Свойства карбоната бария, химическая структура, применение

карбонат бария является неорганической солью металлического бария, предпоследним элементом группы 2 периодической таблицы и относится к щелочноземельным металлам. Его химическая формула BaCO₃ и он доступен на рынке в виде кристаллического белого порошка.

Как ты это получил? Металлический барий содержится в минералах, таких как барит (BaSO)₄) и whiterita (BaCO)₃). Уайтерит связан с другими минералами, которые вычитают уровни чистоты из своих белых кристаллов в обмен на окрашивание.

Для генерации BaCO₃ Из синтетического использования необходимо устранить примеси белого вина, на что указывают следующие реакции:

BaCO₃(s, нечистый) + 2NH₄Cl (s) + Q (тепло) => BaCl₂(вод) + 2NH₃(г) + Н₂O (l) + CO₂(G)

BaCl₂(вод) + (NH₄)₂Колорадо₃(s) => BaCO₃(s) + 2NH₄Cl (вод)

Барит, однако, является основным источником бария, и именно поэтому промышленное производство соединений бария начинается именно с него. Сульфид бария (BaS) синтезируется из этого минерала, продукта, из которого синтезируются другие соединения и BaCO₃:

BaS (s) + Na₂Колорадо₃(s) => BaCO₃(s) + Na₂S (s)

BaS (s) + CO₂(г) + Н₂O (l) => BaCO₃(s) + (NH₄)₂S (вод)

индекс

• 1 Физико-химические свойства
  • 1.1 Термическое разложение
• 2 Химическая структура
• 3 использования
• 4 риска
• 5 ссылок

Физико-химические свойства

Это порошкообразное, белое и кристаллическое твердое вещество. Это без запаха, неприглядный и его молекулярный вес составляет 197,89 г / моль. Он имеет плотность 4,43 г / мл и несуществующее давление пара.

У него есть показатели преломления 1529, 1676 и 1677. Витерит излучает свет, когда поглощает ультрафиолетовое излучение: от ярко-белого света с голубоватыми тонами до желтого света.

Он очень нерастворим в воде (0,02 г / л) и в этаноле. В кислых растворах HCl образуется растворимая соль хлорида бария (BaCl₂), что объясняет его растворимость в этих кислых средах. В случае серной кислоты она осаждается в виде нерастворимой соли BaSO 4.₄.

BaCO₃(s) + 2HCl (aq) => BaCl₂(вод) + CO₂(г) + Н₂O (l)

BaCO₃(s) + H₂SW₄(aq) => BaSO₄(s) + CO₂(г) + Н₂O (l)

Поскольку это ионное твердое вещество, оно также нерастворимо в неполярных растворителях. Карбонат бария плавится при 811 ºC; Если температура увеличивается около 1380-1400 ºC, соленая жидкость подвергается химическому разложению вместо кипения. Этот процесс происходит для всех карбонатов металлов: MCO₃(s) => MO (s) + CO₂(G).

Термическое разложение

BaCO₃(s) => BaO (s) + CO₂(G)

Если ионные твердые вещества характеризуются очень высокой стабильностью, почему карбонаты разлагаются? Меняет ли металл М температуру, при которой твердое вещество разлагается? Ионы, которые составляют карбонат бария, являются Ва²⁺ и СО₃^2-, оба громоздкие (т.е. с большими ионными радиусами). КО₃^2- За разложение отвечает:

Колорадо₃^2-(s) => O^2-(г) + СО₂(G)

Оксид-ион (О^2-) связан с металлом с образованием МО, оксида металла. МО генерирует новую ионную структуру, в которой, как правило, чем больше размер его ионов, тем стабильнее полученная структура (энтальпия сети). Противоположное случается, если ионы М⁺ и O^2- они имеют очень неравные ионные радиусы.

Если энтальпия сети для МО велика, реакция разложения энергетически выгодна, требуя более низких температур нагрева (более низких температур кипения).

С другой стороны, если МО имеет малую энтальпию сети (как в случае BaO, где Ba²⁺ имеет больший ионный радиус, чем О^2-) разложение менее благоприятно и требует более высоких температур (1380-1400ºC). В случаях MgCO₃, CaCO₃ и SrCO₃, они разлагаются при более низких температурах.

Химическая структура

Анион СО₃^2- имеет двойную связь, резонирующую между тремя атомами кислорода, два из которых отрицательно заряжены, чтобы привлечь катион Ва²⁺.

В то время как оба иона можно считать заряженными сферами, СО₃^2- он имеет геометрию треугольной плоскости (плоский треугольник, нарисованный тремя атомами кислорода), возможно становясь отрицательной «подушкой» для Ва²⁺.

Эти ионы электростатически взаимодействуют, образуя кристаллическое расположение орторомбического типа с преимущественно ионными связями.

В таком случае, почему BaCO не растворим?₃ в воде? Объяснение основано просто на том факте, что ионы лучше стабилизируются в кристаллической решетке, чем гидратированные молекулярными сферическими слоями воды..

С другой стороны, молекулам воды трудно преодолеть сильное электростатическое притяжение между двумя ионами. В этих кристаллических сетях они могут содержать примеси, которые придают цвет их белым кристаллам.

приложений

На первый взгляд, часть BaCO₃ может не обещать какого-либо практического применения в повседневной жизни, но если вы видите белый минеральный кристалл, белый как молоко, он начинает понимать, почему ваш экономический спрос.

Используется для изготовления бариевых стаканов или в качестве добавки для их укрепления. Это также используется в производстве оптических очков.

Благодаря большой энтальпии и нерастворимости в сети он используется при изготовлении различных типов сплавов, резин, клапанов, напольных покрытий, красок, керамики, смазочных материалов, пластмасс, смазок и цементов..

Кроме того, он используется в качестве яда для мышей. При синтезе эта соль используется для производства других соединений бария и, таким образом, служит материалами для электронных устройств..

БаСО₃ могут быть синтезированы в виде наночастиц, выражая в очень небольших масштабах новые интересные свойства белого. Эти наночастицы используются для пропитки металлических поверхностей, в частности химических катализаторов..

Было обнаружено, что он улучшает катализаторы окисления, и это как-то способствует миграции молекул кислорода по его поверхности..

Они рассматриваются как инструменты для ускорения процессов, в которые включаются атомы кислорода. И, наконец, они используются для синтеза надмолекулярных материалов.

риски

БаСО₃ при приеме внутрь ядовит, вызывая множество неприятных симптомов, приводящих к смерти от дыхательной недостаточности или остановки сердца; По этой причине не рекомендуется перевозить рядом со съедобными товарами..

Это вызывает покраснение глаз и кожи, в дополнение к кашлю и боли в горле. Это ядовитое соединение, хотя его легко манипулировать голыми руками, если его проглатывать любой ценой.

Он не воспламеняется, но при высоких температурах разлагается с образованием BaO и CO.₂, токсичные и окисляющие продукты, которые могут сжечь другие материалы.

В организме барий откладывается в костях и других тканях, вытесняя кальций во многих физиологических процессах. Он также блокирует каналы, по которым движутся ионы К⁺, предотвращение его диффузии через клеточные мембраны.

ссылки

1. PubChem. (2018). Карбонат бария. Получено 24 марта 2018 года из PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Wikipedia. (2017). Карбонат бария. Получено 24 марта 2018 г. из Википедии: en.wikipedia.org
3. ChemicalBook. (2017). Карбонат бария. Получено 24 марта 2018 года из ChemicalBook: chemicalbook.com
4. Hong T., S. Brinkman K., Xia C. (2016). Наночастицы карбоната бария как синергетические катализаторы для реакции восстановления кислорода на катодах твердооксидных топливных элементов La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3! D. ХимЭлектроХим 3, 1 - 10.
5. Роббинс Мануэль А. (1983). Роббинс Сборник флуоресцентных минералов. Описание флуоресцентных минералов, п-117.
6. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия в Структура простых тел (четвертое издание. С. 99-102). Mc Graw Hill.