ОКСИД БАРИЯ (ВАННА): СОСТАВ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, РИСКИ - ХИМИЯ - 2025

Оксида бария образуется неорганический твердый атом бария (Ba) и кислорода (O). Его химическая формула - BaO. Это белое кристаллическое твердое вещество, гигроскопично, то есть поглощает влагу из воздуха, но при этом вступает в реакцию с ней.

Быстрая реакция оксида бария с водой позволяет использовать его в лабораториях химического анализа для высыхания, то есть удаления воды из органических растворителей, которые представляют собой жидкие соединения, которые служат для растворения других веществ.

Оксид бария BaO твердый. Leiem. Источник: Wikimedia Commons.

BaO ведет себя как сильное основание, поэтому вступает в реакцию со многими типами кислот. Например, он легко реагирует с диоксидом углерода CO _{2 в} воздухе с образованием карбоната бария BaCO ₃ .

Он используется при производстве полимеров для силовых кабелей и в качестве ингредиента для смол для заделки отверстий в зубах, которые были вылечены.

Оксид бария (BaO) также используется в керамической промышленности как для покрытия глазури, так и для ее производства. Он также используется в цементных смесях для увеличения прочности конечного продукта на сжатие.

Структура

Оксид бария BaO состоит из катиона Ba ²⁺ и аниона кислорода O ₂ ^- .

Ионы оксида бария BaO. Автор: Марилу Стеа.

В своих кристаллах BaO образует кубические ионные сетки (кубической формы) типа хлорида натрия.

Кубовидная кристаллическая структура оксида бария BaO похожа на хлорид натрия. Зеленый: барий. Синий: кислород. Benjah-bmm27 (Обсуждение · вклад). Источник: Wikimedia Commons.

Электронная конфигурация иона бария: 6s ^0, потому что он потерял два электрона оболочки 6s. Эта конфигурация очень стабильна.

Номенклатура

-Оксид бария

-Окись бария

Физические свойства

Физическое состояние

Желтовато-белое кристаллическое вещество.

Молекулярный вес

153,33 г / моль

Температура плавления

1923 ºC

Точка кипения

Примерно 2000 ºC.

плотность

5,72 г / см ³

Растворимость

Слабо растворим в воде: 3,8 г / 100 мл при 20 ºC.

Химические свойства

Оксид бария BaO быстро реагирует с водой, выделяя тепло и образуя коррозионный раствор гидроксида бария Ba (OH) ₂ , который является наиболее растворимым гидроксидом гидроксидов щелочноземельных металлов.

ВаО + Н ₂ О → Ва (ОН) ₂

BaO - сильная база. Реагирует экзотермически (т.е. с выделением тепла) со всеми типами кислот.

С CO ₂ BaO реагирует с образованием карбоната бария BaCO ₃ .

ВаО + СО ₂ → ВаСО ₃

BaO гигроскопичен, поэтому, если его оставить в окружающей среде, он постепенно присоединяется к влажности воздуха, образуя Ba (OH) _2, который соединяется с двуокисью углерода CO ₂ воздуха с образованием карбоната бария BaCO _3. .

Когда монооксид бария BaO нагревается в присутствии воздуха, он соединяется с кислородом с образованием пероксида бария BaO ₂ . Реакция обратимая.

2 BaO + O ₂ ⇔ 2 BaO ₂

В присутствии воды он может реагировать с алюминием Al или цинком Zn, образуя оксиды или гидроксиды указанных металлов и выделяя газообразный водород H ₂ .

Может инициировать полимеризацию полимеризуемых органических соединений, таких как эпоксиды.

риски

Может быть токсичным при проглатывании. Он не должен попадать на кожу. Раздражает глаза, кожу и дыхательные пути. Это может быть вредно для нервной системы. Он способен вызывать низкий уровень калия, что приводит к сердечным и мышечным заболеваниям.

получение

Оксид бария BaO может быть получен нагреванием карбоната бария BaCO ₃ с древесным углем. Образуется BaO и выделяется газообразный оксид углерода CO.

BaCO ₃ + C → BaO + 2 CO ↑

Приложения

Как осушитель органических растворителей

Благодаря легкости взаимодействия с водой BaO используется с середины прошлого века в качестве осушителя для бензина и основных или нейтральных органических растворителей.

ВаО очень активно высыхает вокруг себя, очень быстро впитывает влагу со значительным тепловыделением, образуя гидроксид бария Ba (OH) _2, который стабилен до 1000 ºC. По этой причине BaO можно использовать при высоких температурах.

Он также обладает высокой водопоглощающей способностью. Каждая молекула BaO может поглощать одну молекулу воды, а образующийся Ba (OH) ₂ также может поглощать определенное количество воды.

Подходит для лабораторий аналитической химии. Он не липкий.

Его можно использовать в эксикаторах, которые представляют собой большие стеклянные контейнеры с крышкой, в которых внутренняя среда остается сухой. BaO сохраняет миниатюрную атмосферу эксикатора сухой.

Эксикаторы в лаборатории. Твердый осушитель, такой как BaO, помещается на дно основания. Первоначально загрузил Rifleman 82 из английской Википедии. . Источник: Wikimedia Commons.

Эти эксикаторы используются для размещения веществ или реагентов и, таким образом, предотвращения поглощения ими воды из окружающей среды.

Он также используется для осушения основных газов, таких как аммиак NH ₃ .

В газоразрядных лампах

BaO помещается на электроды газоразрядных ламп в качестве материала, излучающего электроны.

Газоразрядные лампы изготовлены из трубки из стекла, кварца или другого подходящего материала, они содержат инертный газ и, в большинстве случаев, пары металла. Металлический пар может быть натрием или ртутью.

Лампа ртутная. Дмитрий Г. Источник: Wikimedia Commons.

Электрические разряды возникают внутри трубки, потому что у нее есть положительный и отрицательный электроды.

BaO помещается на электроды лампы. Электроны, которые он испускает, сталкиваются с атомами пара металла и передают им энергию.

При прохождении электрического тока через этот газ или пар образуется видимый свет или ультрафиолетовое (УФ) излучение.

При изготовлении керамики

BaO используется в композициях для покрытия керамической глазури.

Фасад здания облицован глазурованной керамикой. Пенни Мэйс / Застекленный фасад. Источник: Wikimedia Commons.

Однако он также был испытан в качестве добавки при получении стеклокерамики.

BaO эффективно улучшает механические характеристики и химическую стойкость этого типа керамики. Он оказывает сильное влияние на термические свойства и состав кристаллической фазы получаемых материалов.

При приготовлении цементных смесей

BaO был протестирован как компонент фосфоалюминатного цемента.

Этот тип цемента полезен в морской среде, поскольку он не имеет такой же тенденции к гидратации, как другие типы цемента, поэтому он не страдает от образования пор или расширения.

Тем не менее, фосфоалюминатные цементы должны быть усилены в их механических характеристиках, чтобы противостоять океанским течениям и ударам плавающих кусков льда, присутствующих в океане.

Добавление BaO к фосфоалюминатному цементу изменяет минеральную структуру указанного материала, улучшает структуру пор и значительно увеличивает прочность на сжатие цементного теста.

Другими словами, BaO улучшает прочность на сжатие этого типа цемента.

Смесь для бетона. Оксид бария BaO полезен для улучшения определенных свойств цемента. Thamizhpparithi Maari. Источник: Wikimedia Commons.

В различных приложениях

Он используется в качестве ингредиента для придания непрозрачности стоматологическим смолам для заполнения отверстий в зубах.

Он также используется в качестве зародышеобразователя для получения полимеров поливинилиденфторида, которые используются для изоляции силовых кабелей.

Ссылки

1. Partyka, J. et al. (2016). Влияние добавки BaO на спекание стеклокерамических материалов из системы SiO ₂ -Al ₂ O ₃ -Na ₂ O-K ₂ O-CaO / MgO. J Therm Anal Calorim (2016) 125: 1095. Восстановлено с link.springer.com.
2. Zhang, P. et al. (2019). Влияние BaO на минеральную структуру и гидратационные свойства фосфоалюминатного цемента. J Therm Anal Calorim (2019) 136: 2319. Восстановлено с link.springer.com.
3. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Оксид бария. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Смит, Н. А. (2003). Освещение. Принцип. В Справочнике инженера-электрика (шестнадцатое издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Эбнесаджад, С. (2003). Фторполимерные пены. Вспенивание ПВДФ. Обработка фторопластов в расплаве. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Бут, Г.С. и Макинтайр, Л.Х. (1930). Оксид бария как осушающий агент. Ind. Eng., Chem. Anal. Изд. 1930, 2, 1, 12-15. Восстановлено с pubs.acs.org.