者のピークは相転移に基づく. ℃),液相にて反応が進行する。生成物は酸化ストロ. ものであるが,醜者についてははっきりしない。加熱. ンチウムである。. と同時に分解が起る。300℃付近までにCsNO2になる。. 407℃付近からさらにCsN軌の分解が始まる。同時. 3.U.硝酸バリウム Ba(NO3)2. に410℃に大きな吸熱ピークが見られる。CsNO3の融.  融点は592℃,相転移はない。. 点は414℃であるがD,この段階では試料のすべては.  TG/DTA曲線をFlg.11に示す。分解は550℃にお. CsNO2になっているので,この吸熱ピークはCsNO2の. いて固相で始まり,融点を越えて液相で進行する。. 融解によると考えられる。CsNO、の融点は409℃であ. DTAの585℃の小さいピークは置相での分解,592℃. る。重量滅少は急激に進み,酸化物に相当するところ. のピークは融解を示す。生成物はBaOである。融点の. では⊥kまらない。生成した酸化物がすべて蒸発逸散す. 文献値として585℃と592℃があるが,薩者が正しいよ. ることがわかる。. うに思われる。.

(12) 52. 3.12.硝酸イット1,ウム Y(NO3)、・6H20. 3.17.硝酸サマリウム Sm(NO」)3・6H20.  この硝酸塩は潮解性があって,使用した試料の水加.  使朋した硝酸塩の水加数は5.490である。. 数は硝酸塩1モル当り7.38モルであった。加熱と同時.  TG蝕線には,90℃付近に硝酸塩が結晶水に自溶す. に硝酸塩は結晶水に溶解する。この吸熱ピークは40℃. る吸熱ピークが見られる。結晶水の脱水と硝酸塩の熱. にある。溶解後,結晶水の蒸発が始まる。無水塩の組. 分解の両過程が重なるために,無水塩の生成を示す平. 成ではTG曲線に平坦部分力∼現れるが,昇渥状態では. 坦部分はTG曲線には存在しない。 SmONO3組成のと. 無水塩の分解が結晶水の喪失に続いて起る。TG曲線. ころに田植がある。生成物はSm20、である。. では430℃付近に,オキシ硝酸塩YONO3の組成のとこ ろに折脚が晃られる。700℃以上にて酸化物になる。 3.13,硝酸ランタン La侭03)3・6H20. 3.18.硝酸酸化ジルコニウム Zr(NO3)20・2H20  硝酸ジルコニウムはZr(NO、)、であるが,実際に使用 した試料はオキシ硝酸塩Zr(NO3)20・L746H,0である。.  使噛した試料の結晶水は5.548モルであった。加熱. 加熱と同時に脱水と熱分解が起る。無水塩は得られな. により80℃付近にて硝酸塩は自らの結晶水に溶ける。. い。生成物は酸化ジルコニウムである。. 250−330℃の領域において無水塩になる。330℃を超. えると無水塩の分解が起り,LaONO3を経由して酸化 物に変る。 3」4.硝酸セリウム(IID Ce(NO3)3・6}{20. 3.19.硝酸ク目ム α(NO3)3・9H20. 逆.  使用した試料はCr(NO3)、・8.411H20である。.  加熱とともに65℃付近で吸熱が起り,硝酸塩は結晶 水に溶ける。結晶水の放出と硝酸塩の熱分解が同時に.  使用した試料の水加数は6.230である。55℃に結晶. 起り,酸化物Cr203になる。400℃付近に僅かな重量減. 水に溶解するときの吸熱ピークが見られる。TG曲線. 少と発熱が見られる。不安定な化合物が一旦生成し,. ではしa(NO3)3・3H20とLa(NO、)、の組成に相当する重量. これが分解すると考えれば,発熱を伴う重量減少の現. の位置に曲がりが現れる。600℃以上にて酸化物CeO2. 象を理解することができる。酸化クロム(VD CrO、が. になる。硝酸塩のセリウムの酸化状態は3十である. 生成するとすれば,重量減少は一74.52%になる。ある. が,分解時に酸化されて4十になる。. いは部分的にCrO3が生成し,これが400℃村近で分解 してCr20、になることも考えられる。. 3.15.硝酸プラセオジム Pr(NO3)3・6}{20. 3.20.硝酸鉄(IID Fe(NO3)3・9H20.  使用した硝酸塩の結晶水の数は5.2igモルである。 DTA II{i線では,70℃にて硝酸塩が結「写1・i水に自溶する.  TG/DTAの試料として用いた硝酸鉄(田)は. 吸熱ピーク,230℃にて結晶水喪失の吸熱ピークが見. Fe(NO3)、・7.818H20である。加熱すると50℃付近にお. られる。260−3!0℃の灘度範囲では無水塩に近い組成. いて吸熱し,結晶水に溶ける。脱水と分解が1目時に起. の領域が存在する。この部分は厳密には平塩ではない。. るため,無水塩にはならない。生成物はFe203である。. この濾度を越えると分解が始まり,PrONO3の組成に. 3.21. 山郭酸コノ9回目  Co(NO3)ゼ6H20. 相当する重量のところに折点が見られる。生成酸化物 はPr6011ではなく,Pr203である。.  使粥した試料はCo(NO、)2・5.637}至20である。50℃/. minの網織速度で加熱すると,55℃付近で大きな吸熱 3.16.硝酸ネオジム N6岱03)3・6H20. のピークが現れる。これは結晶水に硝酸塩が自溶する.  使硬した硝酸塩はNd(NO3)3・4.981H、Oである。. ときの現象による。脱水と熱分解が同時に進行し,.  昇旧すると,80℃に硝酸塩が結野水に自溶する吸熱. 300℃までにCo304になる。. ピークが見られ,2水弾と無水塩のところにTG曲線. 3.22.硝酸ニッケル MG唾03)2・6}{20. のi撫がりが見られる。結晶水の喪失の過程で硝酸塩の. 熱分解の始まることがわかる。NdONO3を経て酸化 物Ndρ3になる。.  Ni(NO3)2・5.741H20を試料として用いた。加熱ととも. に55℃付近において結晶水に自溶する。結晶水を喪失. する過程で硝酸塩自体の熱分解が起るため,両者の区 別はできない。330℃にて急激な重量減少が終る。こ.

(13) 53. の温度での試料は重量変化から計算するとNiO15に相. 3.29.硝酸アルミニウム Al(NO3)3・9H20. 当する。加熱を続けるとNioになる。  加熱すると,85℃と150℃に吸熱ピークが現われる。 3.23.硝酸ロジウム Rh(NO3)2. 前者は自らの結晶水に硝酸塩が溶ける現象,後者は水.  熱分解温度は50℃であって,加熱すると容易に酸化. 溶液からの硝酸塩の熱分解になる。TG曲線から結晶. 物になる。RhONO、の組成{寸近でTG曲線の重量減少. 水の喪失と硝酸塩の熱分解は同臼寺に起るように思われ. の勾配が変る。酸化物はRh203である.硝酸臨が酸1ヒ. る。分解はほぼ600℃までに終るが,僅かな璽日変化. 物に変る場合の重量減少の計算値は,もとの硝酸塩の. はさらに高温まで続く。生成物はγ一Ai203である。. 57.6%であるが,実際には60(}℃において50%であっ. た。これは,恐らく試料が使用鰍こ分解していて,硝 酸塩の一部が酸化物に変ったためと思われる。.  3.30.硝酸タリウム Tl醤03  硝酸タリウムにはTINO3とTl(NO3>、がある。使胴し. たTINO3には繕方舷(γ)→三方晶(β)・三方描 3.24.硝酸パラジウム Pd(NO3)2.  加熱後間もなく分鯉が起る。分解開始温度は45℃で ある。分解は40℃までに終る。生成物はPδOである。. (β)→立方融(α)の転移があり,その温度は,そ れぞれ75,145℃である。融点,沸点はそれぞれ206,. 430℃である。DTA曲線では2つの網転移温度と融点 が見られる。333℃から重量減少が始まり,減少蚤と. 3.25.硝酸銅 Cu(NO3)2・3H20  使用した試料はCu(NO3>2・3.037H20である。カ11熱す. ると,重量減少は70℃付近から起る。125℃の大きな 吸熱は硝酸塩が結鹸水に自溶し,それと同時に重量も 10%程度減少する。脱水と硝酸塩の熱分醒の区別はで. きない。熱分解は300℃までに終り,酸化銅CuOにな る。. して70%と93%に平坦部分が現れる。この2段の平壌 部の再現性は悪く,第!段では53∼70%の範囲に,第 2段では85∼92%の間にある。硝酸塩が単に熱分鯉し て金属タリウムになるのであれば,璽量減少は23.8% である。Fig.30にも見られるように,第一段の平坦部. は重量減少が初めの70%であるから,TINO3のかなり の部分が蒸発と分解を起して金属タリウムと共晶を作. ることも考えられる。900℃付近ではすべてが蒸発す 3.26.硝酸銀 AgNO,  硝酸銀の斜方晶→六方鹸への転移温度は,それぞれ. る。. 3.31. 石肖酸鉛  Pb(NO3)2. 159.6,212℃である。これに対応するDTAの吸熱ピー. クの温度は171,214℃であった。熱分解は362℃にて 起る。生成物は金属銀である。.  この物質に結晶水はない。5℃/minの昇温速度で 加熱すると,熱分解は370℃にて起る.425℃にて急激 な重鍛減少があって,Pb(NO、>2・2PbOの組成に相当す. 3.27.硝酸亜鉛 Zn(NO3)2・6HzO  使用した試料はZn(NO、)、・4.988H20である。加熱す. ると,まず硝酸塩は自らの結晶水に溶ける。化学便覧. る重量:にてTG曲線に1曲がりが現れる。生成物は PbOである。 3.32.硝酸ビスマス Bi(No3)3・5礒0. にはZn(NO3)2・6H20の融点として36.4℃が記載されて. いる。DTA[撫線からは吸熱ピークは35℃に最:大健が.  TG/DTAの試料としてBl(NO、)、・4.569H、Oを使用し た。. ある。結晶水は連続的に失なわれ,硝酸塩自身の熱分 解と重なる。無水塩の重量の位置1に曲がりが見られる。. 生成物はZnOである。.  加熱すると同時に脱水が起こり,Bi(NO、>3を生成す. ることなく,BiO聾03に変る。徐々にNOを放串して 550℃にてBi203になる。. 3.28.硝酸カドミウム Cd(NO3)2・4H20. 4.硝酸塩の熱分解に関する一般的考察  使薄した試料はCd(NO3)2・3.948}{、Oである。加熱す. ると原品はまず自らの結晶水に溶ける。240℃までに. 4.1.硝酸塩の性質. 無水の梢酸塩に変る。さらに加熱されると,323℃に.  硝酸塩の熱分析の結果から,幾つかの一般的な姓質. て分解が始まり,450℃付近で終る。生成物はCdOで.  を知ることができる。. ある。. (D水との親和性.

(14) 54.  硝酸塩が水に溶けやすく,潮解姓を示すものが多い。.  斜方濯ヨ(霰石型) : KNO3. 化学便覧を用いて水化数(水和塩の結晶水の数)で分.  三方晶(方解石型):LNO3, NaNO3. 類・整理すると次のようになる。. 加熱すると炭酸塩と岡じように斜方晶→三方晶の転移. 0. NH4, Na, K, Rb, Cs, Ba, Pd, Ag, TIG), Pb. 2. ZrO, Rh. 3. Li, Be, Cu, Ti(盟). 4. Ca, Sr, Gd, Yb, Cd. (転移温度は化学便覧による)。.                 125℃            84℃         32℃. NH、NO、:斜方鹸β一→γ一→正方贔一立方晶.       129℃. KNO3:斜方晶一三三方晶. 5. Dy, Er, Zr,8i. 6. Mg, Y, La, Ce(嵐), Pζ, Nd, Sm, Tb, Mn, Co, Nl,(Cu), Zn. 9. が起る。DTA曲線には吸熱ピークとして観測される.        161℃. RbNO3:六方晶一立方晶        160℃. AgNO3:麟平幕一一→六方晶. Cτ,Fe(岨), Ai.          75℃               145℃   TINO3:斜方晶一一→三方晶一一→立方晶. (2)融   点.  水和塩では,撫熱することによって麹らの結晶水に 溶けるものが多い。DTAの結果から,次の金属の硝酸. 4.2.硝酸塩の熱分解. 塩が,このカテゴリーに入る:Mg, Ca, Y, La,.  熱分解に関するTG/DTAの結果から,硝酸塩の糎. Ce(盟), Pr, Nd, Sm, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Al,. 類によって分解の経路の異なることがわかる。図式化. Bi。. するとTable lのようになる。.  無水塩では,多くのものは融点に達するまでに分解.  硝酸塩の中で水化物を作るものは,無水塩を作る化. する。TG/DTAの結果から融点が観測される硝酸塩. 含物と,脱水過程で分解する化合物に分かれる。さら. としては次のものがある。. に分類すると,後者では加熱・脱水による方法では無.  融点く分解開始温度 NH4, Li, Na, K, Rb. 水塩を生成しない化合物と,無水塩を生成するが,無.  分解開始温度く融点 Cs, Ca, Sr, Ba. 水塩の熱分解温度が低いために脱水反応中に熱分解が. CsNO3はCsNO2に変ったのち,407℃にて分解が始ま. 起こり,TG/DTAの方法では両者を区別できない場. り414℃にて融解する。従って溶融塩として扱えるも. 合がある。多くの硝酸塩水化物は一旦無水塩に変り,. のは,NH4NO3, LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3にな. 直接酸化物になる。Na, K, Rb, Csの硝酸塩では,亜硝. る。. 酸塩になり,次に酸でヒ物に変る。アルカリ金属硝酸塩. (3)亜硝酸塩. の熱分解を一般化すると,次の反応式になる。.  熱分解の過程で亜硝酸塩を経由する硝酸塩がある。.   MNO3→MNO2十1/202. TGの結果によれば,次の金属の硝酸塩がこれに該当.   MNO2→1/2 M202十蔑0. する:Na, K, Rb, Cs。.   1/2M202→1/2 M20÷1/402. (4)相転移. ma族に属する希土類元素,ジルコニル,ビスマスの.  硝酸塩の結晶構造は,硝酸イオンNOJがK原子を中. 硝酸塩ではオキシ硝酸塩を作り,さらに酸化物に変る。. 心とする正三角形型をとるため,一般には対称性が悪.  熱分解によって発生する気体は翼0,NO2,02である. い。イオン半径の小さい金属の硝酸塩では単繕晶,斜. が,NOとNO2の組成比の平衡値は熱力学的に計算す. 方晶,イオン半径の大きいものでは六方晶(三方晶),. ることができる。下記の反応. 立方贔を持つものが多い。温度が高くなると礪酸イオ.   NO一{一1/2 02=NO2. ンの分子振動が絡んで相転移が観察される。炭酸塩.   NO、=1/2 N、O、. MCO3と鰐比される結品構造として次のものがある。. のギブスエネルギーの温度依存性はFig.33に示され. Table l Converslon Routes of Nitrate to Oxide Star芝i罰g mate罫ials Nitrate }}y〔圭rate.    ↓ 装itrale anhydrate. Products →Oxide Oxide Nltr…亀e 一一一一一一一→Oxide. Oxyn霞a芝e−Oxide. MeζaiS Be, 騒9, Cr, Fe, Co, Zn, Al. NH走, Ca, Sr, Ba, Rh, Pd, Ag, Cd, Pb Li, 賊a, K, Rb, Cs Y, La, Ce, PF, Nd, Sm, ZrO2+, Bi.

(15) 55.  TG/DTA曲線から得られる硝酸塩の熱分解の結果. ている。. を理解するために,硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの 4.3.硝酸塩の熱分解の熱力学. 熱分解過程について考える。他のアルカリ金属,ある.  硝酸塩は無機化合物の中いは数多く存在し,その化. いはアルカリニヒ類金属についても瞬様な扱い方ができ. 学的性質もよく知られているものも多いが,熱力学関. る。. 数については,僅かにアルカリ金嵐(Na, K, Rb, Cs),. 4.3.1.硝酸ナトリウムの熱分解. アルカリ=ヒ類金属(Ca, Sr, Ba)とMg, Agの硝酸塩に. 過ぎない。Fig.33に生成ギブスエネルギーの温度依存.  硝酸ナトリウムの熱分鯉挙動の分解過程として考え. 姓を示す。        翁. られる基本的な反応のキブスエネルギーと温度の関係 をF}g.34に示す。. 1) NaNO3の熱分解 70.  反応生成物としてNa202が得られる場合の反応は. Rb 2. 60 又 δ お. Oz. と. 50. 40 30. む ε. 二. 20. 8 ミ も ぐ. 10 0. K:2.   NaNO3(s,D=1/2 Na202(s)十NO2(g)       (1). Na 2.   NaNO3(s,D=1/2 Na202(s)一NO(g)÷1/202(g) (2).  Ba  Sr. 窒素酸化物は,NOあるいはNO2のいずれかの形で放 出されるとすると,務g.34に見られるように,489℃.   Ca. CsNO2      、、. 、.  Ag RblQ. c・1ク. 70. 、 、. 、 、.  、. (5).  \  、   、   、    、.    \    、              \       、      、          、、      \ へ                      、           べ・さ      \ NO2箒. K1. NO+1/20・♪、. ’\\\\\’.       Mg.        \. 一10. 60. L z z. 二 ∴. 0  200  400  600  800 1000 1200 1400.     Temperature/K. 8 湿. \. 繊\. 40. 繍、\. 30. (9)   臥〉ミ. 20. (8>. お.   毎. 一20. 50.      へ くへ. 10. (3). 0. (7). も.  、、   、 、     ミ\     、、     、       \\.      、        \、.       、      \幽、. く]. Fig.33 Gibbs energles of the decomposition for     n1trates of aikaii meta}s and alkaiine earth.     metals, where the abbreviations in 毛he.    \\・、 \     ・∼.     サうロ    へ      .       鴨、噛』、隔 、.         、、. (6). 一10.     figure are as follows:   Na2:NaNO3(s,D=1/2 Na202(s)十NO(g)十. 一20 0  200  40G  600  800 ユ000 1200 1400.      1/2 02(g).      Temperature/K.   K1:KNO3(s,D=KNO3(s,1)一ト1/202(g>   K2:KNO3(s,1)=1/2 K202(s)÷NO(g)十1/202(g>. Fig。34. αbbs energies of the decomposition圭or.   Rb1:RbNO3(s,D=RbNO2(s,1>十1/202(g). sQdium nitr飢e and of the relevant react−.   Rb2:CbNO3(s,1)罵1/2 Rb202(s,D十NO(g)十. bns. The abbreviation in the flgure are.     1/2 02(g). as foほOWS:.   Cs1:CsNO3(s,D=CsNO2(s,})牽1/2 02(g). (D. NaNO3(s,1>漏1/2 Na202(s)十NO2(g).   CsNO2:CsNO2(s)=CsNO2(g)   Ag:AgNO3(s,D諜1/2 Ag20(s)十NO(g>十. (2)1. NaNO3(s,D=1/2 Na202(s)十NO(9)一←.     3/4 02(g>. (3). 1/2Na202(s)篇1/2 Na20(s>十二/402(g).     AgNO3(s,1)篇Ag(sJ>十NO(g)騰一1/202(g). (娃〉. NaNO3(s,1>=1/2 Na20(s>十NO2(g>十. (5). NaNO3(s,D篇1/2 Na20(s)十NO(g>十. 1/2 ()2(9). 1/4 02(9).   Mg:1/2 Mg(NO3)2(s)=1/2 MgO(s)十NO(g)÷     3/4 02(9). 3/4 02(g>.   Ca:1/2 Ca(NO3)2(s)=!/2 CaO(s)十NO(g>十     3/4 02(g). (6>. NO(g>十1/2 02(g>=NO2(g).   Sr:1/2 Sr(NO3)2(s)=1/2 SrO(s)十NO(g)→一. (7). NO2(g)=1/2 N20ξ(g).    3/4 02(9). (8). NO(g)=1/2 N(g)1/202(g).   Ba:1/2 Ba(NO3)2(s)=1/2 BaO(s)十NO(g)幸. (9). NaNO3(s,D=NaNO3(9>.    3/4 02(g>. (1①. 1/2Na202(s)篇1/2 Na202(g).

(16) 56. (762K)四一.卜’では反応(1)が,512℃以一.とでは(2)の反応. 4.3.2.硝酸カリウムの熱分解. 式に従って分解が進むことになる。  Na202は,高温では酸素を放}li.1してNa20に変る。   Na202(s)=Na20(s)十圭/202(g).  硝酸カリウムのTG/DTA曲線(Flg.4)は,硝酸ナ トリウムの場合と異なり,酸化物が得られない。硝酸. Fig.34では係数を合わせるために,(3)式に従ってギブ. カリウムの熱分解として考えられる反応のギブスエネ. スエネルギーが表示してある。. ルギー変化をFig.35に示す。.   1/2Na202(s)=圭/2 Na20(s)十i/402(g)    (3). KNO3の蒸発. 1). この反応は高温になるほど進む。平衡酸素圧が空1気中 の酸素圧(∫)02瓢0.21atm)になる温度は622℃(895K). KNO3(s>瓢KNO3(9). 亜硝酸塩の生成. 2). である。この温度以..ヒでは,反応(1>と②は次のように なる。. (K−1). KNO3(s,1)=KNO2(s,1)十1/202(g). (K−2). 唖硝酸塩の熱分解. 3).   NaNO3(D諜1/2 Na20(s)十NO2(g)十1/402(g)  (4). KNO2(sJ)=1/2 K202(s,i>牽NO(g). (K−3).   NaNO3(D瓢Na20(s)十NO(g)÷1/202(g)    (5).   KNO2(sJ)=1/2 K20(s)十NO(g)十1/202(g) (K−4).  窒素酸fヒ物NOとNO、との間には次の反応がある。. 4) KNO3の分解.   NO(9)十1/2 02(9)=NO2(9>              (6).   KNO3(s,1>=1/2 K202(sJ)→一NO2(g)      (距5). また,NO2は室温付近では2分予の結合したN20、1にな る。.   NO2(g>=支/2 N204(g)                  (了). 80. (7>では59℃(332K)以⊥=で△G,>0になり,(6)では. 70. 489℃(962K)以..L=で△G,>0になる。 NOは安定な. 1ヒ合物であって,Fig.34に見られるように, NOの分 解ギブスエネルギー△G罰ま鴬に20kca}/moi不1}1度のi[1. 60 又. z お. である。   NO(g>=1/2 N2(g)÷1/202(g)          (8>. 邑. 5 ε. 従って硝酸塩の熱分解時に窒素,酸.素への解離は考え られない。.  以⊥二を要約すると硝酸ナトリウムの熱分解を空気中 で行うと,熱力学的には次のように反応が進行する。   τ〈489℃ NaNO3一》1/2 Na202十NO2. 二. 8 謁. 40 30. ぐ. 0. 460℃(733K)になり,気相の生成物Na202が存在す るようになる。   圭/2 Na202(s)=圭/2 Na202(g)              (1①. Na202はNaNO3の蒸発に比べるとギブスエネルギーと. 彦蓬3二・…・/’     \、一一     一・一一一P一一一一一・一一一噂一曹一r一一一・一州r・一一一一. 0  200  400  600  800 10GO 1200 1400.      Temperature/K Fig.35. GIbbs energies of the decomposltめn for potasslum  nltra£e and  of 匙he relevant reactions. The abbreviatbns in the figure are as folbws:. (1>. KNO、(s,1>篇KNO3(9). (2). KNO3(s,D=KNO2(s,D十1/202(g>. (3). KNO2(s,1)驚i/2 K202(s,D÷NO(g). (4). KNO2(s,1)=1/2 K20(s>÷NO(g)十1/202(g). (5). KNO3(s,i)鷹1/2 K202(s,1)十NO2(9). (6). KNO3(s,D=1/2 K202(s,})十NO(g)牽. (7>. KNO3(s,1)=1/2 K20(s)十NO2(g)十. (8). KNO3(s,1>=1/2 K20(s)十NO(g)十3/402(g). (9). 1/2K202(s,D篇1/2 K202(g). (10}. 1/2K202(s,1>=1/2 K20(s)十1/402(g>. (ID. 1/2K20(s)篇1/2 K20(g>. 1/2 02(9). して10kcal以ま.二も大きいので,実際上は生成酸侮物の 蒸発は問題に1ならないように思われる。.  診乞づ!〆_,.強ミこ≦〔1  \                  〇. 蒸発が熱天秤などの通常の熱分析の手段によって測定. 硝酸ナトリウムの場合には,この蒸気圧になる温度は.   ノ ヒノ  ノ ゴ        ノ        ヘ          ン . 一10.  硝酸ナトリウムは高温で蒸発する。. できるようになるのは,蒸気圧として1σ一4atmである。.   (2) //.  (1①/・!/〉く’〆   π≧ 10. 2)硝酸ナトリウムの蒸発   NaNO3(s)篇NaNO3(9)              (9).   (1)  //}\ア/、、一4   (11)   ・./ .〆/   ㌧、・!. 20.   489〈τ〈622℃ NaNO3一・1/2 Na202十1/202.   622℃<7−NaNO3一・1/2 Na20÷NO十3/202. ;;》ジ1. 50. \ も. 1;. 1/4 02(9).

(17) 57   KNO3(sJ)瓢1/2 K20(s,1)十NO(g)十1/202(g)(K−6). 重量変化の初めの部分はKNO3の蒸発によるものであ.   KNO3(s,1)篇1/2 K20(s)十NO2(g)十1/402(g)(Kイ). り,次いでKNO3のKNO2への分解が趨ったものと考.   KNO3(s・D篇1/2 K20(s)十NO(9)十3/402(9) (民一8). えられる。700℃以上になるとKNO2の分解が顕著にな. 5)酸化物の蒸発と分解   1/2K202(s)=1/2 K202(g)          (K−9). り,生成物K202のK20への分解,さらにはK120の蒸 発も掴わって重量滅少が進むものと思われる。.   1/2K202(s)=1/2 K20(s)十1/402(g)  (K−10).   ▽2K20(s)=1/2 K20(g)          (K−ID. 文.  .上記の各反応の平衡定数をFig.35に一点鎖線にて 示した。Flg.35では, KNO3が直接酸化物に変る反恵 は.反応のギブスエネルギーが正の大きい値になるた めに起り難い。反応(K−1)の蒸発か,あるいは反応 (K−2)の亜硝酸塩への分解が考えられる。. 熱重量分析で分解・蒸発などの重量変化を検知できる 最・1・の圧力は10−4atmである。この温度をRg.35から. 求めると反応(K−1)では∼490℃(760K)であり,反 応(卜2)では,∼560℃(830K:)になる。 Fig.4では 重fll:減少が始まる温度は526℃(799 K)であるから,. 献. 1. ∈i本化学会編,化学便覧,基礎編1,元素と無機  化合物の性質,曳善,(1978) 1a, J. A. Dean, ed.,ムαηgθ’3 〃αηのoo々 o∫.  Cんθ珈3ヶッ,12th Eδ, McGraw一田i(1979). 2.電気化学協会編,電気化学便覧第4版,単体,無  機化合物,有機化合物の熱力学的諸性質,丸善,  (1980). 3.柴田雄次,無機化学π,岩波書店(ig75) 4.柴田雄次,無機化学醗,岩波書店(1976).

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参照

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