БАРИЕВ ХИДРОКСИД (BA (OH) 2): СВОЙСТВА, РИСКОВЕ И УПОТРЕБА - ХИМИЯ - 2025

В бариев хидроксид е химично съединение с формула Ва (ОН) ₂ (H ₂ O) _х. Това е силна основа и може да бъде в безводна, монохидратна или октохидратна форма. Монохидратната форма, наричана още баритна вода, е най-често срещаната и използвана в търговската мрежа. Структурата на безводните и монохидратните съединения е представена на Фигура 1.

Бариевият хидроксид може да се приготви чрез разтваряне на бариев оксид (BaO) във вода: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Той кристализира като октахидрат, който се превръща в монохидрат при нагряване на въздух. При 100 ° С под вакуум монохидратът ще произведе BaO и вода.

Фигура 1: структура на безводен бариев хидроксид (отляво) и монохидрат (вдясно)

Монохидратът приема слоеста структура (фигура 2). Центровете Ba ²⁺ възприемат октаедрична геометрия. Всеки Ba ²⁺ център е свързан с два водни лиганди и шест хидроксидни лиганди, които са съответно двойни и тройни мостове към съседните Ba ²⁺ центрове.

В октахидрата отделните Ba ²⁺ центрове отново са осем координати, но не споделят лиганди (Бариев хидроксид, SF).

Фигура 2: кристална структура на бариев хидроксид.

Свойства на бариев хидроксид

Бариевият хидроксид представлява бели или прозрачни октаедрични кристали. Липсва миризма и с едър вкус (Национален център за биотехнологична информация., 2017). Външният му вид е показан на фигура 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Фигура 3: поява на бариев хидроксид.

Безводната форма има молекулно тегло от 171,34 g / mol, плътност 2,18 g / ml, точка на топене 407 ° C и точка на кипене 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015), Монохидратната форма има молекулно тегло 189,355 g / mol, плътност 3,743 g / ml и точка на топене 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Октохидратната форма има молекулно тегло 315,46 g / mol, плътност 2,18 g / ml и точка на топене 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Съединението е слабо разтворимо във вода и неразтворимо в ацетон. Това е силна основа с pKa 0,15 и 0,64 за първото и второто OH ^- съответно.

Бариевият хидроксид реагира подобно на натриевия хидроксид (NaOH), но е по-малко разтворим във вода. Той неутрализира киселините екзотермично, образувайки соли плюс вода. Той може да реагира с алуминий и цинк, за да образува метални оксиди или хидроксиди и да генерира водороден газ.

Той може да инициира реакции на полимеризация в полимеризуеми органични съединения, особено епоксиди.

Той може да генерира запалими и / или токсични газове с амониеви соли, нитриди, халогенирани органични съединения, различни метали, пероксиди и хидропероксиди. Смесите с хлорирани дъвки експлодират при нагряване или смачкване (БАРИЙ ХИДРОКСИД МОНОХИДРАТ, 2016).

Бариевият хидроксид се разлага до бариев оксид при нагряване до 800 ° С. Реакцията с въглероден диоксид произвежда бариев карбонат. Неговият силно алкален воден разтвор претърпява реакции на неутрализация с киселини. Така той образува бариев сулфат и бариев фосфат съответно със сярна и фосфорна киселина.

H ₂ SO ₄ + Ва (ОН) ₂ BaSO ₄ + 2Н ₂ О

Реакцията с сероводород произвежда бариев сулфид. Утаяването на много неразтворими или по-малко разтворими бариеви соли може да бъде резултат от реакция на двойно заместване, когато воден разтвор на бариев хидроксид се смеси с много разтвори на други метални соли.

Смесването на твърдия хидратиран бариев хидроксид с твърд амониев хлорид в чаша води до ендотермична реакция за получаване на течност с отделянето на амоняк. Температурата спада драстично до приблизително -20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Фигура 4: ендотермична реакция между бариев хидроксид и амониев хлорид.

Ba (OH) 2 реагира с въглероден диоксид за получаване на бариев карбонат. Това се изразява със следната химическа реакция:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Реактивност и опасности

Бариевият хидроксид е класифициран като стабилно негоримо съединение, което реагира бързо и екзотермично с киселини и е несъвместимо с въглеродния диоксид и влагата. Съединението е токсично и като силна основа е корозивно.

Вдишването, поглъщането или контактът с кожата с материал може да причини сериозно нараняване или смърт. Контактът с разтопеното вещество може да причини тежки изгаряния на кожата и очите.

Трябва да се избягва контакт с кожата. Ефектите от контакт или вдишване може да се забавят. Огънят може да произвежда дразнещи, корозивни и / или токсични газове. Отпадъчните води за контрол на пожар могат да бъдат корозивни и / или токсични и да причинят замърсяване.

Зрителен контакт

Ако съединението влезе в контакт с очите, контактните лещи трябва да бъдат проверени и отстранени. Очите трябва незабавно да се промият с много вода в продължение на най-малко 15 минути, със студена вода.

Контакт с кожата

В случай на контакт с кожата, засегнатата област трябва незабавно да се изплакне най-малко 15 минути с много вода или слаба киселина, като оцет, като същевременно се премахва замърсеното облекло и обувки. Покрийте раздразнената кожа с емолиент.

Измийте дрехите и обувките преди повторна употреба. Ако контактът е тежък, измийте с дезинфектант сапун и покрийте замърсената кожа с антибактериален крем.

инхалация

В случай на вдишване, жертвата трябва да бъде преместена на хладно място. Ако не диша, се дава изкуствено дишане. Ако дишането е затруднено, дайте кислород.

Поглъщане

Ако съединението е погълнато, повръщането не трябва да се предизвиква. Разхлабете тесни дрехи като яка, риза или вратовръзка на ризата.

Във всички случаи трябва незабавно да се потърси медицинска помощ (Информационен лист за безопасност на материала Бариев хидроксид монохидрат, 2013).

Приложения

1- индустрия

В индустриален план бариевият хидроксид се използва като прекурсор на други бариеви съединения. Монохидратът се използва за дехидратиране и отстраняване на сулфат от различни продукти. Това приложение използва много ниската разтворимост на бариев сулфат. Това индустриално приложение се прилага и за лабораторни приложения.

Бариевият хидроксид се използва като добавка в термопластиката (като фенолни смоли), драскотини и PVC стабилизатори за подобряване на пластмасовите свойства. Този материал се използва като добавка с общо предназначение за смазочни материали и греси.

Други индустриални приложения на бариев хидроксид включват производство на захар, производство на сапуни, осапуняване на мазнини, топене на силикати и химичен синтез на други бариеви съединения и органични съединения (БАРИЙ ХИДРОКСИД, SF).

2- Лаборатория

Бариевият хидроксид се използва в аналитичната химия за титруване на слаби киселини, особено на органични киселини. Неговият бистър воден разтвор е гарантирано без карбонат за разлика от натриев хидроксид и калиев хидроксид, тъй като бариевият карбонат е неразтворим във вода.

Това позволява използването на индикатори като фенолфталеин или тимолфталеин (с алкални промени в цвета), без риск от грешки в титрирането, причинени от наличието на карбонатни йони, които са много по-малко основни (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Бариевият хидроксид понякога се използва в органичния синтез като силна основа, например за хидролизата на естери и нитрили:

Бариевият хидроксид се използва и при декарбоксилиране на аминокиселини, които освобождават бариев карбонат в процеса.

Използва се и при получаването на циклопентанон, диацетонов алкохол и гама-лактон D-Gulonic.

3- Катализатор в реакцията на Витиг-Хорнер

Реакцията на Витиг-Хорнер, известна още като реакция Хорнер-Уодсуърт-Емон (или HWE реакция) е химическа реакция, използвана в органичната химия за стабилизиране на карбани на фосфонати с алдехиди (или кетони) за получаване на предимно Е-алкени (транс).

Сонкохимичната реакция на Витиг-Хорнер се катализира от активиран бариев хидроксид и се провежда при условия на интерфейс твърда течност.

Звукохимичният процес протича при стайна температура и с по-ниско тегло на катализатора и време на реакция от термичния процес. При тези условия се получават добиви, подобни на тези от термичния процес.

В работата на (JV Sinisterra, 1987) се анализира влиянието върху работата на времето за озвучаване, теглото на катализатора и разтворителя. Трябва да се добавят малки количества вода, за да протече реакцията.

Анализира се естеството на активното място на катализатора, действащ в процеса. За сонохимичния процес е предложен механизъм за ЕТС.

4- Други приложения

Бариевият хидроксид има и други приложения. Използва се за редица цели, като например:

• Производството на алкали.
• Строително стъкло.
• Вулканизация на синтетичен каучук.
• Инхибитори на корозия.
• Като сондажни течности, пестициди и смазочни материали.
• За лечението с котела.
• За рафиниране на растителни и животински масла.
• За стенопис.
• При омекотяване с вода.
• Като съставка в хомеопатичните лекарства.
• За почистване на киселинни разливи.
• Използва се и в захарната промишленост за приготвяне на захар от цвекло.
• Строителни материали.
• Електрически и електронни продукти.
• Подови настилки.

Препратки

1. МАРОХИДРАТ НА БАРИЙ ХИДРОКСИД. (2016 г.). Възстановен от камеохимикали: cameochemicals.noaa.gov.
2. Бариев хидроксид. (SF). Възстановени от chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. БАРИЙ ХИДРОКСИД. (SF). Възстановен от chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd.. (SF). Бариев хидроксид. Възстановени от indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 като катализатор в органични реакции. 17. Междуфазна реакция твърда течност Витиг-Хорнер при сонохимични условия. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Информационен лист за безопасност на материала Бариев хидроксид монохидрат. (2013 г., 21 май). Извлечено от sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, & Thomas, MJ (2000). Количественият химичен анализ на Вогел (6-то издание). Ню Йорк: зала Prentice.
8. Национален център за информация за биотехнологиите. (2017 г., 28 март). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Възстановени от PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Кралско химическо дружество. (2015). Бариев хидроксид. Възстановени от chemspider: chemspider.com.
10. Кралско химическо дружество. (2015). Бариев хидроксид хидрат (1: 2: 1). Възстановени от chemspider: chemspider.com.
11. Кралско химическо дружество. (2015). Дихидроксибариев хидрат (1: 1). Възстановени от chemspider: chemspider.com.
12. Кралско химическо дружество. (2017). Ендотермични твърди и твърди реакции. Възстановени от: learn-chemistry: rsc.org.