BÁRIUM-HIDROXID (BA (OH) 2): TULAJDONSÁGOK, KOCKÁZATOK ÉS FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2025

A bárium-hidroxid egy kémiai képletű vegyület Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x. Erõs bázis, vízmentes, monohidrát vagy polihidrát formában lehet. A monohidrát forma, amelyet baritvíznek is neveznek, a leggyakoribb és a kereskedelemben alkalmazott módszer. A vízmentes és monohidrátvegyületek szerkezetét az 1. ábra szemlélteti.

A bárium-hidroxid elõállítható bárium-oxid (BaO) vízben történõ feloldásával: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Oktahidrát formájában kristályosodik, amely a levegõn hevítve monohidráttá válik. 100 ° C-on vákuum alatt a monohidrát BaO-t és vizet termel.

1. ábra: vízmentes bárium-hidroxid (bal) és monohidrát (jobb) szerkezete

A monohidrát rétegezett struktúrát vesz igénybe (2. ábra). A Ba ²⁺ központok egy oktaéderes geometria. Mindegyik Ba2 ⁺ központot két víz ligandum és hat hidroxid ligandum köti össze, amelyek kettős és hármas hídban vannak a szomszédos Ba ²⁺ központokkal.

Az oktahidrátban az egyes Ba ²⁺ -centrumok ismét nyolc koordináták, de nem osztoznak ligandumokban (bárium-hidroxid, SF).

2. ábra: Bárium-hidroxid kristályszerkezete.

Bárium-hidroxid tulajdonságai

A bárium-hidroxid fehér vagy átlátszó oktaéderes kristályok. Nincs szaga és maró hatású (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017). Megjelenését a 3. ábra mutatja (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

3. ábra: Bárium-hidroxid megjelenése.

A vízmentes forma molekulatömege 171,34 g / mol, sűrűsége 2,18 g / ml, olvadáspontja 407 ° C és forráspontja 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015)..

A monohidrát forma molekulatömege 189,355 g / mol, sűrűsége 3,743 g / ml, és olvadáspontja 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

A polihidrát forma molekulatömege 315,46 g / mol, sűrűsége 2,18 g / ml, olvadáspontja 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

A vegyület vízben enyhén oldódik, és acetonban nem oldódik. Ez egy erős bázis, amelynek pKa értéke 0,15 és 0,64 az első és a második OH ^- rendre.

A bárium-hidroxid hasonlóan reagál a nátrium-hidroxiddal (NaOH), de kevésbé oldódik vízben. Semlegesíti a savakat exoterm módon, sókat és vizet képezve. Reagál alumíniummal és cinkkel fém-oxidokat vagy -hidroxidokat képezve és hidrogéngázt képezve.

Polimerizációs reakciókat kezdeményezhet polimerizálható szerves vegyületekben, különösen az epoxidokban.

Gyúlékony és / vagy mérgező gázokat hozhat létre ammóniumsókkal, nitridekkel, halogénezett szerves vegyületekkel, különféle fémekkel, peroxidokkal és hidroperoxidokkal. A klórozott gumival készült keverékek felmelegítéskor vagy zúzáskor felrobbannak (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

A bárium-hidroxid bárium-oxiddá bomlik, amikor 800 ° C-ra melegítik. Szén-dioxiddal történő reakció során bárium-karbonátot kap. Nagyon lúgos vizes oldata savval semlegesül. Így bárium-szulfátot és bárium-foszfátot képez kénsavval és foszforsavval.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

A hidrogén-szulfiddal reagáltatva bárium-szulfidot kapunk. Számos oldhatatlan vagy kevésbé oldódó báriumsó kicsapódása kettős helyettesítési reakció eredményeként alakulhat ki, amikor a bárium-hidroxid vizes oldatát összekeverik más fémsók sok oldattal.

A szilárd hidratált bárium-hidroxid és a szilárd ammónium-klorid keverésével egy főzőpohárban endoterm reakció alakul ki, aminek eredményeként folyadék képződik, ammónia fejlődésével. A hőmérséklet drasztikusan körülbelül -20 ° C-ra esik (Royal Society of Chemistry, 2017).

Ba (OH) ₂ (s) + 2NH ₄ Cl (ek) → BaCI ₂ (aq) + 2NH ₃ (g) + H ₂ O

4. ábra: Bárium-hidroxid és ammónium-klorid közötti endoterm reakció.

A Ba (OH) 2 szén-dioxiddal reagál, bárium-karbonátot képezve. Ezt a következő kémiai reakció fejezi ki:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reakciókészség és veszélyek

A bárium-hidroxid stabil, nem éghető vegyületnek minősül, amely gyorsan és exoterm módon reagál a savakkal, és összeférhetetlen a szén-dioxiddal és a nedvességgel. A vegyület mérgező és erős bázisként maró hatású.

Az anyag belégzése, lenyelése vagy a bőrrel való érintkezés súlyos sérülést vagy halált okozhat. Az olvadt anyaggal való érintkezés súlyos égési sérüléseket okozhat a bőrön és a szemön.

Kerülni kell a bőrrel való érintkezést. Az érintkezés vagy belégzés hatása késleltethető. A tűz irritáló, maró és / vagy mérgező gázokat hozhat létre. A tűzvédelmi szennyvíz maró hatású és / vagy mérgező lehet, és szennyeződést okozhat.

Szemkontaktus

Ha a vegyület szembe kerül, ellenőrizze és távolítsa el a kontaktlencsét. A szemet azonnal öblítse ki bő vízzel, legalább 15 percig, hideg vízzel.

Bőrrel való érintkezés

Bőrrel való érintkezés esetén az érintett területet azonnal, legalább 15 percig öblíteni kell bő vízzel vagy gyenge savval, például ecettel, a szennyezett ruházatot és cipőt eltávolítva. Fedje le az irritált bőrt bőrpuhítóval.

Mielőtt újra felhasználná, mossa le a ruházatot és a cipőt. Súlyos érintkezés esetén mossa le fertőtlenítő szappannal, és fedje le a szennyezett bőrt antibakteriális krémmel.

Belélegzés

Belélegzés esetén az áldozatot hűvös helyre kell vinni. Ha nem lélegzik, mesterséges lélegeztetést kell végezni. Ha nehéz a légzés, adjon oxigént.

táplálékfelvétel

Ha a vegyületet lenyelik, nem szabad hánytatni. Lazítsa meg a szoros ruházatot, mint például inggallér, öv vagy nyakkendő.

Minden esetben azonnal orvoshoz kell fordulni (Biztonsági adatlap Bárium-hidroxid-monohidrát, 2013).

Alkalmazások

1- Ipar

Iparban a bárium-hidroxidot használják más báriumvegyületek prekurzoraként. A monohidrátot különféle termékek dehidratálására és szulfát eltávolítására használják. Ez az alkalmazás kihasználja a bárium-szulfát nagyon alacsony oldhatóságát. Ez az ipari alkalmazás laboratóriumi felhasználásra is vonatkozik.

A bárium-hidroxidot adalékanyagként használják hőre lágyuló műanyagokban (például fenolgyantákban), karcolásokban és PVC-stabilizátorokban a műanyag tulajdonságok javítása érdekében. Ezt az anyagot általános célú adalékanyagként használják kenőanyagokhoz és zsírokhoz.

A bárium-hidroxid egyéb ipari felhasználásai közé tartozik a cukorgyártás, a szappanok gyártása, a zsírok elszappanosítása, a szilikátolvasztás és más báriumvegyületek és szerves vegyületek (BARIUM HYDROXIDE, SF) kémiai szintézise.

2- laboratórium

A bárium-hidroxidot használják az analitikai kémiában a gyenge savak, különösen a szerves savak titrálására. Átlátszó vizes oldatának garantáltan karbonátmentes, ellentétben a nátrium-hidroxiddal és a kálium-hidroxiddal, mivel a bárium-karbonát vízben nem oldódik.

Ez lehetővé teszi olyan indikátorok használatát, mint például a fenolftalein vagy a timolftalein (lúgos színváltozással), anélkül, hogy a titrálási hibákat kockáztatnák a karbonát-ionok jelenléte, amelyek sokkal kevésbé bázikusak (Mendham, Denney, Barnes és Thomas, 2000).

A bárium-hidroxidot alkalmanként használják a szerves szintézisben erős bázisként, például észterek és nitrilok hidrolíziséhez:

A bárium-hidroxidot szintén használják az aminosavak dekarboxilezéséhez, amelyek a bárium-karbonátot felszabadítják a folyamat során.

Használják továbbá ciklopentanon, diaceton-alkohol és gamma-lakton D-Gulonic készítésében.

3- Katalizátor a Wittig-Horner reakcióban

A Wittig-Horner-reakció, más néven Horner-Wadsworth-Emmons-reakció (vagy HWE-reakció) kémiai reakció, amelyet szerves kémiában használnak a foszfonátok karbanionjainak aldehidekkel (vagy ketonokkal) történő stabilizálására, hogy túlnyomórészt E-alkéneket (transz).

A Wittig-Horner szonokémiai reakciót aktivált bárium-hidroxid katalizálja, és szilárd-folyadék határfelületen hajtjuk végre.

A szonokémiai folyamat szobahőmérsékleten zajlik, alacsonyabb katalizátor tömeggel és reakcióidővel, mint a termikus eljárás. Ilyen körülmények között a termikus eljáráshoz hasonló hozamok érhetők el.

(JV Sinisterra, 1987) munkájában elemezzük a szonikálási idő teljesítményére, a katalizátor és az oldószer súlyára gyakorolt ​​hatást. Kis mennyiségű vizet kell hozzáadagolni a reakció végrehajtásához.

Megvizsgáljuk a katalizátor aktív helyének természetét a folyamatban. Javasolt egy ETC-mechanizmus a szonokémiai folyamatra.

4- Egyéb felhasználások

A bárium-hidroxidnak más felhasználási lehetőségei vannak. Számos célra használják, például:

• Lúg gyártása.
• Építési üveg.
• Szintetikus gumi vulkanizálása.
• Korróziógátlók.
• Mint a fúrófolyadékok, peszticidek és kenőanyagok.
• A kazán orvoslásához.
• A növényi és állati olajok finomítása.
• Freskófestéshez.
• Vízlágyításban.
• A homeopátiás gyógyszerkészítmények összetevője.
• A savas kiömlések tisztítása.
• A cukoriparban szintén használják répacukor előállítására.
• Építőanyagok.
• Elektromos és elektronikai termékek.
• Padlóburkolatok.

Irodalom

1. BARIUM-HIDROXID-MONOHHIDÁT. (2016). Kamerakémiai anyagokból visszanyert: cameochemicals.noaa.gov.
2. Bárium-hidroxid. (SF). Visszatérve a chemistrylearner-től: chemistrylearner.com.
3. BARIUM-HIDROXID. (SF). Visszanyerve a kémialand21-ről: chemicalland21.com
4. IndiaMART InterMESH Ltd. (SF). Bárium-hidroxid. Helyreállítva az indiamartól: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 katalizátorként a szerves reakciókban. 17. Interfikus, szilárd-folyékony Wittig-Horner reakció szonokémiai körülmények között. The Journal of Organic Chemistry, 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Anyagbiztonsági adatlap Bárium-hidroxid-monohidrát. (2013, május 21.). Beolvasva a sciencelabből: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD és Thomas, MJ (2000). Vogel kvantitatív kémiai analízise (6. kiadás). New York: Prentice Hall.
8. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2017, március 28.). PubChem vegyület adatbázis; CID = 16211219. Helyreállítva a PubChem-től: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Bárium-hidroxid. Helyreállítva a chemspider-ről: chemspider.com.
10. A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Bárium-hidroxid-hidrát (1: 2: 1). Helyreállítva a chemspider-ről: chemspider.com.
11. A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Dihidroxi-bárium-hidrát (1: 1). Helyreállítva a chemspider-ről: chemspider.com.
12. A Kémiai Királyi Társaság. (2017). Endotermikus szilárd-szilárd reakciók. Helyreállítva: kémia-tanulás: rsc.org.