WODOROTLENEK BARU (BA (OH) 2): WŁAŚCIWOŚCI, ZAGROŻENIA I ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Wodorotlenek baru jest związek chemiczny o wzorze Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . Jest mocną zasadą i może występować w postaci bezwodnej, monohydratu lub oktawodzianu. Postać monohydratu, zwana również wodą barytową, jest najczęściej stosowana i komercyjnie stosowana. Strukturę związków bezwodnych i monohydratów przedstawiono na rysunku 1.

Wodorotlenek baru można otrzymać rozpuszczając tlenek baru (BaO) w wodzie: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Krystalizuje jako oktahydrat, który po ogrzaniu na powietrzu staje się monohydratem. W 100 ° C pod próżnią monohydrat będzie wytwarzał BaO i wodę.

Rysunek 1: struktura bezwodnego wodorotlenku baru (po lewej) i monohydratu (po prawej)

Monohydrat przyjmuje strukturę warstwową (rysunek 2). Centra Ba ²⁺ przyjmują geometrię oktaedryczną. Każde centrum Ba ²⁺ jest połączone dwoma ligandami wodnymi i sześcioma ligandami wodorotlenkowymi, które są odpowiednio podwójnie i potrójnie zmostkowane z sąsiednimi centrami Ba ²⁺ .

W oktahydracie poszczególne centra Ba ²⁺ mają ponownie osiem współrzędnych, ale nie mają wspólnych ligandów (wodorotlenek baru, SF).

Rysunek 2: struktura krystaliczna wodorotlenku baru.

Właściwości wodorotlenku baru

Wodorotlenek baru to białe lub przezroczyste kryształy oktaedryczne. Brak zapachu i żrący smak (National Center for Biotechnology Information., 2017). Jego wygląd pokazano na rysunku 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Rysunek 3: wygląd wodorotlenku baru.

Forma bezwodna ma masę cząsteczkową 171,34 g / mol, gęstość 2,18 g / ml, temperaturę topnienia 407 ° C i temperaturę wrzenia 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015) .

Monohydrat ma masę cząsteczkową 189,355 g / mol, gęstość 3,743 g / ml i temperaturę topnienia 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Forma oktawodzianu ma masę cząsteczkową 315,46 g / mol, gęstość 2,18 g / ml i temperaturę topnienia 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Związek jest słabo rozpuszczalny w wodzie i nierozpuszczalny w acetonie. Jest to mocna zasada o pKa = 0,15 i 0,64, dla pierwszego i drugiego OH ^- odpowiednio.

Wodorotlenek baru reaguje podobnie do wodorotlenku sodu (NaOH), ale jest gorzej rozpuszczalny w wodzie. Neutralizuje kwasy egzotermicznie, tworząc sole i wodę. Może reagować z glinem i cynkiem, tworząc tlenki lub wodorotlenki metali i wytwarzając wodór.

Może inicjować reakcje polimeryzacji polimeryzujących związków organicznych, zwłaszcza epoksydów.

Może generować palne i / lub toksyczne gazy zawierające sole amonowe, azotki, chlorowcowane związki organiczne, różne metale, nadtlenki i wodoronadtlenki. Mieszanki z chlorowanymi gumami wybuchają po podgrzaniu lub pokruszeniu (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Wodorotlenek baru rozkłada się do tlenku baru po podgrzaniu do 800 ° C. W reakcji z dwutlenkiem węgla powstaje węglan baru. Jego silnie zasadowy wodny roztwór ulega reakcjom neutralizacji kwasami. W ten sposób tworzy siarczan baru i fosforan baru odpowiednio z kwasem siarkowym i fosforowym.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

W wyniku reakcji z siarkowodorem powstaje siarczek baru. Wytrącanie się wielu nierozpuszczalnych lub mniej rozpuszczalnych soli baru może wynikać z podwójnej reakcji wymiany, gdy wodny roztwór wodorotlenku baru miesza się z wieloma roztworami innych soli metali.

Mieszanie stałego uwodnionego wodorotlenku baru ze stałym chlorkiem amonu w zlewce powoduje endotermiczną reakcję, w wyniku której powstaje ciecz, z wydzielaniem się amoniaku. Temperatura spada drastycznie do około -20ºC (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Rysunek 4: endotermiczna reakcja między wodorotlenkiem baru a chlorkiem amonu.

Ba (OH) 2 reaguje z dwutlenkiem węgla, tworząc węglan baru. Wyraża się to następującą reakcją chemiczną:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaktywność i zagrożenia

Wodorotlenek baru jest klasyfikowany jako trwały, niepalny związek, który reaguje szybko i egzotermicznie z kwasami, a także jest niekompatybilny z dwutlenkiem węgla i wilgocią. Związek jest toksyczny i jako mocna zasada jest korozyjny.

Wdychanie, połknięcie lub kontakt skóry z materiałem może spowodować poważne obrażenia lub śmierć. Kontakt ze stopioną substancją może spowodować poważne oparzenia skóry i oczu.

Należy unikać kontaktu ze skórą. Skutki kontaktu lub wdychania mogą być opóźnione. Ogień może wytwarzać drażniące, żrące i / lub toksyczne gazy. Ścieki z gaszenia pożarów mogą być korozyjne i / lub toksyczne oraz powodować zanieczyszczenie.

Kontakt wzrokowy

Jeśli związek wejdzie w kontakt z oczami, soczewki kontaktowe należy sprawdzić i usunąć. Oczy należy natychmiast przemywać dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut, zimną wodą.

Kontakt ze skórą

W przypadku kontaktu ze skórą miejsce to należy natychmiast spłukać przez co najmniej 15 minut dużą ilością wody lub słabego kwasu, np. Octu, zdejmując jednocześnie zanieczyszczoną odzież i buty. Pokryj podrażnioną skórę emolientem.

Wyprać ubranie i buty przed ponownym użyciem. W przypadku silnego kontaktu zmyć mydłem dezynfekującym i przykryć zanieczyszczoną skórę kremem antybakteryjnym.

Inhalacja

W przypadku inhalacji ofiarę należy przenieść w chłodne miejsce. Jeśli nie oddycha, stosuje się sztuczne oddychanie. Jeśli oddychanie jest utrudnione, podaj tlen.

Przyjmowanie pokarmu

W przypadku spożycia związku nie należy wywoływać wymiotów. Poluzuj ciasną odzież, taką jak kołnierzyk koszuli, pasek lub krawat.

We wszystkich przypadkach należy natychmiast uzyskać pomoc lekarską (Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Monohydrat wodorotlenku baru, 2013).

Aplikacje

1- Przemysł

W przemyśle wodorotlenek baru jest używany jako prekursor innych związków baru. Monohydrat służy do odwadniania i usuwania siarczanów z różnych produktów. Ta aplikacja wykorzystuje bardzo niską rozpuszczalność siarczanu baru. To zastosowanie przemysłowe dotyczy również zastosowań laboratoryjnych.

Wodorotlenek baru jest stosowany jako dodatek do tworzyw termoplastycznych (takich jak żywice fenolowe), zadrapań i stabilizatorów PVC w celu poprawy właściwości plastycznych. Materiał ten jest stosowany jako dodatek ogólnego przeznaczenia do smarów i smarów.

Inne zastosowania przemysłowe wodorotlenku baru obejmują produkcję cukru, produkcję mydeł, zmydlanie tłuszczu, topienie krzemianów oraz syntezę chemiczną innych związków baru i związków organicznych (WODOROTLENEK BARU, SF).

2- Laboratorium

Wodorotlenek baru jest stosowany w chemii analitycznej do miareczkowania słabych kwasów, zwłaszcza kwasów organicznych. Jego przezroczysty wodny roztwór jest wolny od węglanów w przeciwieństwie do wodorotlenku sodu i wodorotlenku potasu, ponieważ węglan baru jest nierozpuszczalny w wodzie.

Pozwala to na stosowanie wskaźników takich jak fenoloftaleina czy tymoloftaleina (przy zasadowych zmianach koloru) bez ryzyka błędów miareczkowania spowodowanych obecnością jonów węglanowych, które są znacznie mniej zasadowe (Mendham, Denney, Barnes i Thomas, 2000).

Wodorotlenek baru jest czasami używany w syntezie organicznej jako mocna zasada, na przykład do hydrolizy estrów i nitryli:

Wodorotlenek baru jest również używany do dekarboksylacji aminokwasów, które w procesie uwalniają węglan baru.

Stosowany jest również do przygotowania cyklopentanonu, alkoholu diacetonowego i gamma-laktonu D-Gulonic.

3- Katalizator w reakcji Wittiga-Hornera

Reakcja Wittiga-Hornera, znana również jako reakcja Hornera-Wadswortha-Emmonsa (lub reakcja HWE) jest reakcją chemiczną stosowaną w chemii organicznej do stabilizacji karboanionów fosfonianów z aldehydami (lub ketonami) w celu wytworzenia głównie E-alkenów (trans ).

Sonkochemiczna reakcja Wittiga-Hornera jest katalizowana przez aktywowany wodorotlenek baru i jest prowadzona w warunkach granicy faz ciało stałe-ciecz.

Proces sonkochemiczny przebiega w temperaturze pokojowej i przy mniejszym ciężarze katalizatora i czasie reakcji niż proces termiczny. W tych warunkach uzyskuje się wydajności podobne do uzyskiwanych w procesie termicznym.

W pracy (JV Sinisterra, 1987) przeanalizowano wpływ czasu sonikacji, masę katalizatora i rozpuszczalnika. Do zajścia reakcji konieczne jest dodanie niewielkich ilości wody.

Przeanalizowano charakter miejsca aktywnego katalizatora działającego w procesie. Zaproponowano mechanizm ETC dla procesu sonochemicznego.

4- Inne zastosowania

Wodorotlenek baru ma inne zastosowania. Jest używany do wielu celów, takich jak:

• Produkcja alkaliów.
• Szkło budowlane.
• Wulkanizacja kauczuku syntetycznego.
• Inhibitory korozji.
• Jak płyny wiertnicze, pestycydy i smary.
• Do naprawy kotła.
• Do uszlachetniania olejów roślinnych i zwierzęcych.
• Do malowania fresków.
• W zmiękczaniu wody.
• Jako składnik leków homeopatycznych.
• Do czyszczenia wycieków kwasu.
• Znajduje również zastosowanie w cukrownictwie do przygotowania cukru buraczanego.
• Materiały budowlane.
• Produkty elektryczne i elektroniczne.
• Wykładziny podłogowe.

Bibliografia

1. WODOROTLENEK BARU MONOHYDRATE. (2016). Odzyskany z cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
2. Wodorotlenek baru. (SF). Odzyskane z chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. WODOROTLENEK BARU. (SF). Odzyskany z chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd. (SF). Wodorotlenek baru. Odzyskany z indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 jako katalizator w reakcjach organicznych. 17. Międzyfazowa reakcja Wittiga-Hornera ciało stałe-ciecz w warunkach sonochemicznych. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875–3879. researchgate.net.
6. Karta charakterystyki materiału Wodorotlenek baru, monohydrat. (21 maja 2013). Pobrane z sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD i Thomas, MJ (2000). Vogel's Quantitative Chemical Analysis (wyd. 6). Nowy Jork: Prentice Hall.
8. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2017, 28 marca). Baza danych PubChem Compound; CID = 16211219. Odzyskany z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Wodorotlenek baru. Odzyskany z chemspider: chemspider.com.
10. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Wodzian wodorotlenku baru (1: 2: 1). Odzyskany z chemspider: chemspider.com.
11. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Wodzian dihydroksybaru (1: 1). Odzyskany z chemspider: chemspider.com.
12. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2017). Endotermiczne reakcje ciało stałe-ciało stałe. Odzyskane z: learn-chemistry: rsc.org.