OXID BÁRNATÝ (KÚPEĽ): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIE, RIZIKÁ - CHÉMIA - 2026

Oxid bárnatý je tvorený anorganickým pevným atóm bária (Ba) a kyslík (O). Jeho chemický vzorec je BaO. Je to biela kryštalická tuhá látka, ktorá je hygroskopická, to znamená, že absorbuje vlhkosť zo vzduchu, ale pritom s ňou reaguje.

Vďaka rýchlej reakcii oxidu bárnatého s vodou sa v laboratóriách chemickej analýzy používa na vysušenie, to znamená na odstránenie vody z organických rozpúšťadiel, ktoré sú kvapalnými zlúčeninami, ktoré slúžia na rozpúšťanie iných látok.

Tuhá látka oxidu bárnatého BaO. Leie. Zdroj: Wikimedia Commons.

BaO sa správa ako silná báza, preto reaguje s mnohými druhmi kyselín. Napríklad ľahko reaguje s oxidom uhličitým CO _{2 vo} vzduchu za vzniku uhličitan bárnatý Baco ₃ .

Používa sa pri výrobe polymérov pre silové káble a ako prísada do živíc na utesnenie dier v vytvrdených zuboch.

Oxid bárnatý (BaO) sa tiež používa v keramickom priemysle, a to ako na poťahovanie glazúrou, tak aj na jeho výrobu. Používa sa tiež v cementových zmesiach na zvýšenie pevnosti v tlaku konečného produktu.

štruktúra

Bárnatý oxidu BaO je tvorený Ba ²⁺ katión a kyslíka O ₂ ^- aniónu .

Ióny oxidu bárnatého BaO. Autor: Marilú Stea.

BaO vo svojich kryštáloch vytvára kubické iónové siete (v tvare kocky) typu chloridu sodného.

Kocková kryštalická štruktúra oxidu bárnatého BaO podobná chloridu sodného. Zelená: bárium. Modrá: kyslík. Benjah-bmm27 (diskusia · prispieva). Zdroj: Wikimedia Commons.

Elektrónová konfigurácia báriového iónu je: 6s ^0, pretože stratila dva elektróny 6s shell. Táto konfigurácia je veľmi stabilná.

názvoslovie

- Oxid bárnatý

- oxid uhoľnatý

Fyzikálne vlastnosti

Fyzický stav

Žltkastobiela kryštalická pevná látka.

Molekulová hmotnosť

153,33 g / mol

Bod topenia

1923 ° C

Bod varu

Približne 2000 ° C.

Hustota

5,72 g / cm ³

rozpustnosť

Mierne rozpustný vo vode: 3,8 g / 100 ml pri 20 ° C.

Chemické vlastnosti

Oxid bárnatý BaO reaguje rýchlo s vodou, uvoľňuje teplo a vytvára korozívny roztok hydroxidu bárnatého Ba (OH) ₂ , ktorý je najrozpustnejším hydroxidom hydroxidov kovov alkalických zemín.

BaO + H ₂ O → Ba (OH) ₂

BaO je silná základňa. Exotermicky reaguje (tj s vývojom tepla) so všetkými typmi kyselín.

CO ₂ , BaO reaguje za vzniku uhličitan bárnatý Baco ₃ .

BaO + CO ₂ → BaCO ₃

BaO je hygroskopický, takže ak je vystavený okolitému prostrediu, postupne sa spája s vlhkosťou vzduchu a tvorí Ba (OH) _2, ktorý sa kombinuje s oxidom uhličitým CO2 _vo vzduchu, čím sa získa uhličitan bárnatý BaCO3 _. ,

Keď bárnatý BaO uhoľnatý sa zahrieva v prítomnosti vzduchu, v sebe spája s kyslíkom za vzniku peroxidu bárnatého BaO ₂ . Reakcia je reverzibilná.

2 BaO + O ₂ ⇔ 2 BaO ₂

V prítomnosti vody, môže reagovať s zliatin hliníka alebo zinku Zn, tvoriace oxidy alebo hydroxidy týchto kovov, a generovanie plynného vodíka H ₂ .

Môže iniciovať polymerizáciu polymerizovateľných organických zlúčenín, ako sú epoxidy.

riziká

Môže byť toxický pri požití. Nesmie prísť do styku s pokožkou. Dráždi oči, pokožku a dýchacie cesty. Môže byť škodlivý pre nervový systém. Je schopný spôsobiť nízke hladiny draslíka, čo má za následok srdcové a svalové poruchy.

získanie

Bárium oxidu BaO je možné získať zahrievaním uhličitanu bárnatého BACO ₃ s aktívnym uhlím. Vytvorí sa BaO a uvoľní sa oxid uhoľnatý CO.

BaCO ₃ + C → BaO + 2 CO ↑

aplikácia

Ako sušidlo pre organické rozpúšťadlá

Vďaka svojej ľahkej reakcii s vodou sa BaO používa od polovice minulého storočia ako sušidlo benzínu a zásaditých alebo neutrálnych organických rozpúšťadiel.

BaO je veľmi aktívne sušenie okolo neho, veľmi rýchlo absorbuje vlhkosť, so značným vývojom tepla a tvorí hydroxid bárnatý Ba (OH) _2, ktorý je stabilný až do približne 1 000 ° C. Z tohto dôvodu sa BaO môže používať pri vysokých teplotách.

Má tiež vysokú absorpčnú kapacitu vody. Pre každú molekulu BaO môže byť absorbovaná jedna molekula vody a výsledný Ba (OH) ₂ môže tiež absorbovať určité množstvo vody.

Je vhodný pre laboratóriá analytickej chémie. Nie je to lepkavé.

Môže sa používať v exsikátoroch, čo sú veľké sklenené nádoby s vekom, v ktorých je vnútorné prostredie udržiavané v suchu. BaO udržuje suchú miniatúrnu atmosféru exsikátora.

Exsikátory v laboratóriu. Naspodok podstavca je umiestnený pevný sušič, ako je BaO. Pôvodným hráčom, ktorý odovzdal video, bol Rifleman 82 na anglickej Wikipédii. , Zdroj: Wikimedia Commons.

Tieto exsikátory sa používajú na umiestňovanie látok alebo činidiel, a tým im bránia vstrebávať vodu z okolitého prostredia.

Používa sa tiež pre sušenie základné plyny, ako je NH ₃ amoniaku .

Vo výbojkách

BaO sa umiestni na elektródy výbojok ako materiál emitujúci elektróny.

Výbojky sú vyrobené z trubice zo skla, kremeňa alebo iného vhodného materiálu, obsahujú inertný plyn a vo väčšine prípadov kovové pary. Kovové pary môžu byť sodík alebo ortuť.

Ortuťová lampa. Dmitrij G. Zdroj: Wikimedia Commons.

Vo vnútri trubice sa vyskytujú elektrické výboje, pretože má kladnú a zápornú elektródu.

BaO sa umiestni na elektródy žiarovky. Elektróny, ktoré emituje, sa zrážajú s atómami kovových pár a odovzdávajú im energiu.

Prechod elektrického prúdu cez tento plyn alebo paru vytvára viditeľné svetlo alebo ultrafialové (UV) žiarenie.

Pri výrobe keramiky

BaO sa používa v kompozíciách na poťahovanie keramickou glazúrou.

Fasáda budovy pokrytá glazúrovanou keramikou. Penny Mayes / Zasklená fasáda. Zdroj: Wikimedia Commons.

Bola však tiež testovaná ako prísada pri príprave sklokeramiky.

BaO účinne zlepšuje mechanické vlastnosti a chemickú odolnosť tohto typu keramiky. Má silný vplyv na tepelné vlastnosti a zloženie kryštalickej fázy získaných materiálov.

Pri príprave cementových zmesí

BaO bol testovaný ako zložka fosfoaluminátového cementu.

Tento druh cementu je užitočný v morskom prostredí, pretože nemá rovnakú tendenciu hydratovať ako iné druhy cementu, takže netrpí tvorbou pórov ani expanziou.

Fosforohlinitanové cementy je však potrebné posilniť v ich mechanických vlastnostiach, aby odolali morským prúdom a úderom z plávajúcich kúskov ľadu prítomného v oceáne.

Pridanie BaO do fosfoluminátového cementu modifikuje minerálnu štruktúru uvedeného materiálu, zlepšuje štruktúru pórov a výrazne zvyšuje pevnosť cementovej pasty v tlaku.

Inými slovami, BaO zlepšuje pevnosť v tlaku tohto typu cementu.

Zmes na betón. Oxid bárnatý BaO je užitočný na zlepšenie určitých vlastností cementu. Thamizhpparithi Maari. Zdroj: Wikimedia Commons.

V rôznych aplikáciách

Používa sa ako prísada na zabezpečenie opacity zubných živíc na vyplnenie dier v zuboch, ktoré vykonávajú zubní lekári.

Používa sa tiež ako nukleačné činidlo na prípravu polymérov polyvinylidénfluoridu, ktoré sa používajú na izoláciu silových káblov.

Referencie

1. Partyka, J. a kol. (2016). Vplyv prídavku BaO na spekanie sklokeramických materiálov, z SiO ₂ -al ₂ O ₃ -na ₂ O-K ₂ O-CaO systému / MgO. J Therm Anal Calorim (2016) 125: 1095. Obnovené z odkazu.springer.com.
2. Zhang, P. a kol. (2019). Vplyv BaO na minerálnu štruktúru a hydratačné správanie fosfoaluminátového cementu. J Therm Anal Calorim (2019) 136: 2319. Obnovené z odkazu.springer.com.
3. Americká národná lekárska knižnica. (2019). Oxid bárnatý. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Smith, NA (2003). Osvetlenie. Princíp. V referenčnej knihe elektrotechnika (šestnáste vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
5. Ebnesajjad, S. (2003). Fluórpolymérové ​​peny. Spenenie PVDF. V taviteľných spracovateľných fluórplastoch. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
6. Booth, HS a McIntyre, LH (1930). Oxid bárnatý ako sušidlo. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1930, 2, 1, 12-15. Obnovené z adresy pubs.acs.org.