BARIUMHYDROKSIDI (BA (OH) 2): OMINAISUUDET, RISKIT JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Bariumhydroksidia on kemiallinen yhdiste, jolla on kaava Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x. Se on vahva emäs ja voi olla vedettömässä, monohydraatti- tai oktohydraattimuodossa. Monohydraattimuoto, jota kutsutaan myös baritetiveeksi, on yleisin ja kaupallisimmin käytetty. Vedetöntä ja monohydraattiyhdisteiden rakenne on esitetty kuviossa 1.

Bariumhydroksidia, voidaan valmistaa liuottamalla bariumoksidia (BaO) vedessä: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Se kiteytyy oktahydraattia, joka tulee monohydraattia kuumentamalla ilmassa. 100 ° C: ssa tyhjössä monohydraatti tuottaa BaO: ta ja vettä.

Kuva 1: vedettömän bariumhydroksidin (vasen) ja monohydraatin (oikea) rakenne

Monohydraatilla on kerrosrakenne (kuva 2). Ba ²⁺ -keskukset omaavat oktaaedrisen geometrian. Jokainen Ba2 ⁺ -keskus on kytketty kahdella vesiligandilla ja kuudessa hydroksidiligandilla, jotka on vastaavasti kaksois- ja kolmoissillat vierekkäisiin Ba2 ⁺ -keskuksiin.

Oktahydraatissa yksittäiset Ba2 ⁺ -keskukset ovat jälleen kahdeksan koordinaattia, mutta eivät jaa ligandit (bariumhydroksidi, SF).

Kuvio 2: bariumhydroksidin kiderakenne.

Bariumhydroksidin ominaisuudet

Bariumhydroksidi on valkoisia tai läpinäkyviä oktaedrisiä kiteitä. Haju puuttuu ja on kaustinen maku (Kansallinen bioteknologiatietokeskus., 2017). Sen ulkonäkö on esitetty kuvassa 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Kuvio 3: bariumhydroksidin ulkonäkö.

Vedettömän muodon molekyylipaino on 171,34 g / mol, tiheys 2,18 g / ml, sulamispiste 407 ° C ja kiehumispiste 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015)..

Monohydraattimuodon molekyylipaino on 189,355 g / mol, tiheys 3,743 g / ml ja sulamispiste 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Oktohydraattimuodon molekyylipaino on 315,46 g / mol, tiheys 2,18 g / ml ja sulamispiste 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Yhdiste on liukenematon veteen ja liukenematon asetoniin. Se on vahva emäs, jonka pKa on 0,15 ja 0,64 ensimmäinen ja toinen OH ^- vastaavasti.

Bariumhydroksidi reagoi samalla tavalla kuin natriumhydroksidi (NaOH), mutta on vähemmän liukoinen veteen. Se neutraloi hapot eksotermisesti suolojen ja veden muodostamiseksi. Se voi reagoida alumiinin ja sinkin kanssa muodostaakseen metallioksideja tai -oksideja ja tuottaa vetykaasua.

Se voi käynnistää polymerointireaktioita polymeroituvissa orgaanisissa yhdisteissä, erityisesti epoksideissa.

Se voi muodostaa palavia ja / tai myrkyllisiä kaasuja ammoniumsuolojen, nitridien, halogenoitujen orgaanisten yhdisteiden, erilaisten metallien, peroksidien ja hydroperoksidien kanssa. Kloorattujen kumien kanssa sekoitettavat seokset räjähtävät kuumennettaessa tai murskaamalla (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Bariumhydroksidi hajoaa bariumoksidiksi kuumennettuna 800 ° C: seen. Reaktio hiilidioksidin kanssa tuottaa bariumkarbonaattia. Sen erittäin emäksinen vesiliuos tehdään neutralointireaktioiden kanssa happojen kanssa. Siten se muodostaa bariumsulfaatin ja bariumfosfaatin vastaavasti rikkihapon ja fosforihappojen kanssa.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2 H ₂ O

Reaktio vetysulfidin kanssa tuottaa bariumsulfidia. Monien liukenemattomien tai vähemmän liukoisten bariumsuolojen saostuminen voi johtua kaksinkertaisesta korvausreaktiosta, kun bariumhydroksidin vesiliuos sekoitetaan monien muiden metallisuolojen liuosten kanssa.

Kiinteän hydratoidun bariumhydroksidin sekoittaminen kiinteään ammoniumkloridiin dekantterilasiin tuottaa endotermisen reaktion nesteen tuottamiseksi ammoniakin kehittyessä. Lämpötila laskee rajusti noin -20ºC: seen (Royal Society of Chemistry, 2017).

Ba (OH) ₂ (s) + 2NH ₄: lla (s) → BaCI ₂ (aq) + 2NH ₃ (g) + H ₂ O

Kuvio 4: endoterminen reaktio bariumhydroksidin ja ammoniumkloridin välillä.

Ba (OH) 2 reagoi hiilidioksidin kanssa tuottaakseen bariumkarbonaattia. Tämä ilmaistaan ​​seuraavalla kemiallisella reaktiolla:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H20.

Reaktiivisuus ja vaarat

Bariumhydroksidi luokitellaan vakaaksi palamattomaksi yhdisteeksi, joka reagoi nopeasti ja eksotermisesti happojen kanssa ja joka ei sovi yhteen hiilidioksidin ja kosteuden kanssa. Yhdiste on myrkyllinen ja vahvana emäksenä syövyttävä.

Hengitys, nieleminen tai ihokosketus materiaaliin voi aiheuttaa vakavan vamman tai kuoleman. Kosketus sulaan aineeseen voi aiheuttaa vakavia palovammoja iholle ja silmille.

Kosketusta ihon kanssa on vältettävä. Kosketuksen tai hengityksen vaikutukset voivat viivästyä. Tulipalossa voi muodostua ärsyttäviä, syövyttäviä ja / tai myrkyllisiä kaasuja. Palontorjuntajätevedet voivat olla syövyttäviä ja / tai myrkyllisiä ja aiheuttaa pilaantumista.

Roiskeet silmiin

Jos yhdiste joutuu kosketuksiin silmien kanssa, piilolinssit on tarkistettava ja poistettava. Silmät on huuhdeltava välittömästi runsaalla vedellä vähintään 15 minuutin ajan kylmällä vedellä.

Ihokontakti

Jos ainetta joutuu iholle, vaurioitunut alue on huuhdeltava välittömästi vähintään 15 minuutin ajan runsaalla vedellä tai heikolla hapolla, kuten etikalla, poistaen saastuneet vaatteet ja kengät. Peitä ärtynyt iho pehmentävällä aineella.

Pese vaatteet ja kengät ennen uudelleenkäyttöä. Jos kosketus on vaikeaa, pese desinfiointiaineella ja peitä saastunut iho antibakteerisella voiteella.

Hengitys

Hengitettäessä uhri tulee siirtää viileään paikkaan. Jos ei hengitetä, annetaan keinotekoista hengitystä. Jos hengitys on vaikeaa, anna happea.

nieleminen

Jos yhdiste niellään, oksentelua ei tule aiheuttaa. Löysää tiukkoja vaatteita, kuten paidan kaulus, vyö tai solmio.

Kaikissa tapauksissa on hakeuduttava välitöntä lääketieteellistä apua (käyttöturvallisuustiedote bariumhydroksidimonohydraatti, 2013).

Sovellukset

1- Teollisuus

Teollisuudessa bariumhydroksidia käytetään edeltäjänä muille bariumyhdisteille. Monohydraattia käytetään dehydratoimaan ja poistamaan sulfaatti eri tuotteista. Tämä sovellus hyödyntää bariumsulfaatin erittäin heikkoa liukoisuutta. Tätä teollista sovellusta sovelletaan myös laboratoriokäyttöön.

Bariumhydroksidia käytetään lisäaineena kestomuoveissa (kuten fenolihartsit), naarmuissa ja PVC-stabilointiaineissa muovien ominaisuuksien parantamiseksi. Tätä materiaalia käytetään yleisenä lisäaineena voiteluaineille ja rasvoille.

Muihin bariumhydroksidin teollisiin sovelluksiin kuuluvat sokerin valmistus, saippuan valmistus, rasvan saippuointi, silikaattisulatus ja muiden bariumyhdisteiden ja orgaanisten yhdisteiden kemiallinen synteesi (BARIUM HYDROXIDE, SF).

2 - laboratorio

Bariumhydroksidia käytetään analyyttisessä kemiassa heikkojen happojen, erityisesti orgaanisten happojen, titraamiseen. Sen kirkkaan vesiliuoksen on taattu olevan karbonaattivapaa toisin kuin natriumhydroksidi ja kaliumhydroksidi, koska bariumkarbonaatti on liukenematon veteen.

Tämä sallii indikaattorien, kuten fenoliftaleiinin tai tymidiftaleiinin (alkalisen värinmuutoksen kanssa) käytön ilman titrausvirheiden riskiä, ​​jotka aiheutuvat karbonaatti-ioneista, jotka ovat paljon vähemmän emäksisiä (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Bariumhydroksidia käytetään toisinaan orgaanisessa synteesissä vahvana emäksenä esimerkiksi estereiden ja nitriilien hydrolyysissä:

Bariumhydroksidia käytetään myös prosessissa bariumkarbonaattia vapauttavien aminohappojen dekarboksyloinnissa.

Sitä käytetään myös syklopentanonin, diasetonialkoholin ja gamma-laktonin D-Gulonic valmistuksessa.

3 - Katalyytti Wittig-Horner-reaktiossa

Wittig-Horner-reaktio, joka tunnetaan myös nimellä Horner-Wadsworth-Emmons -reaktio (tai HWE-reaktio), on kemiallinen reaktio, jota käytetään orgaanisessa kemiassa fosfonaattien karbanionien stabiloimiseksi aldehydeillä (tai ketoneilla) tuottamaan pääasiassa E-alkeeneja (trans).

Wittig-Hornerin sonkemiallinen reaktio katalysoidaan aktivoidulla bariumhydroksidilla ja toteutetaan kiinteän ja nesteen rajapintaolosuhteissa.

Sonokemiallinen prosessi tapahtuu huoneenlämpötilassa ja alhaisemmalla katalyytin painolla ja reaktioajalla kuin termisessä prosessissa. Näissä olosuhteissa saadaan samanlaiset saannot kuin lämpöprosessissa.

Työssä (JV Sinisterra, 1987) analysoidaan vaikutusta sonikointiajan suorituskykyyn, katalyytin ja liuottimen painoon. Pienet määrät vettä on lisättävä reaktion tapahtumiseksi.

Prosessissa toimivan katalyytin aktiivisen kohdan luonne analysoidaan. Sonokemialliselle prosessille ehdotetaan ETC-mekanismia.

4 - Muu käyttö

Bariumhydroksidilla on muita käyttötarkoituksia. Sitä käytetään moniin tarkoituksiin, kuten:

• Alkalien valmistus.
• Rakennuslasi.
• Synteettisen kumin vulkanointi.
• Korroosionestoaineet.
• Kuten porausnesteet, torjunta-aineet ja voiteluaineet.
• Kattilan korjaamiseksi.
• Tarkentaa kasvi- ja eläinöljyjä.
• Freskomaalaukseen.
• Vedessä pehmenevä.
• Ainesosana homeopaattisia lääkkeitä.
• Happovuotojen puhdistamiseksi.
• Sitä käytetään myös sokeriteollisuudessa juurikassokerin valmistukseen.
• Rakennusmateriaalit.
• Sähkö- ja elektroniikkatuotteet.
• Lattiapäällysteet.

Viitteet

1. BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE. (2016). Palautunut kaksokemikaaleista: cameochemicals.noaa.gov.
2. Bariumhydroksidi. (SF). Palautettu kemian oppijalta: chemistrylearner.com.
3. BARIUMhydroksidi. (SF). Palautettu kemikaalilta21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd. (SF). Bariumhydroksidi. Palautettu indiamartista: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 katalysaattorina orgaanisissa reaktioissa. 17. Pintarajapinta kiinteä-nestemäinen Wittig-Horner-reaktio sonokemiallisissa olosuhteissa. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Käyttöturvallisuustiedote Bariumhydroksidimonohydraatti. (2013, 21. toukokuuta). Haettu osoitteesta sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, ja Thomas, MJ (2000). Vogelin kvantitatiivinen kemiallinen analyysi (6. painos). New York: Prentice Hall.
8. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2017, 28. maaliskuuta). PubChem-yhdisteiden tietokanta; CID = 16211219. Palautettu PubChemistä: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroksidi. Palautettu chemspider: chemspider.com.
10. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroksidihydraatti (1: 2: 1). Palautettu chemspider: chemspider.com.
11. Royal Society of Chemistry. (2015). Dihydroksibariumhydraatti (1: 1). Palautettu chemspider: chemspider.com.
12. Royal Society of Chemistry. (2017). Endotermiset kiinteät ja kiinteät reaktiot. Palautettu: opi-kemia: rsc.org.