Свойства, риски и использование гидроксида бария

гидроксид бария представляет собой химическое соединение формулы Ba (OH)₂(Н₂O)_х. Это сильное основание и может быть в безводной, моногидратированной или октогидратированной форме.. 

Моногидратированная форма, также называемая баритовой водой, является наиболее распространенной и используемой в промышленности. Структура безводных и моногидратных соединений представлена ​​на рисунке 1.

Гидроксид бария может быть получен путем растворения оксида бария (BaO) в воде:

BaO + 9H₂O → Ba (OH)₂· 8H₂О

Он кристаллизуется в виде октагидрата, который при нагревании на воздухе превращается в моногидрат. При 100 ° C в вакууме моногидрат будет производить BaO и воду.

Моногидрат принимает слоистую структуру (рисунок 2). Ба центры²⁺ они принимают восьмигранную геометрию. Каждый центр Ба²⁺ связан двумя водными лигандами и шестью гидроксидными лигандами, которые являются соответственно двойным и тройным мостиками к Ba-центрам²⁺ соседи.

В октагидрате центры Ва²⁺ Индивидуумы снова имеют восемь координат, но не делят лиганды (бария гидроксид, S.F.).

индекс

• 1 Свойства гидроксида бария
• 2 Реактивность и опасности
  • 2.1 Попадание в глаза
  • 2.2 Контакт с кожей
  • 2.3 Вдыхание
  • 2.4 Проглатывание
• 3 использования
  • 3.1 1- Промышленность
  • 3.2 2- Лаборатория
  • 3.3 3- Катализатор в реакции Виттига-Хорнера
  • 3.4 4- Другое использование
• 4 Ссылки

Свойства гидроксида бария

Гидроксид бария представляет собой белые или прозрачные октаэдрические кристаллы. Без запаха и едкого вкуса (Национальный центр биотехнологической информации., 2017). Его внешний вид показан на рисунке 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., S.F.).

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

Моногидратированная 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 мало растворим в воде и нерастворим в ацетоне. Это сильное основание с рКа 0,15 и 0,64 для первого и второго ОН^- соответственно.

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

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

Он может генерировать легковоспламеняющиеся и / или токсичные газы с солями аммония, нитридами, галогенированными органическими соединениями, различными металлами, пероксидами и гидропероксидами. Смеси с хлорированными смолами взрываются при нагревании или раздавливании (моногидрат бария гидроксида, 2016 г.).

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

H₂SW₄ + Ba (OH)₂ BaSO₄ + 2H₂О

Реакция с сероводородом приводит к образованию сульфида бария. Осаждение многих нерастворимых или менее растворимых солей бария может возникнуть в результате реакции двойной замены, когда водный раствор гидроксида бария смешивают со многими растворами солей других металлов..

Смесь 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 (s) + 2NH₄Cl (s) → BaCl₂ (вод) + 2NH₃ (г) + Н₂О

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

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Реактивность и опасности

Гидроксид бария классифицируется как стабильное, негорючее соединение, которое быстро и экзотермически реагирует с кислотами, кроме того, оно несовместимо с диоксидом углерода и влагой. Соединение токсично и, как сильное основание, вызывает коррозию.

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

Избегать контакта с кожей. Последствия контакта или вдыхания могут быть отсрочены. При пожаре могут образовываться раздражающие, едкие и / или токсичные газы. Противопожарные сточные воды могут быть коррозийными и / или токсичными и вызывать загрязнение.

Зрительный контакт

Если соединение попало в глаза, контактные линзы должны быть проверены и удалены. Глаза следует немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут, холодной водой.

Контакт с кожей

При попадании на кожу пораженный участок следует немедленно промыть в течение не менее 15 минут большим количеством воды или слабой кислоты, например, уксуса, при снятии загрязненной одежды и обуви. Покройте раздраженную кожу смягчающим средством.

Стирайте одежду и обувь перед тем, как использовать их снова. Если контакт сильный, промойте дезинфицирующим мылом и покройте кожу, загрязненную антибактериальным кремом..

ингаляция

В случае вдыхания пострадавшего следует перенести в прохладное место. Если вы не дышите, вам дадут искусственное дыхание. Если дыхание затруднено, обеспечьте кислород.

прием пищи

При проглатывании соединения не следует вызывать рвоту. Ослабьте тесную одежду, такую ​​как воротник рубашки, ремень или галстук.

Во всех случаях требуется немедленная медицинская помощь (паспорт безопасности материала моногидрат гидроксида бария, 2013 г.).

приложений

1- Промышленность

В промышленности гидроксид бария используется в качестве прекурсора для других соединений бария. Моногидрат используется для обезвоживания и устранения сульфатов различных продуктов. Это приложение использует очень низкую растворимость сульфата бария. Это промышленное применение также относится к лабораторным применениям.

Гидроксид бария используется в качестве добавки в термопластах (таких как фенольные смолы), царапинах и стабилизаторах ПВХ для улучшения пластических свойств. Этот материал используется в качестве присадки общего назначения для смазок и жиров..

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

2- Лаборатория

Гидроксид бария используется в аналитической химии для титрования слабых кислот, особенно органических кислот. Гарантируется, что его прозрачный водный раствор не содержит карбоната, в отличие от растворов гидроксида натрия и калия, поскольку карбонат бария нерастворим в воде.

Это позволяет использовать такие показатели, как фенолфталеин или тимолфталеин (со щелочными изменениями 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 в декарбоксилировании аминокислот, которые выделяют карбонат бария в процессе.

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

3- Катализатор в 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 E-алкенов (транс ).

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

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

В работе (J. V. Sinisterra, 1987) анализируется влияние на время обработки ультразвуком, вес катализатора и растворителя. Для протекания реакции необходимо добавить небольшое количество воды..

Природа активного сайта катализатора, который действует в процессе, анализируется. Механизм ETC предложен для сонохимического процесса.

4- Другое использование

Гидроксид бария имеет другое применение. Он используется для ряда целей, таких как:

• Производство щелочи.
• Конструкция из стекла.
• Синтетическая резина вулканизация.
• Ингибиторы коррозии.
• В качестве буровых растворов, пестицидов и смазок.
• Для защиты котла.
• Рафинировать растительные и животные масла.
• Для фресковой росписи.
• В умягчении воды.
• В качестве ингредиента гомеопатических средств.
• Для очистки кислотных разливов.
• Он также используется в сахарной промышленности для приготовления свекловичного сахара..
• Строительные материалы.
• Электрические и электронные продукты.
• Напольные покрытия.

ссылки

1. МОНОГИДРАТ ГИДРОКСИДА БАРИЯ. (2016). Получено из Cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
2. Гидроксид бария. (S.F.). Получено от chemlearner: chemilearner.com.
3. ГИДРОКСИД БАРИЯ. (S.F.). Получено из chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd ... (S.F.). Гидроксид бария. Восстановлено от indiamart: dir.indiamart.com.
5. В. Синистерра, А. Ф. (1987). Ba (OH) 2 в качестве катализатора в органических реакциях. 17. Межфазная твердо-жидкостная реакция Виттига-Хорнера в сонохимических условиях.. Журнал органической химии 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Паспорт безопасности материала Моногидрат гидроксида бария. (2013, 21 мая). Получено с sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, R.C., Barnes, J.D. & Thomas, M.J. (2000). Количественный химический анализ Фогеля (6-е изд.). Нью-Йорк: Прентис Хол.
8. Национальный центр биотехнологической информации. (2017, 28 марта). База данных PubChem Compound; CID = 16211219. Получено из PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Королевское химическое общество. (2015). Бария гидроксид. Получено с chemspider: chemspider.com.
10. Королевское химическое общество. (2015). Гидрат гидроксида бария (1: 2: 1). Получено с chemspider: chemspider.com.
11. Королевское химическое общество. (2015). Гидрат дигидроксибария (1: 1). Получено с chemspider: chemspider.com.
12. Королевское химическое общество. (2017). Эндотермические твердотельные реакции. Получено: учить-химия: rsc.org.