Nitrato de torio
# Nitrato de torio

El nitrato de torio es un compuesto químico con la fórmula $Th(NO_3)_4.$ Es un sólido, sal de ácido nítrico con torio. Este nitrato es un producto intermedio importante en la producción de dióxido de torio y metal de torio y también se utiliza en la producción de camisas incandescentes de gas.

## Preparación

El hidrato de nitrato de torio (IV) se puede preparar mediante la reacción de hidróxido de torio (IV) y ácido nítrico:

    $Th(OH)_4$ + 4 $HNO_3$ + 3 $H_2O$ → $Th(NO_3)_4•5H_2O$

Se producen diferentes hidratos al cristalizar en diferentes condiciones. Cuando una solución está muy diluida, el nitrato se hidroliza. Aunque se han informado varios hidratos a lo largo de los años, y algunos proveedores incluso afirman tenerlos en stock, solo existen realmente el tetrahidrato y el pentahidrato. Lo que se llama hexahidrato, cristalizado en una solución neutra, es probablemente una sal básica.

El pentahidrato es la forma más común. Se cristaliza a partir de una solución diluida de ácido nítrico.

El tetrahidrato, $Th(NO_3)_4•4H_2O$ se forma al cristalizar a partir de una solución de ácido nítrico más fuerte. Las concentraciones de ácido nítrico de 4 a 59% dan como resultado la formación de tetrahidrato.

Para obtener el nitrato de torio anhidro, se requiere la descomposición térmica de $Th(NO_3)_4·2N_2O_5.$ Esta descomposición ocurre a 150-160 °C.

## Propiedades

El nitrato de torio anhidro es una sustancia blanca. Está unido covalentemente con un bajo punto de fusión de 55 °C.

El pentahidrato $Th(NO_3)4•5H_2O$ cristaliza con cristales incoloros transparentes en el sistema ortorrómbico. La densidad es de 2,80 $g/cm^3.$ La presión de vapor del pentahidrato a 298 K es de 0,7 torr y aumenta a 1,2 torr a 315 K y a 341 K es de hasta 10,7 torr. A 298,15 K, la capacidad calorífica es de aproximadamente 114,92 $calK^{−1}mol^{−1}.$ Esta capacidad calorífica se reduce enormemente a temperaturas criogénicas. La entropía de formación de nitrato de torio pentahidratado a 298,15 K es −547,0 $calK^{−1}mol^{−1}.$ La energía de Gibbs de formación estándar es −556,1 $kcalmol^{−1}.$

El nitrato de torio se puede disolver en varios disolventes orgánicos diferentes, incluidos alcoholes, cetonas, ésteres y éteres. Esto se puede utilizar para separar diferentes metales como los lantánidos. Con nitrato de amonio en la fase acuosa, el nitrato de torio prefiere el líquido orgánico y los lantánidos permanecen con el agua.

El nitrato de torio disuelto en agua reduce su punto de congelación. La depresión máxima del punto de congelación es de -37 °C con una concentración de 2,9 mol/kg.

A 25 °C, una solución saturada de nitrato de torio contiene 4.013 moles por litro. A esta concentración, la presión de vapor del agua en la solución es de 1745,2 pascales, en comparación con los 3167,2 Pa del agua pura.

## Reacciones

Cuando el nitrato de torio pentahidratado se calienta, se producen nitratos con menos agua, sin embargo, los compuestos también pierden algo de nitrato. A 140 °C se produce un nitrato básico, $ThO(NO_3)_2.$ Cuando es fuertemente calentado se produce dióxido de torio.

La hidrólisis de las soluciones de nitrato de torio producen nitratos básicos $Th_2(OH)_4(NO_3)_4$ • $xH_2O$ y $Th_2(OH)_2(NO_3)_6•8H_2O.$ En los cristales de $Th_2(OH)_2(NO_3)_6•8H_2O,$ un par de átomos de torio están conectados por dos átomos de oxígeno puente. Cada átomo de torio está rodeado por tres grupos nitrato bidentados y tres moléculas de agua, lo que eleva el número de coordinación a 11.

Cuando se agrega ácido oxálico a una solución de nitrato de torio, precipita en oxalato de torio insoluble. Otros ácidos orgánicos agregados a la solución de nitrato de torio producen precipitados de sales orgánicas con ácido cítrico; sales básicas, como ácido tartárico, ácido adípico, ácido málico, ácido glucónico, ácido fenilacético, ácido valérico. También se forman otros precipitados a partir de ácido sebácico y ácido azelaico.

