Nitrate de zirconium

Modèle:Infobox Chimie Le nitrate de zirconium est un composé chimique de formule Modèle:Fchim. Il s'agit d'un solide blanc sous forme de longues aiguilles après sublimation (juste au-dessus du point de fusion) et réagit avec les hydrocarbures tels que le butane même à température ambiante. Il cristallise dans le système monoclinique avec le groupe d'espace Modèle:Nobr (Modèle:N°, position 2). Le pentahydrate Modèle:Fchim est soluble dans l'eau et l'éthanol.

Production

Le zirconium est très résistant à l'acide nitrique même en présence d'impuretés et à haute température, de sorte qu'on ne peut obtenir le nitrate de zirconium par dissolution du métal dans l'acide. On procède en faisant réagir du chlorure de zirconium(IV) Modèle:Fchim, refroidi à l'azote liquide, avec du pentoxyde d'azote Modèle:Fchim. Après traitement sous vide à température ambiante, on obtient initialement un produit d'addition sans chlorure de composition Modèle:Fchim qui ne libère les oxydes d'azote qu'à la mise sous vide à Modèle:Tmp et, après sublimation sous vide poussé, produit du nitrate de zirconium d'une assez bonne pureté, contaminé éventuellement par du pentanitratozirconate de nitronium Modèle:Fchim :

[[Chlorure de zirconium(IV)|Modèle:Fchim]] + 4 [[Pentoxyde d'azote|Modèle:Fchim]] ⟶ Modèle:Fchim + 4 Modèle:Lien.

Le pentahydrate peut être obtenu en dissolvant du dioxyde de zirconium Modèle:Fchim dans l'acide nitrique Modèle:Fchim, puis en séchant la solution par évaporation, mais cette méthode donne plus facilement du nitrate de zirconyle trihydraté Modèle:Fchim.

Applications

Le nitrate de zirconium est produit industriellement comme source de zirconium pour la synthèse d'autres sels ou comme étalon en chimie analytique, voire comme conservateur. Il peut être utilisé comme précurseur en dépôt chimique en phase vapeur Modèle:Abréviation car il est volatil et se décompose au-dessus de Modèle:Tmp en déposant du dioxyde de zirconium Modèle:Fchim. À Modèle:Tmp, le nitrate de zirconium se sublime à une pression de Modèle:Unité et peut se déposer sous forme de [[Dioxyde de zirconium|Modèle:Fchim]] sur du silicium à Modèle:Tmp. Il a l'avantage d'être une source unique, n'ayant pas besoin d'être mélangé avec d'autres substances comme l'oxygène, ainsi que celui de se décomposer à une température relativement basse, et de ne pas contaminer la surface avec d'autres éléments tels que l'hydrogène ou le fluor.

La construction de réacteurs nucléaires fait intervenir du zirconium débarrassé de ses impuretés d'hafnium, qu'on peut obtenir en passant par une solution aqueuse de nitrate d'hafnium Modèle:Fchim et de nitrate de zirconium, ce qui permet de séparer le zirconium à l'aide de phosphate de tributyle dissous dans le kérosène.

Le nitrate de zirconium peut être employé comme catalyseur acide de Lewis pour la formation de pyrroles N-substitués.

Le nitrate de zirconium anhydre peut nitrer certains composés organiques aromatiques de manière inhabituelle : la quinoléine donne ainsi la Modèle:Nobr et la Modèle:Nobr, tandis que la pyridine donne la Modèle:Nobr et la Modèle:Nobr.