ОКСИД БАРІЮ (ВАННА): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ, РИЗИКИ - ХІМІЯ - 2025

Оксиду барію утворюється неорганічний твердий атом барію (Ba) і кисню (O). Його хімічна формула - BaO. Це біла кристалічна тверда речовина і є гігроскопічною, тобто вбирає вологу з повітря, але при цьому реагує з нею.

Швидка реакція оксиду барію з водою змушує його використовувати в лабораторіях хімічного аналізу для висихання, тобто видалення води з органічних розчинників, що є рідкими сполуками, які служать для розчинення інших речовин.

Оксид барію BaO твердий. Лейем. Джерело: Wikimedia Commons.

BaO поводиться як сильна основа, тому реагує з багатьма типами кислот. Наприклад, він легко реагує з вуглекислим газом CO ₂ на повітрі з утворенням карбонату барію BaCO ₃ .

Він використовується при виробництві полімерів для силових кабелів і як інгредієнт смол для герметизації отворів у зубах, які були вилікувані.

Оксид барію (BaO) також використовується в керамічній промисловості, як для покриття глазур'ю, так і для виготовлення. Він також використовується в цементних сумішах для підвищення міцності на стиск кінцевого продукту.

Будова

Оксид барію BaO складається з катіона Ba ^2+, а аніон кисню O ₂ ^- .

Іони BaO оксиду барію. Автор: Marilú Stea.

У своїх кристалах BaO утворює кубічні іонні мережі (у формі куба) типу хлориду натрію.

Кристалічна структура кубоподібної форми оксиду барію BaO схожа на хлорид натрію. Зелений: барій. Синій: кисень. Benjah-bmm27 (розмова · внесок). Джерело: Wikimedia Commons.

Конфігурація електрона іона барію: 6s ^0, оскільки він втратив два електрони оболонки 6s. Ця конфігурація дуже стабільна.

Номенклатура

-Оксид барію

-Оксид барію

Фізичні властивості

Фізичний стан

Жовто-біле кристалічне тверде речовина.

Молекулярна маса

153,33 г / моль

Точка плавлення

1923 ºC

Точка кипіння

Приблизно 2000 ºC.

Щільність

5,72 г / см ³

Розчинність

Слабо розчинний у воді: 3,8 г / 100 мл при 20 ° С.

Хімічні властивості

Оксид барію BaO швидко реагує з водою, виділяючи тепло і утворюючи корозійний розчин гідроксиду барію Ba (OH) ₂ , який є найбільш розчинним гідроксидом гідроксидів лужноземельних металів.

BaO + H ₂ O → Ba (OH) ₂

BaO - міцна основа. Екзотермічно реагує (тобто з виділенням тепла) з усіма типами кислот.

З CO ₂ BaO реагує з утворенням карбонату барію BaCO ₃ .

BaO + CO ₂ → BaCO ₃

BaO є гігроскопічним, тому, якщо його залишити на навколишнє середовище, він поступово з'єднується з вологістю повітря, утворюючи Ba (OH) _2, який поєднується з вуглекислим газом CO ₂ на повітрі, і дає карбонат барію BaCO ₃ .

При нагріванні монооксиду барію в присутності повітря він поєднується з киснем, утворюючи перекис барію BaO ₂ . Реакція оборотна.

2 BaO + O ₂ ⇔ 2 BaO ₂

За наявності води він може вступати в реакцію з алюмінієм Al або цинком Zn, утворюючи оксиди або гідроксиди зазначених металів і утворюючи газ водню H ₂ .

Може ініціювати полімеризацію органічних сполук, що полімеризуються, таких як епоксиди.

Ризики

Може бути токсичним при прийомі всередину. Він не повинен контактувати зі шкірою. Це подразнює очі, шкіру та дихальні шляхи. Це може завдати шкоди нервовій системі. Він здатний викликати низький рівень калію, що призводить до порушення роботи серця та м’язів.

Отримання

Оксид барію BaO може бути отриманий нагріванням карбонату барію BaCO ₃ деревним вугіллям. Утворюється BaO і виділяється чадний газ CO.

BaCO ₃ + C → BaO + 2 CO ↑

Програми

Як осушувач органічних розчинників

Завдяки простоті реакції з водою, BaO використовується з середини минулого століття як осушувач для бензину та основних або нейтральних органічних розчинників.

BaO дуже активно висихає навколо нього, він дуже швидко забирає вологу, значно виділяючи тепло, утворюючи гідроксид барію Ba (OH) ₂ , стійкий до 1000 ºC. З цієї причини BaO можна використовувати при високих температурах.

Він також має високу здатність до поглинання води. Для кожної молекули BaO одна молекула води може бути поглинена, і отриманий Ba (OH) ₂ також може поглинати певну кількість води.

Він підходить для лабораторій аналітичної хімії. Це не липке.

Його можна використовувати в ексикаторах, що представляють собою великі скляні ємності з кришкою, де внутрішнє середовище зберігається сухим. BaO зберігає суху мініатюрну атмосферу ексикатора.

Ексикатори в лабораторії. Твердий осушувач, такий як BaO, розміщується на дні основи. Оригінальним завантажувачем був Rifleman 82 в англійській Вікіпедії. . Джерело: Wikimedia Commons.

Ці ексикатори використовуються для розміщення речовин або реагентів і тим самим не дають їм поглинати воду з навколишнього середовища.

Він також використовується для сушіння основних газів, таких як аміак NH ₃ .

У розрядних лампах

BaO розміщується на електродах розрядної лампи як електрон-випромінюючий матеріал.

Лампи розряду виготовляються з трубки зі скла, кварцу або іншого відповідного матеріалу, вони містять інертний газ і в більшості випадків пари металу. Пара металів може бути натрієвою або ртутною.

Ртутна лампа. Дмитро Г. Джерело: Wikimedia Commons.

Електричні розряди відбуваються всередині трубки, оскільки в ній є позитивний і негативний електрод.

BaO розміщується на електродах лампи. Електрони, які він випромінює, стикаються з атомами пари металу і передають їм енергію.

Пропускаючи електричний струм через цей газ або пари, виробляється видиме світло або ультрафіолетове (УФ) випромінювання.

При виготовленні кераміки

BaO використовується в композиціях для покриття керамічною глазур'ю.

Фасад будівлі покритий глазурованою керамікою. Пенні Мейс / Засклений фасад. Джерело: Wikimedia Commons.

Однак він також випробуваний як добавка при приготуванні склокераміки.

BaO ефективно покращує механічні характеристики та хімічну стійкість цього виду кераміки. Він робить сильний вплив на теплові властивості та склад кристалічної фази одержуваних матеріалів.

При приготуванні цементних сумішей

BaO випробуваний як компонент фосфоалюмінатного цементу.

Цей тип цементу корисний у морських середовищах, оскільки не має такої ж тенденції до гідратації, як інші види цементу, тому він не зазнає утворення пор або розширення.

Однак фосфоалюмінатні цементи потребують посилення їх механічних характеристик, щоб протистояти океанським течіям та ударам від плаваючих шматочків льоду, наявних в океані.

Додавання BaO до фосфоалюмінатного цементу змінює мінеральну структуру зазначеного матеріалу, покращує структуру пор та значно підвищує міцність на стиск цементної пасти.

Іншими словами, BaO покращує міцність на стиск цього типу цементу.

Суміш для бетону. Оксид барію BaO корисний для поліпшення певних властивостей цементу. Thamizhpparithi Maari. Джерело: Wikimedia Commons.

У різних додатках

Він використовується як інгредієнт для забезпечення непрозорості зубних смол для заповнення отворів у зубах, що виконуються стоматологами.

Він також використовується як зародковий агент для отримання полівініліден-фторидних полімерів, які використовуються для ізоляції силових кабелів.

Список літератури

1. Партика, Ж. та ін. (2016). Вплив добавки BaO на спікання склокерамічних матеріалів із системи SiO ₂ -Al ₂ O ₃ -Na ₂ O-K ₂ O-CaO / MgO. J Therm Anal Calorim (2016) 125: 1095. Відновлено з link.springer.com.
2. Чжан, П. та ін. (2019). Вплив BaO на структуру мінералу та гідратаційну дію фосфоалюмінатного цементу. J Therm Anal Calorim (2019) 136: 2319. Відновлено з link.springer.com.
3. Національна медична бібліотека США. (2019). Оксид барію. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Сміт, Н.А. (2003). Освітлення. Принцип. У довіднику інженера-електрика (Шістнадцяте видання). Відновлено з sciencedirect.com.
5. Ебнесаджад, С. (2003). Фторполімерні піни. Піноутворення PVDF. У розплаві технологічних фторопластів. Відновлено з sciencedirect.com.
6. Бут, HS та Макінтайр, LH (1930). Оксид барію як десакант. Інд. Англ. Хім. Анал. Видання 1930, 2, 1, 12-15. Відновлено з pubs.acs.org.