HYDROXID BÁRNATÝ (BA (OH) 2): VLASTNOSTI, RIZIKÁ A POUŽITIA - CHÉMIA - 2025

Hydroxid bárnatý je chemická zlúčenina vzorca Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . Je to silná báza a môže byť v bezvodej, monohydrátovej alebo oktohydrátovej forme. Monohydrátová forma, tiež nazývaná barytová voda, je najbežnejšia a komerčne používaná. Štruktúra bezvodých a monohydrátových zlúčenín je uvedená na obrázku 1.

Hydroxidu bárnatého možné pripraviť rozpustením oxidu bárnatého (BaO) vo vode: BaO + 9H ₂ O? Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Je kryštalizuje ako oktahydrátu, ktorý sa stáva monohydrát zahriatím na vzduchu. Pri 100 ° C vo vákuu monohydrát vytvorí BaO a vodu.

Obrázok 1: Štruktúra bezvodého hydroxidu bárnatého (vľavo) a monohydrátu (vpravo)

Monohydrát má vrstevnatú štruktúru (obrázok 2). Centrá Ba ^{2+ používajú} osemstennú geometriu. Každé centrum Ba2 ⁺ je spojené dvoma vodnými ligandami a šiestimi hydroxidovými ligandami, ktoré sú vždy dvojité a trojité mostíky so susednými strediskami Ba2 ⁺ .

V oktahydráte sú jednotlivé centrá Ba2 ⁺ opäť osem súradníc, ale nezdieľajú ligandy (hydroxid bárnatý, SF).

Obrázok 2: kryštalická štruktúra hydroxidu bárnatého.

Vlastnosti hydroxidu bárnatého

Hydroxid bárnatý sú biele alebo priehľadné oktaedrické kryštály. Nedostatok zápachu a žieravej chuti (Národné centrum pre biotechnologické informácie., 2017). Jeho vzhľad je znázornený na obrázku 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Obrázok 3: vzhľad hydroxidu bárnatého.

Bezvodá forma má molekulovú hmotnosť 171,34 g / mol, hustotu 2,18 g / ml, teplotu topenia 407 ° C a teplotu varu 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). ,

Monohydrátová forma má molekulovú hmotnosť 189,355 g / mol, hustotu 3,743 g / ml a teplotu topenia 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Oktohydrátová forma má molekulovú hmotnosť 315,46 g / mol, hustotu 2,18 g / ml a teplotu topenia 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Zlúčenina je mierne rozpustná vo vode a nerozpustná v acetóne. Jedná sa silná báza s pKa 0,15 a 0,64 pre prvý a druhý OH ^- , resp.

Hydroxid bárnatý reaguje podobne ako hydroxid sodný (NaOH), ale je menej rozpustný vo vode. Neutralizuje kyseliny exotermicky za vzniku solí a vody. Môže reagovať s hliníkom a zinkom a vytvárať oxidy alebo hydroxidy kovov a vytvárať plynný vodík.

Môže iniciovať polymerizačné reakcie v polymerizovateľných organických zlúčeninách, najmä epoxidoch.

Môže vytvárať horľavé a / alebo toxické plyny s amónnymi soľami, nitridmi, halogénovanými organickými zlúčeninami, rôznymi kovmi, peroxidmi a hydroperoxidmi. Pri zahrievaní alebo drvení explodujú zmesi s chlórovanými živicami (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Hydroxid bárnatý sa pri zahrievaní na 800 ° C rozkladá na oxid bárnatý. Reakciou s oxidom uhličitým vzniká uhličitan bárnatý. Jeho vysoko zásaditý vodný roztok podlieha neutralizačným reakciám s kyselinami. Takto tvorí síran bárnatý a fosforečnan bárnatý s kyselinou sírovou a kyselinou fosforečnou.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2 H ₂ O

Reakciou so sírovodíkom sa získa sulfid bárnatý. Zrážanie mnohých nerozpustných alebo menej rozpustných solí bária môže byť výsledkom dvojitej substitučnej reakcie, keď je vodný roztok hydroxidu bárnatého zmiešaný s mnohými roztokmi iných solí kovov.

Miešanie pevného hydratovaného hydroxidu bárnatého s pevným chloridom amónnym v kadičke vedie k endotermickej reakcii za vzniku kvapaliny s vývojom amoniaku. Teplota drasticky klesne na približne -20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Obrázok 4: endotermická reakcia medzi hydroxidom bárnatým a chloridom amónnym.

Ba (OH) 2 reaguje s oxidom uhličitým za vzniku uhličitanu bárnatého. Vyjadruje sa touto chemickou reakciou:

Ba (OH) 2 + C02 → BaC03 + H20.

Reaktivita a nebezpečenstvá

Hydroxid bárnatý je klasifikovaný ako stabilná nehorľavá zlúčenina, ktorá rýchlo a exotermicky reaguje s kyselinami a je tiež nekompatibilná s oxidom uhličitým a vlhkosťou. Zlúčenina je toxická a ako silná báza je leptavá.

Vdýchnutie, požitie alebo kontakt s pokožkou s materiálom môže spôsobiť vážne zranenie alebo smrť. Kontakt s roztavenou látkou môže spôsobiť vážne popáleniny pokožky a očí.

Je potrebné zabrániť kontaktu s pokožkou. Účinky kontaktu alebo vdýchnutia sa môžu oneskoriť. Oheň môže vytvárať dráždivé, leptavé a / alebo toxické plyny. Odpadové vody na kontrolu požiaru môžu byť žieravé a / alebo jedovaté a spôsobiť kontamináciu.

Očný kontakt

Ak sa zlúčenina dostane do kontaktu s očami, kontaktné šošovky by sa mali skontrolovať a odstrániť. Oči by mali byť okamžite prepláchnuté veľkým množstvom vody najmenej 15 minút studenou vodou.

Kontakt s pokožkou

V prípade kontaktu s pokožkou je potrebné zasiahnutú oblasť okamžite opláchnuť najmenej 15 minút veľkým množstvom vody alebo slabej kyseliny, ako je ocot, pričom sa odstráni kontaminovaný odev a obuv. Podráždenú pokožku prikryte zmäkčovadlom.

Pred ďalším použitím vyperte odev a obuv. Ak je kontakt závažný, umyte ho dezinfekčným mydlom a kontaminovanú pokožku zakryte antibakteriálnym krémom.

inhalácia

V prípade vdýchnutia by sa obeť mala presunúť na chladné miesto. Ak nedýcha, podáva sa umelé dýchanie. Ak je dýchanie ťažké, podajte kyslík.

Požitie

Ak je zlúčenina požitá, nemá sa vyvolávať zvracanie. Uvoľnite pevné oblečenie, napríklad golier, pás alebo kravatu.

Vo všetkých prípadoch by sa mala okamžite vyhľadať lekárska pomoc (Karta bezpečnostných údajov materiálu Monohydrát hydroxidu barnatého, 2013).

aplikácia

1 - Priemysel

Hydroxid bárnatý sa priemyselne používa ako prekurzor iných zlúčenín bária. Monohydrát sa používa na dehydratáciu a odstránenie síranu z rôznych produktov. Táto prihláška využíva veľmi nízku rozpustnosť síranu bárnatého. Táto priemyselná aplikácia sa vzťahuje aj na laboratórne použitie.

Hydroxid bárnatý sa používa ako prísada do termoplastov (ako sú fenolové živice), škrabancov a stabilizátorov z PVC na zlepšenie plastových vlastností. Tento materiál sa používa ako univerzálna prísada do mazív a tukov.

Medzi ďalšie priemyselné použitia hydroxidu bárnatého patrí výroba cukru, výroba mydiel, zmydelňovanie tukov, topenie kremičitanov a chemická syntéza ďalších zlúčenín bária a organických zlúčenín (BARIUM HYDROXIDE, SF).

2 - Laboratórium

Hydroxid bárnatý sa používa v analytickej chémii na titráciu slabých kyselín, najmä organických kyselín. Jeho číry vodný roztok je na rozdiel od hydroxidu sodného a hydroxidu draselného bez uhličitanu, pretože uhličitan bárnatý je nerozpustný vo vode.

To umožňuje použitie indikátorov, ako je fenolftaleín alebo tymolftaleín (s alkalickými zmenami farby) bez rizika chýb titrácie spôsobených prítomnosťou uhličitanových iónov, ktoré sú oveľa menej zásadité (Mendham, Denney, Barnes a Thomas, 2000).

Hydroxid bárnatý sa občas používa v organickej syntéze ako silná báza, napríklad na hydrolýzu esterov a nitrilov:

Hydroxid bárnatý sa tiež používa pri dekarboxylácii aminokyselín, ktoré uvoľňujú uhličitan bárnatý.

Používa sa tiež pri príprave cyklopentanónu, diacetónalkoholu a gama-laktónu D-gulonovej.

3 - Katalyzátor pri Wittig-Hornerovej reakcii

Wittig-Hornerova reakcia, známa tiež ako Horner-Wadsworth-Emmonsova reakcia (alebo HWE reakcia), je chemická reakcia používaná v organickej chémii na stabilizáciu karbónov fosfonátov s aldehydmi (alebo ketónmi) na výrobu prevažne E-alkénov (trans ).

Sontchemická reakcia Wittig-Horner je katalyzovaná aktivovaným hydroxidom bárnatým a uskutočňuje sa za podmienok rozhrania tuhá látka-kvapalina.

Soncochemický proces sa uskutočňuje pri teplote miestnosti a pri nižšej hmotnosti katalyzátora a reakčnom čase ako pri tepelnom procese. Za týchto podmienok sa získajú výťažky podobné výťažkom tepelného procesu.

V práci (JV Sinisterra, 1987) sa analyzuje vplyv na výkonnosť času pôsobenia ultrazvuku, hmotnosť katalyzátora a rozpúšťadla. Na uskutočnenie reakcie sa musí pridať malé množstvo vody.

Analyzuje sa povaha aktívneho miesta katalyzátora pôsobiaceho v procese. Pre sonochemický proces sa navrhuje mechanizmus ETC.

4 - Iné použitia

Hydroxid bárnatý má iné použitie. Používa sa na rôzne účely, napríklad:

• Výroba alkálií.
• Stavebné sklo.
• Vulkanizácia syntetického kaučuku.
• Inhibítory korózie.
• Rovnako ako vrtné kvapaliny, pesticídy a mazadlá.
• Pre nápravu kotla.
• Na rafináciu rastlinných a živočíšnych olejov.
• Na freskovú maľbu.
• Pri zmäkčovaní vody.
• Ako zložka homeopatických liekov.
• Na čistenie rozliatych kyselín.
• Používa sa tiež v cukrovarníckom priemysle na prípravu repného cukru.
• Konštrukčné materiály.
• Elektrické a elektronické výrobky.
• Podlahové krytiny.

Referencie

1. MONOHYDRÁT BARIUM HYDROXID. (2016). Obnovené z cameochemikálií: cameochemicals.noaa.gov.
2. Hydroxid bárnatý. (SF). Získané z chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. HYDROXID BARNÝ. (SF). Zozbierané z chemikálie21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd .. (SF). Hydroxid bárnatý. Obnovené z indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 ako katalyzátor v organických reakciách. 17. Interfaciálna Wittig-Hornerova reakcia tuhých a kvapalných látok v sonochemických podmienkach. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Karta bezpečnostných údajov materiálu Monohydrát hydroxidu barnatého. (2013, 21. mája). Zdroj: sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, a Thomas, MJ (2000). Vogelova kvantitatívna chemická analýza (6. vydanie). New York: Prentice Hall.
8. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2017, 28. marca). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Obnovené z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Hydroxid bárnatý. Získané z chemspider: chemspider.com.
10. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Hydrát hydroxidu barnatého (1: 2: 1). Získané z chemspider: chemspider.com.
11. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Dihydroxybárium hydrát (1: 1). Získané z chemspider: chemspider.com.
12. Kráľovská spoločnosť chémie. (2017). Endotermické reakcie tuhá látka - tuhá látka. Obnovené z: learn-chémia: rsc.org.