Le nitrate de baryum est un sel comprenant un atome de baryum (Ba) et d'ion nitrate (NO 3). Il se présente sous la forme d'un solide cristallin blanc à température ambiante et existe dans la nature sous la forme d'un minéral très rare appelé nitrobarite. Ses propriétés en font un composé toxique qui doit être manipulé avec précaution.
En fait, ce composé a de multiples utilisations dans l'industrie militaire, car il peut être combiné avec d'autres substances chimiques et ajouté à des explosifs et des formulations incendiaires, entre autres.
Formule
Le nitrate de baryum, également appelé dinitrate de baryum, a la formule chimique Ba (NO 3) 2, et il est généralement fabriqué par deux méthodes.
Le premier d'entre eux consiste à dissoudre de petits morceaux de carbonate de baryum (BaCO 3) dans un milieu d'acide nitrique (HNO 3, un acide minéral hautement corrosif), permettant aux impuretés de fer de précipiter puis à ce mélange d'être filtré, évaporé et cristallisé.
La deuxième méthode est réalisée en combinant le chlorure de baryum (BaCl 2, l'un des sels de baryum avec la plus grande solubilité dans l'eau) avec une solution préchauffée de nitrate de sodium. Cela génère une réaction qui entraîne la séparation des cristaux de nitrate de baryum du mélange.
Structure chimique
Ce sel présente des caractéristiques de structure cristalline cubique ou d'octaèdres anhydres.
Sa structure chimique est la suivante:
Dissociation
À des températures élevées (592 ° C), le nitrate de baryum se décompose pour former de l'oxyde de baryum (BaO), du dioxyde d'azote (NO 2) et de l'oxygène (O 2), selon la réaction chimique suivante:
2Ba (NO 3) 2 + Chaleur → 2BaO + 4NO 2 + O 2
Dans les milieux à fortes concentrations d'oxyde nitrique (NO), la décomposition du nitrate de baryum produit un composé appelé nitrite de baryum (Ba (NO 2) 2), selon l'équation suivante:
Ba (NO 3) 2 + 2NO → Ba (NO 2) 2 + 2NO 2
Les réactions avec les sulfates métalliques solubles ou l'acide sulfurique (H 2 SO 4) génèrent du sulfate de baryum (BaSO 4). La grande majorité des sels de baryum insolubles, tels que le carbonate (BaCO 3), l'oxalate (BaC 2 O 4) ou le phosphate métallique (Ba 3 (PO4) 2), sont précipités par des réactions de double décomposition similaires.
Applications
Cette substance sous forme de poudre est un agent oxydant et réagit de manière significative avec les agents réducteurs courants.
Lorsque ce sel est mélangé avec d'autres métaux, tels que l'aluminium ou le zinc sous leurs formes finement divisées, ou avec des alliages tels que l'aluminium-magnésium, il s'enflamme et explose à l'impact. Pour cette raison, le nitrate de baryum est considéré comme un excellent composant d'armes et d'explosifs à usage militaire.
Associé au trinitrotoluène (commercialement connu sous le nom de TNT, ou C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3) et à un liant (généralement de la cire de paraffine), ce sel forme un composé appelé Baratol, qui possède des propriétés explosives. La haute densité de nitrate de baryum permet au Baratol d'acquérir une densité plus élevée, ce qui le rend plus efficace dans sa fonction.
Le nitrate de baryum se lie également à la poudre d'aluminium, une formule qui entraîne la formation de poudre à canon flash, qui est principalement utilisée dans les feux d'artifice et la pyrotechnie théâtrale.
Cette poudre à canon éclair a également été utilisée dans la production de fusées éclairantes (telles que les mesures antimissiles aériennes) et dans les grenades assourdissantes. De plus, cette substance est hautement explosive.
Ce sel est combiné avec le mélange réactif appelé thermite pour former une variante de ce terme appelé, qui génère des éclairs courts et très puissants de très hautes températures dans de petites zones pendant une courte période.
Thermate-TH3 est un thermate qui contient 29% de composition en poids de nitrate de baryum, ce qui contribue à augmenter l'effet thermique, à générer des flammes et à réduire considérablement la température d'inflammation du thermate.
Les termates sont souvent utilisés dans la production de grenades incendiaires et ont pour fonction de détruire les blindages de chars et les structures militaires.
En outre, le nitrate de baryum était l'un des ingrédients les plus utilisés dans la production de charges incendiaires utilisées par les Britanniques dans leurs avions de combat pendant la Seconde Guerre mondiale, qu'ils ont armés de munitions incendiaires qui ont été utilisées pour détruire les avions ennemis.
Enfin, ce sel a des utilisations dans le procédé de fabrication de l'oxyde de baryum, dans l'industrie des vannes thermo-ioniques et, comme déjà mentionné, dans la création de pièces pyrotechniques, en particulier celles aux couleurs vertes.
Proprietes physiques et chimiques
Le sel se présente sous la forme d'un solide blanc, hygroscopique et inodore, peu soluble dans l'eau et totalement insoluble dans les alcools.
Il a une masse molaire de 261,337 g / mol, une densité de 3,24 g / cm 3 et un point de fusion de 592 ° C. Lorsqu'il atteint son point d'ébullition, il se décompose, comme mentionné ci-dessus. À température ambiante, il a une solubilité dans l'eau de 10,5 g / 100 ml.
Il est considéré comme stable, mais c'est un agent oxydant puissant et doit être tenu à l'écart des matériaux combustibles pour éviter les incendies. Il est sensible à l'eau et ne doit pas être mélangé avec des acides ou anhydre.
À des concentrations élevées (par exemple, des conteneurs), ils doivent être isolés des substances qui peuvent le faire réagir, car il peut exploser violemment.
Comme tout autre composé soluble de baryum, c'est une substance toxique pour les animaux et les humains.
Il ne doit pas être inhalé ou consommé, car des symptômes d'empoisonnement (en particulier de resserrement des muscles du visage), de vomissements, de diarrhée, de douleurs abdominales, de tremblements musculaires, d'anxiété, de faiblesse, d'essoufflement, d'irrégularité cardiaque et de convulsions peuvent survenir.
La mort peut survenir à la suite d'un empoisonnement avec cette substance, quelques heures ou quelques jours après son apparition.
L'inhalation de nitrate de baryum provoque une irritation de la muqueuse respiratoire et, dans les deux modes d'empoisonnement, des solutions de sels de sulfate doivent être préparées pour appliquer les premiers soins à la personne affectée.
En cas de déversement, il doit être isolé des substances et matériaux combustibles et, en cas d'incendie, il ne doit jamais entrer en contact avec des produits chimiques secs ou des mousses. La zone doit être inondée d'eau si le feu est plus important.
Références
- Mabus. (sf). ScienceMadness. Récupéré de sciencemadness.org
- Bombe incendiaire des États-Unis TH3-M50A3. (sf). Récupéré de ammunitionpages.com
- Cameo Chemicals. (sf). Récupéré de cameochemicals.noaa.gov
- Chemspider. (sf). Récupéré de chemspider.com