- Struktura
- Energia sieci krystalicznej
- Nawilża
- Przygotowanie lub synteza
- Nieruchomości
- Wygląd fizyczny
- Masa cząsteczkowa
- Gęstość
- Temperatura topnienia
- Temperatura wrzenia
- Rozpuszczalność w wodzie
- Rozkład termiczny
- Nomenklatura
- Aplikacje
- Producent tlenu
- Producent nadtlenku wodoru
- Bibliografia
Nadtlenek baru jest jonowy i nieorganiczny związek, którego wzór chemiczny jest BaO 2 . Będąc związkiem jonowym, składa się z jonów Ba 2+ i O 2 2- ; Ten ostatni jest tak zwany anionem nadtlenkowym, dzięki któremu BaO 2 zyskuje swoją nazwę. Zatem BaO 2 jest nieorganicznym nadtlenkiem.
Ładunki jej jonów pokazują, jak ten związek powstaje z pierwiastków. Metal baru z grupy 2 daje dwa elektrony cząsteczce tlenu O 2 , którego atomy nie wykorzystują ich do redukcji się do anionów tlenkowych O 2- , ale do pozostania połączonymi prostym wiązaniem 2- .
BaO2 ciało stałe. Źródło: Ondřej Mangl, źródło Wikimedia Commons
Nadtlenek baru jest w temperaturze pokojowej ziarnistą substancją stałą o barwie białej z lekko szarawymi odcieniami (górne zdjęcie). Podobnie jak prawie wszystkie nadtlenki, należy obchodzić się z nim i przechowywać go ostrożnie, ponieważ może przyspieszyć utlenianie niektórych substancji.
Spośród wszystkich nadtlenków utworzonych przez metale z grupy 2 (Mr. Becambara), BaO 2 jest termodynamicznie najbardziej stabilny względem rozkładu termicznego. Po podgrzaniu uwalnia tlen i powstaje tlenek baru BaO. BaO może reagować z tlenem w środowisku pod wysokim ciśnieniem, tworząc ponownie BaO 2 .
Struktura
Struktura krystaliczna BaO2. Źródło: Orci, za Wikimedia Commons
Górny obraz przedstawia tetragonalną komórkę elementarną nadtlenku baru. Wewnątrz widać kationy Ba 2+ (białe kule) i aniony O 2 2- (czerwone kule). Zauważ, że czerwone kule są połączone pojedynczym wiązaniem, więc reprezentują geometrię liniową 2- .
Z tej komórki elementarnej można zbudować kryształy BaO 2 . Jeśli zaobserwuje się, anion O 2 2- widać, że jest otoczony przez sześć Ba 2+ , uzyskując ośmiościan, którego wierzchołki są białe.
Z drugiej strony, jeszcze bardziej widoczne, każdy Ba 2+ jest otoczony przez dziesięć O 2 2- (biała kula w środku). Cały kryształ składa się z tej stałej kolejności krótkiego i dalekiego zasięgu.
Energia sieci krystalicznej
Jeśli zaobserwuje się również czerwono-białe kulki, należy zauważyć, że nie różnią się one zbytnio rozmiarami ani promieniami jonowymi. Dzieje się tak, ponieważ kation Ba 2+ jest bardzo obszerny, a jego interakcje z anionem O 2 2- stabilizują energię sieci krystalicznej w lepszym stopniu w porównaniu do tego, jak na przykład byłyby to kationy Ca 2+ i Mg . 2+ .
To wyjaśnia również, dlaczego BaO jest najbardziej niestabilnym z tlenków metali ziem alkalicznych: jony Ba 2+ i O 2- różnią się znacznie rozmiarami, destabilizując ich kryształy.
Ponieważ jest bardziej niestabilny, tym mniejsza jest tendencja BaO 2 do rozkładu z utworzeniem BaO; W przeciwieństwie do nadtlenków SrO 2 , CaO 2 i MgO 2 , których tlenki są bardziej stabilne.
Nawilża
BaO 2 występuje w postaci hydratów, z których BaO 2 ∙ 8H 2 O jest najbardziej stabilny; iw rzeczywistości to jest ten, który jest sprzedawany zamiast bezwodnego nadtlenku baru. Aby otrzymać bezwodny, BaO 2 ∙ 8H 2 O musi być wysuszony w temperaturze 350 ° C w celu usunięcia wody.
Jego struktura krystaliczna jest również tetragonalna, ale z ośmioma cząsteczkami H 2 O oddziałującymi z O 2 2- poprzez wiązania wodorowe iz Ba 2+ poprzez oddziaływania dipol-jon.
Inne hydraty, których struktury nie ma w tym zakresie wielu informacji to: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O i BaO 2 ∙ H 2 O.
Przygotowanie lub synteza
Bezpośrednie przygotowanie nadtlenku baru polega na utlenieniu jego tlenku. Można go użyć z mineralnego barytu lub z soli azotanu baru Ba (NO 3 ) 2 ; obie są ogrzewane w atmosferze wzbogaconej powietrzem lub tlenem.
Inna metoda polega na reakcji Ba (NO 3 ) 2 z nadtlenkiem sodu w zimnym środowisku wodnym :
Ba (NO 3 ) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
Następnie hydrat BaO 2 * xH 2 O ogrzewa się, filtruje i suszy pod próżnią.
Nieruchomości
Wygląd fizyczny
Jest to białe ciało stałe, które może zmienić kolor na szaro, jeśli zawiera zanieczyszczenia (BaO, Ba (OH) 2 lub inne związki chemiczne). Jeśli zostanie podgrzany do bardzo wysokiej temperatury, będzie wydzielał zielonkawe płomienie z powodu przejść elektronicznych kationów Ba 2+ .
Masa cząsteczkowa
169,33 g / mol.
Gęstość
5,68 g / ml.
Temperatura topnienia
450 ° C
Temperatura wrzenia
800 ° C Ta wartość jest zgodna z tym, czego należy oczekiwać od związku jonowego; a nawet więcej, najbardziej stabilny nadtlenek metali ziem alkalicznych. Jednak BaO 2 tak naprawdę nie wrze , ale gazowy tlen jest uwalniany w wyniku jego termicznego rozkładu.
Rozpuszczalność w wodzie
Nierozpuszczalny. Jednak może powoli ulegać hydrolizie, aby wytworzyć nadtlenek wodoru, H 2 O 2 ; a ponadto, jego rozpuszczalność w środowisku wodnym zwiększa się, gdy dodaje się rozcieńczony kwas.
Rozkład termiczny
Poniższe równanie chemiczne przedstawia reakcję rozkładu termicznego, której podlega BaO 2 :
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
Reakcja jest jednokierunkowa, jeśli temperatura przekracza 800 ° C. Jeśli ciśnienie zostanie natychmiast zwiększone, a temperatura spadnie, cały BaO zostanie ponownie przekształcony w BaO 2 .
Nomenklatura
Innym sposobem na nazwanie BaO 2 jest nadtlenek baru, zgodnie z tradycyjną nomenklaturą; ponieważ bar może mieć tylko wartościowość +2 w swoich związkach.
Błędnie, systematyczna nomenklatura jest używana do określania go jako dwutlenku baru (binoksydu), uznając go za tlenek, a nie nadtlenek.
Aplikacje
Producent tlenu
Za pomocą mineralnego barytu (BaO) ogrzewa się go prądami powietrza w celu wyeliminowania zawartości tlenu w temperaturze około 700 ° C.
Jeśli powstały nadtlenek jest delikatnie ogrzewany pod próżnią, tlen jest regenerowany szybciej, a baryt może być ponownie używany w nieskończoność do przechowywania i produkcji tlenu.
Ten proces został komercyjnie opracowany przez LD Brina, obecnie przestarzały.
Producent nadtlenku wodoru
Nadtlenek baru reaguje z kwasem siarkowym, tworząc nadtlenek wodoru:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
Jest więc źródłem H 2 O 2 , na który manipuluje przede wszystkim jego hydrat BaO 2 ∙ 8H 2 O.
Zgodnie z tymi dwoma zastosowaniami BaO 2 umożliwia rozwój O 2 i H 2 O 2 , które są utleniaczami, w syntezie organicznej oraz w procesach bielenia w przemyśle tekstylnym i farbiarskim. Jest również dobrym środkiem dezynfekującym.
Ponadto z BaO 2 można syntetyzować inne nadtlenki, takie jak sód, Na 2 O 2 i inne sole baru.
Bibliografia
- SC Abrahams, J. Kalnajs. (1954). Struktura krystaliczna nadtlenku baru. Laboratory for Insulation Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA
- Wikipedia. (2018). Nadtlenek baru. Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
- Atomistry. (2012). Nadtlenek baru. Odzyskane z: barium.atomistry.com
- Khokhar i in. (2011). Badanie przygotowania skali laboratoryjnej i opracowania procesu dla nadtlenku baru. Odzyskany z: academia.edu
- PubChem. (2019). Nadtlenek baru. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). Przygotowanie nadtlenku baru. Odzyskany z: prepchem.com