Natriumbismutat – vzácny bismutoxychlorid v anorganickej analytike
V anorganickej analytike existuje množstvo zaujímavých zlúčenín, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu vďaka svojim špecifickým vlastnostiam. Jednou z týchto látok je natriumbismutát, známy aj ako natriumperoxobismutát alebo NaBiO₃. Táto zriedkavá zlúčenina bismutu je výkonné anorganické oxidačné činidlo, ktoré nachádza uplatnenie v rôznych analytických postupoch.
Objav a vlastnosti natriumbismutátu
Natriumbismutát bol prvýkrát opísaný v roku 1878 nemeckým chemikom Wilhelmom Muthmannom. Túto zlúčeninu objavil počas svojich výskumov oxidov bismutu a ich reakcií. Natriumbismutát je kryštalický, žlto-oranžový prášok, ktorý je stredne rozpustný vo vode. Zlúčenina je relatívne stabilná, no pri vyšších teplotách sa rozkladá za uvoľnenia kyslíka.
Chemický vzorec natriumbismutátu je NaBiO₃ a predstavuje oxidačný stupeň +5 bismutu. V tejto forme sa atóm bismutu nachádza v tetraedrickej koordinácii, obklopený štyrmi atómami kyslíka. Táto štruktúrna charakteristika je typická pre zlúčeniny bismutu(V) a dáva im ich špecifické vlastnosti.
Aplikácie natriumbismutátu v analytike
Natriumbismutát nachádza v anorganickej analytike rôzne aplikácie, najmä ako oxidačné činidlo v mokrej analýze. Kvôli svojej silnej oxidačnej sile môže byť použitý na stanovenie redoxných systémov. Tu sa využíva skutočnosť, že natriumbismutát v prítomnosti kyselín uvoľňuje bismutité ióny a kyslík:
NaBiO₃ + 4 H⁺ → Bi³⁺ + NaO⁺ + 2 H₂O + 0.5 O₂
Túto reakciu je možné použiť napríklad na titráciu železnatých iónov meraním množstva spotrebovaného natriumbismutátu. Dôležitú úlohu zohráva natriumbismutát aj v manganometrii, pretože v kyslom roztoku oxiduje mangánaté ióny na manganistanové ióny, teda na permanganát.
Okrem toho možno natriumbismutát použiť v mokrej analýze na identifikáciu a stanovenie bismutových zlúčenín. Reakciami s natriumbismutátom možno pozorovať charakteristické zmeny farby alebo zražacie reakcie, ktoré umožňujú vyvodiť závery o prítomnosti bismutu.
Príprava a manipulácia s natriumbismutátom
Príprava natriumbismutátu sa zvyčajne uskutočňuje reakciou bismut(III)-oxidu s hydroxidom sodným a peroxidom vodíka. Vzniká najprv natriummetabismutát, ktorý sa následne sušením premení na natriumbismutát:
Bi₂O₃ + 2 NaOH + H₂O₂ → 2 NaBiO₃ + 2 H₂O
Kvôli svojej oxidačnej sile a citlivosti na vlhkosť a teplo sa musí natriumbismutát skladovať v ochrannej atmosfére a pri nízkych teplotách. Práca s ním si preto vyžaduje v laboratóriu zvláštne bezpečnostné opatrenia.
Analytické metódy s natriumbismutátom
Okrem už spomenutých aplikácií v titrácii a manganometrii sa natriumbismutát používa aj v iných analytických postupoch. Môže sa napríklad použiť na kolorimetrické stanovenie stopových množstiev bismutu. Využíva sa skutočnosť, že natriumbismutát v kyslom roztoku vytvára s organickými zlúčeninami ako pyrogallol alebo dithiol farebné komplexy.
Okrem toho zohráva natriumbismutát úlohu v analýze oxobismutánov, triedy bismut-kyslíkových zlúčenín. Tieto je možné identifikovať a charakterizovať reakciou s natriumbismutátom, pretože dochádza k charakteristickým zmenám farby.
Celkovo je natriumbismutát cenným činidlom v anorganickej analytike, ktoré sa kvôli svojim špeciálnym vlastnostiam používa v rôznych metódach. Jeho použitie si však kvôli oxidačnej sile a citlivosti zlúčeniny vyžaduje v laboratóriu zvláštne bezpečnostné opatrenia.
Záver
Natriumbismutát, známy aj ako natriumperoxobismutát, je fascinujúca zlúčenina v anorganickej analytike. Ako výkonné oxidačné činidlo nachádza rôznorodé aplikácie, napríklad v titrácii, manganometrii a na identifikáciu bismutových zlúčenín. Kvôli svojej reaktivite a citlivosti je však pri manipulácii potrebné prejavovať veľkú opatrnosť.
Celkovo ponúka natriumbismutát zaujímavé výskumné pole v špeciálnej analytike a ukazuje, aká rozmanitá môže byť svet anorganickej chémie. Či už v laboratórnej praxi alebo vo vyučovaní - tento zriedkavý bismutoxychlorid má určite ešte nejaký potenciál.
