ГИДРОКСИД БАРИЯ (BA (OH) 2): СВОЙСТВА, РИСКИ И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Гидроксид бария представляет собой химическое соединение формулы Ва (ОН) ₂ (Н ₂ О) _х . Это сильное основание, которое может быть в безводной, моногидратной или октогидратной форме. Моногидратная форма, также называемая баритовой водой, является наиболее распространенной и коммерчески используемой. Структура безводных и моногидратных соединений представлена ​​на рисунке 1.

Гидроксид бария можно получить путем растворения оксида бария (BaO) в воде: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Он кристаллизуется в виде октагидрата, который при нагревании на воздухе становится моногидратом. При 100 ° C под вакуумом моногидрат будет производить BaO и воду.

Рисунок 1: структура безводного гидроксида бария (слева) и моногидрата (справа)

Моногидрат имеет слоистую структуру (рис. 2). Центры Ba ²⁺ имеют октаэдрическую геометрию. Каждый центр Ba ²⁺ связан двумя водными лигандами и шестью гидроксидными лигандами, которые соединены двойными и тройными мостиками соответственно с соседними центрами Ba ²⁺ .

В октагидрате отдельные центры Ba ²⁺ снова имеют восемь координат, но не имеют общих лигандов (гидроксид бария, SF).

Рисунок 2: кристаллическая структура гидроксида бария.

Свойства гидроксида бария

Гидроксид бария представляет собой белые или прозрачные октаэдрические кристаллы. Без запаха и с едким вкусом (Национальный центр биотехнологической информации, 2017). Его внешний вид показан на рисунке 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Рисунок 3: внешний вид гидроксида бария.

Безводная форма имеет молекулярную массу 171,34 г / моль, плотность 2,18 г / мл, температуру плавления 407 ° C и точку кипения 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015). ,

Моногидратная форма имеет молекулярную массу 189,355 г / моль, плотность 3,743 г / мл и температуру плавления 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Форма октогидрата имеет молекулярную массу 315,46 г / моль, плотность 2,18 г / мл и температуру плавления 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Соединение плохо растворяется в воде и не растворяется в ацетоне. Это сильное основание с pKa 0,15 и 0,64 для первого и второго OH ^- соответственно.

Гидроксид бария реагирует аналогично гидроксиду натрия (NaOH), но менее растворим в воде. Он экзотермически нейтрализует кислоты с образованием солей и воды. Он может реагировать с алюминием и цинком с образованием оксидов или гидроксидов металлов и выделения газообразного водорода.

Он может инициировать реакции полимеризации в полимеризуемых органических соединениях, особенно в эпоксидах.

Он может выделять легковоспламеняющиеся и / или токсичные газы с солями аммония, нитридами, галогенированными органическими соединениями, различными металлами, пероксидами и гидропероксидами. Смеси с хлорированными камедями взрываются при нагревании или измельчении (МОНОГИДРАТ ГИДРОКСИДА БАРИЯ, 2016).

Гидроксид бария разлагается до оксида бария при нагревании до 800 ° C. Реакция с диоксидом углерода дает карбонат бария. Его сильно щелочной водный раствор подвергается реакции нейтрализации кислотами. Таким образом, он образует сульфат бария и фосфат бария с серной и фосфорной кислотами соответственно.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

Реакция с сероводородом дает сульфид бария. Осаждение многих нерастворимых или менее растворимых солей бария может быть результатом реакции двойного замещения, когда водный раствор гидроксида бария смешивают со многими растворами солей других металлов.

Смешивание твердого гидратированного гидроксида бария с твердым хлоридом аммония в химическом стакане вызывает эндотермическую реакцию с образованием жидкости с выделением аммиака. Температура резко падает примерно до -20ºC (Королевское химическое общество, 2017).

Ba (OH) ₂ (тв) + 2NH ₄ Cl (тв) → BaCl ₂ (водн.) + 2NH ₃ (газ) + H ₂ O

Рисунок 4: эндотермическая реакция между гидроксидом бария и хлоридом аммония.

Ba (OH) 2 реагирует с диоксидом углерода с образованием карбоната бария. Это выражается следующей химической реакцией:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Реакционная способность и опасности

Гидроксид бария классифицируется как стабильное негорючее соединение, которое быстро и экзотермически реагирует с кислотами и несовместимо с диоксидом углерода и влагой. Компаунд токсичен и, как сильное основание, вызывает коррозию.

Вдыхание, проглатывание или контакт материала с кожей может привести к серьезным травмам или смерти. Контакт с расплавленным веществом может вызвать серьезные ожоги кожи и глаз.

Следует избегать контакта с кожей. Эффекты контакта или вдыхания могут быть отсроченными. Огонь может выделять раздражающие, едкие и / или токсичные газы. Сточные воды системы пожаротушения могут быть едкими и / или токсичными и вызывать загрязнение.

Зрительный контакт

Если соединение попадает в глаза, следует проверить контактные линзы и снять их. Глаза следует немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут, холодной водой.

Контакт с кожей

В случае попадания на кожу пораженный участок следует немедленно промыть не менее 15 минут большим количеством воды или слабой кислотой, например уксусом, одновременно снимая загрязненную одежду и обувь. Покройте раздраженную кожу смягчающим средством.

Перед повторным использованием выстирайте одежду и обувь. При сильном контакте промойте дезинфицирующим мылом и покройте загрязненную кожу антибактериальным кремом.

ингаляция

В случае вдыхания пострадавшего следует переместить в прохладное место. Если не дышит, делают искусственное дыхание. Если дыхание затруднено, дайте кислород.

прием пищи

Если соединение проглочено, не следует вызывать рвоту. Ослабьте тесную одежду, такую ​​как воротник рубашки, пояс или галстук.

В любом случае следует немедленно обратиться за медицинской помощью (Паспорт безопасности материала Моногидрат гидроксида бария, 2013 г.).

Приложения

1- Промышленность

В промышленности гидроксид бария используется в качестве предшественника других соединений бария. Моногидрат используется для обезвоживания и удаления сульфата из различных продуктов. В этом приложении используется очень низкая растворимость сульфата бария. Это промышленное применение также применимо для лабораторных целей.

Гидроксид бария используется в качестве добавки в термопласты (например, фенольные смолы), царапины и стабилизаторы ПВХ для улучшения пластических свойств. Этот материал используется в качестве присадки общего назначения к смазочным материалам и консистентным смазкам.

Другие промышленные применения гидроксида бария включают производство сахара, производство мыла, омыление жиров, плавление силикатов и химический синтез других соединений бария и органических соединений (ГИДРОКСИД БАРИЯ, SF).

2- Лаборатория

Гидроксид бария используется в аналитической химии для титрования слабых кислот, особенно органических кислот. Его прозрачный водный раствор гарантированно не содержит карбонатов, в отличие от гидроксида натрия и гидроксида калия, поскольку карбонат бария нерастворим в воде.

Это позволяет использовать такие индикаторы, как фенолфталеин или тимолфталеин (со щелочным изменением цвета), без риска ошибок титрования, вызванных присутствием карбонат-ионов, которые являются гораздо менее основными (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Гидроксид бария иногда используется в органическом синтезе в качестве сильного основания, например, для гидролиза сложных эфиров и нитрилов:

Гидроксид бария также используется при декарбоксилировании аминокислот, при этом выделяется карбонат бария.

Он также используется при приготовлении циклопентанона, диацетонового спирта и гамма-лактона D-Gulonic.

3- Катализатор реакции Виттига-Хорнера

Реакция Виттига-Хорнера, также известная как реакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса (или реакция HWE), представляет собой химическую реакцию, используемую в органической химии для стабилизации карбанионов фосфонатов альдегидами (или кетонами) с образованием преимущественно Е-алкенов (транс ).

Сонкохимическая реакция Виттига-Хорнера катализируется активированным гидроксидом бария и проводится в условиях границы раздела твердое тело-жидкость.

Сонкохимический процесс протекает при комнатной температуре и с меньшим весом катализатора и меньшим временем реакции, чем термический процесс. В этих условиях достигаются выходы, аналогичные выходам термического процесса.

В работе (JV Sinisterra, 1987) анализируется влияние на производительность времени обработки ультразвуком, веса катализатора и растворителя. Для прохождения реакции необходимо добавить небольшое количество воды.

Проанализирована природа активного центра катализатора, действующего в процессе. Предложен механизм ETC для сонохимического процесса.

4- Другое использование

Гидроксид бария имеет и другие применения. Он используется для ряда целей, таких как:

• Производство щелочи.
• Строительное стекло.
• Вулканизация синтетического каучука.
• Ингибиторы коррозии.
• Как буровые растворы, пестициды и смазочные материалы.
• Для исправления котла.
• Для очистки растительных и животных масел.
• Для фресковой живописи.
• В умягчении воды.
• Как ингредиент гомеопатических средств.
• Чтобы убрать пролитую кислоту.
• Он также используется в сахарной промышленности для приготовления свекловичного сахара.
• Строительные материалы.
• Электрическая и электронная продукция.
• Напольные покрытия.

Ссылки

1. МОНОГИДРАТ ГИДРОКСИДА БАРИЯ. (2016). Получено из химикатов: cameochemicals.noaa.gov.
2. Гидроксид бария. (СФ). Получено с сайта chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. БАРИЙ ГИДРОКСИД. (СФ). Получено с сайта chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd. (СФ). Гидроксид бария. Получено с indiamart: dir.indiamart.com.
5. В. Синистерра, AF (1987). Ba (OH) 2 как катализатор в органических реакциях. 17. Межфазная реакция Виттига-Хорнера твердое тело-жидкость в сонохимических условиях. Журнал органической химии 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Паспорт безопасности материала Моногидрат гидроксида бария. (2013, 21 мая). Получено с сайта sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Мендхэм, Дж., Денни, Р. К., Барнс, Дж. Д. и Томас, М. Дж. (2000). Количественный химический анализ Фогеля (6-е изд.). Нью-Йорк: Прентис-Холл.
8. Национальный центр биотехнологической информации. (2017, 28 марта). База данных PubChem Compound; CID = 16211219. Получено с PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Королевское химическое общество. (2015). Гидроксид бария. Получено с сайта chemspider: chemspider.com.
10. Королевское химическое общество. (2015). Гидрат гидроксида бария (1: 2: 1). Получено с сайта chemspider: chemspider.com.
11. Королевское химическое общество. (2015). Гидрат дигидроксибария (1: 1). Получено с сайта chemspider: chemspider.com.
12. Королевское химическое общество. (2017). Эндотермические твердотельные реакции. Получено с: learn-chemistry: rsc.org.