BĀRIJA HIDROKSĪDS (BA (OH) 2): ĪPAŠĪBAS, RISKI UN LIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Bārija hidroksīds ir ķīmisks savienojums ar formulu Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . Tā ir spēcīga bāze un var būt bezūdens, monohidrāta vai oktohidrāta formā. Monohidrāta forma, ko sauc arī par barīta ūdeni, ir visizplatītākā un komerciāli izmantotā. Bezūdens un monohidrātu savienojumu struktūra ir parādīta 1. attēlā.

Bārija hidroksīdu var pagatavot, izšķīdinot bārija oksīdu (BaO) ūdenī: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Tas kristalizējas kā oktahidrāts, kas, sildot gaisā, kļūst par monohidrātu. 100 ° C temperatūrā vakuumā monohidrāts veidos BaO un ūdeni.

1. attēls: bezūdens bārija hidroksīda (pa kreisi) un monohidrāta (pa labi) struktūra

Monohidrātam ir slāņainā struktūra (2. attēls). Ba ²⁺ centriem ir oktaedriskā ģeometrija. Katru Ba ²⁺ centru savieno divi ūdens ligandi un seši hidroksīda ligandi, kas attiecīgi ir divkārši un trīskārši savienoti ar blakus esošajiem Ba ²⁺ centriem .

Oktahidrātā atsevišķi Ba ²⁺ centri atkal ir astoņas koordinātas, bet tām nav kopīgu ligandu (bārija hidroksīds, SF).

2. attēls: bārija hidroksīda kristāla struktūra.

Bārija hidroksīda īpašības

Bārija hidroksīds ir balti vai caurspīdīgi oktaedriski kristāli. Bez smaržas un ar kodīgu garšu (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., 2017). Tās izskats ir parādīts 3. attēlā (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

3. attēls: bārija hidroksīda izskats.

Bezūdens formas molekulmasa ir 171,34 g / mol, blīvums 2,18 g / ml, kušanas temperatūra ir 407 ° C un viršanas temperatūra 780 ° C (Karaliskā biedrība ķīmijā, 2015). .

Monohidrāta formas molekulmasa ir 189,355 g / mol, blīvums 3,743 g / ml un kušanas temperatūra ir 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Oktohidrāta formas molekulmasa ir 315,46 g / mol, blīvums 2,18 g / ml un kušanas temperatūra 78 ° C (Karaliskā ķīmijas biedrība, 2015).

Savienojums nedaudz šķīst ūdenī un nešķīst acetonā. Tā ir spēcīga bāze ar pKa 0,15 un 0,64 par pirmo un otro OH ^- attiecīgi.

Bārija hidroksīds reaģē līdzīgi kā nātrija hidroksīds (NaOH), bet mazāk šķīst ūdenī. Tas neitralizē skābes eksotermiski, veidojot sāļus un ūdeni. Tas var reaģēt ar alumīniju un cinku, veidojot metāla oksīdus vai hidroksīdus un ģenerējot ūdeņraža gāzi.

Tas var ierosināt polimerizācijas reakcijas polimerizējamos organiskos savienojumos, īpaši epoksīdos.

Tas var radīt uzliesmojošas un / vai toksiskas gāzes ar amonija sāļiem, nitrīdiem, halogenētiem organiskiem savienojumiem, dažādiem metāliem, peroksīdiem un hidroperoksīdiem. Maisījumi ar hlorētām smaganām eksplodē, kad tiek uzkarsēti vai sasmalcināti (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Bārija hidroksīds, karsējot līdz 800 ° C, sadalās līdz bārija oksīdam. Reaģējot ar oglekļa dioksīdu, iegūst bārija karbonātu. Tā ļoti sārmainā ūdens šķīdumā notiek neitralizācijas reakcijas ar skābēm. Tādējādi tas attiecīgi veido bārija sulfātu un bārija fosfātu ar sērskābi un fosforskābi.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

Reaģējot ar sērūdeņradi, iegūst bārija sulfīdu. Daudzu nešķīstošu vai mazāk šķīstošu bārija sāļu izgulsnēšanās var rasties divkāršas aizvietošanas reakcijas rezultātā, kad bārija hidroksīda ūdens šķīdumu sajauc ar daudziem citu metālu sāļu šķīdumiem.

Cietā hidrētā bārija hidroksīda sajaukšana vārglāzē ar cietu amonija hlorīdu rada endotermisku reakciju, iegūstot šķidrumu, attīstoties amonjakam. Temperatūra krasi pazeminās līdz aptuveni -20ºC (Karaliskā ķīmijas biedrība, 2017).

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

4. attēls: endotermiska reakcija starp bārija hidroksīdu un amonija hlorīdu.

Ba (OH) 2 reaģē ar oglekļa dioksīdu, iegūstot bārija karbonātu. To izsaka ar šādu ķīmisko reakciju:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaģētspēja un bīstamība

Bārija hidroksīds tiek klasificēts kā stabils, nedegošs savienojums, kas ātri un eksotermiski reaģē ar skābēm, un nav savienojams ar oglekļa dioksīdu un mitrumu. Savienojums ir toksisks un kā spēcīga bāze ir kodīgs.

Ieelpošana, norīšana vai saskare ar ādu ar materiālu var izraisīt nopietnus ievainojumus vai nāvi. Saskare ar izkausēto vielu var izraisīt smagus ādas un acu apdegumus.

Jāizvairās no saskares ar ādu. Saskares vai ieelpošanas sekas var būt novēlotas. Uguns var radīt kairinošas, kodīgas un / vai toksiskas gāzes. Ugunsdrošības notekūdeņi var būt kodīgi un / vai toksiski un izraisīt piesārņojumu.

Acu kontakts

Ja savienojums nonāk acīs, jāpārbauda un jānoņem kontaktlēcas. Acis nekavējoties vismaz 15 minūtes skalot ar lielu daudzumu ūdens ar aukstu ūdeni.

Kontakts ar ādu

Ja nonāk saskarē ar ādu, skarto zonu nekavējoties vismaz 15 minūtes jāskalo ar lielu daudzumu ūdens vai vāju skābi, piemēram, etiķi, noņemot piesārņoto apģērbu un apavus. Pārklājiet kairinātu ādu ar mīkstinošu līdzekli.

Pirms atkārtotas lietošanas nomazgājiet apģērbu un apavus. Ja kontakts ir smags, mazgājiet ar dezinficējošām ziepēm un piesārņoto ādu pārklājiet ar antibakteriālu krēmu.

Ieelpošana

Ieelpošanas gadījumā cietušais jāpārvieto vēsā vietā. Ja neelpo, tiek veikta mākslīgā elpošana. Ja apgrūtināta elpošana, dodiet skābekli.

Norīšana

Ja savienojums ir norīts, nevajadzētu izraisīt vemšanu. Atbrīvojiet stingru apģērbu, piemēram, krekla apkakli, jostu vai kaklasaiti.

Visos gadījumos jāmeklē tūlītēja medicīniska palīdzība (Materiālu drošības datu lapa Bārija hidroksīda monohidrāts, 2013).

Lietojumprogrammas

1- Rūpniecība

Rūpnieciski bārija hidroksīdu izmanto kā citu bārija savienojumu priekšteci. Monohidrātu izmanto, lai dehidrētu un noņemtu sulfātu no dažādiem produktiem. Šis pieteikums izmanto ļoti zemu bārija sulfāta šķīdību. Šis rūpnieciskais pielietojums attiecas arī uz laboratorijām.

Bārija hidroksīds tiek izmantots kā piedeva termoplastikā (piemēram, fenola sveķos), skrāpējumos un PVC stabilizatoros, lai uzlabotu plastmasas īpašības. Šo materiālu izmanto kā vispārēju piedevu smērvielām un smērvielām.

Citi bārija hidroksīda rūpnieciskie pielietojumi ietver cukura ražošanu, ziepju ražošanu, tauku pārziepošanu, silikātu kausēšanu un citu bārija savienojumu un organisko savienojumu (BĀRIJA HYDROXIDE, SF) ķīmisku sintēzi.

2 - laboratorija

Bārija hidroksīdu izmanto analītiskajā ķīmijā vājo skābju, īpaši organisko skābju, titrēšanai. Ir garantēts, ka tā dzidrajam ūdens šķīdumam nav karbonātu atšķirībā no nātrija hidroksīda un kālija hidroksīda, jo bārija karbonāts nešķīst ūdenī.

Tas ļauj izmantot tādus indikatorus kā fenolftaleīns vai timolftaleīns (ar sārmainas krāsas izmaiņām), bez titrēšanas kļūdu riska, ko rada karbonātu jonu klātbūtne, kas ir daudz mazāk pamata (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Bārija hidroksīdu laiku pa laikam izmanto organiskā sintēzē kā stipru bāzi, piemēram, esteru un nitrilu hidrolīzei:

Bārija hidroksīds tiek izmantots arī aminoskābju dekarboksilēšanā, kas procesā izdala bārija karbonātu.

To izmanto arī ciklopentanona, diacetona spirta un gamma-laktona D-Gulonic pagatavošanā.

3 - katalizators Wittig-Horner reakcijā

Wittig-Horner reakcija, kas pazīstama arī kā Horner-Wadsworth-Emmons reakcija (vai HWE reakcija), ir ķīmiska reakcija, ko izmanto organiskajā ķīmijā, lai stabilizētu fosfonātu karbanjonus ar aldehīdiem (vai ketoniem), lai iegūtu pārsvarā E-alkēnus (trans ).

Wittig-Horner sonoķīmisko reakciju katalizē aktivētais bārija hidroksīds, un to veic cietā un šķidruma saskares apstākļos.

Sonoķīmiskais process notiek istabas temperatūrā un ar zemāku katalizatora svaru un reakcijas laiku nekā termiskais process. Šajos apstākļos iegūst ražu, kas ir līdzīga termiskajā procesā iegūtajam.

(JV Sinisterra, 1987) darbā tiek analizēta ietekme uz ultraskaņas laika veiktspēju, katalizatora un šķīdinātāja svaru. Lai reakcija notiktu, jāpievieno neliels daudzums ūdens.

Tiek analizēts katalizatora aktīvās vietas raksturs, kas darbojas šajā procesā. Sonoķīmiskajam procesam ir ierosināts ETC mehānisms.

4 - Citi lietojumi

Bārija hidroksīdam ir arī citi lietojumi. To izmanto vairākiem mērķiem, piemēram:

• Sārmu ražošana.
• Celtniecības stikls.
• Sintētiskā kaučuka vulkanizācija.
• Korozijas inhibitori.
• Tāpat kā urbšanas šķidrumi, pesticīdi un smērvielas.
• Par katla līdzekli.
• Lai uzlabotu augu un dzīvnieku eļļas.
• Fresku gleznošanai.
• Ūdens mīkstināšanā.
• Kā homeopātisko līdzekļu sastāvdaļa.
• Lai notīrītu skābes noplūdes.
• To izmanto arī cukura rūpniecībā, lai sagatavotu cukurbiešu cukuru.
• Būvmateriāli.
• Elektriskie un elektroniskie izstrādājumi.
• Grīdas segumi.

Atsauces

1. BARIJA HIDROKSĪDA MONOHIDRĀTS. (2016). Atgūts no katoķīmiskajām vielām: cameochemicals.noaa.gov.
2. Bārija hidroksīds. (SF). Atgūts no chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. BARIJA HIDROKSĪDS. (SF). Atgūts no chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd. (SF). Bārija hidroksīds. Atgūts no indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 kā katalizators organiskajās reakcijās. 17. Interfaciāla, šķidra Wittig-Horner reakcija sonoķīmiskos apstākļos. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Materiālu drošības datu lapa Bārija hidroksīda monohidrāts. (2013. gads, 21. maijs). Izgūts no sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, un Thomas, MJ (2000). Vogela kvantitatīvā ķīmiskā analīze (6. izdevums). Ņujorka: Prentice zāle.
8. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2017. gads, 28. marts). PubChem salikto datu bāze; CID = 16211219. Atgūts no PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Bārija hidroksīds. Atgūts no chemspider: chemspider.com.
10. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Bārija hidroksīda hidrāts (1: 2: 1). Atgūts no chemspider: chemspider.com.
11. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Dihidroksibārija hidrāts (1: 1). Atgūts no chemspider: chemspider.com.
12. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2017). Endotermiskas cietas un cietas reakcijas. Atgūts no: mācīties ķīmiju: rsc.org.