Bariumhydroxid (Ba (OH) 2) egenskaber, risici og anvendelser

4823
Sherman Hoover

Det bariumhydroxid er en kemisk forbindelse med formlen Ba (OH)to(HtoELLER)x. Det er en stærk base og kan være i vandfri, monohydrat- eller octohydratform. Monohydratformen, også kaldet baritvand, er den mest almindelige og kommercielt anvendte. Strukturen af ​​de vandfri og monohydratforbindelser er vist i figur 1.

Bariumhydroxid kan fremstilles ved opløsning af bariumoxid (BaO) i vand: BaO + 9HtoO → Ba (OH)to8HtoO. Det krystalliserer som octahydratet, som bliver monohydratet, når det opvarmes i luft. Ved 100 ° C under vakuum producerer monohydratet BaO og vand.

Figur 1: struktur af vandfrit bariumhydroxid (venstre) og monohydrat (højre)

Monohydratet vedtager en lagdelt struktur (figur 2). Ba centrererto+ de vedtager en oktaedrisk geometri. Hvert center Bato+ er bundet af to vandligander og seks hydroxidligander, som henholdsvis er dobbelt og tredoblet til Ba-centreneto+ naboer.

I oktahydratet koncentrerer Ba sigto+ Enkeltpersoner er igen otte koordinater, men deler ikke ligander (Barium Hydroxide, S.F.).

Figur 2: krystalstruktur af bariumhydroxid.

Artikelindeks

  • 1 Egenskaber for bariumhydroxid
  • 2 Reaktivitet og farer
    • 2.1 Øjenkontakt
    • 2.2 Hudkontakt
    • 2.3 Indånding
    • 2.4 Indtagelse
  • 3 anvendelser
    • 3.1 1- Industri
    • 3.2 2- Laboratorium
    • 3.3 3- Katalysator i Wittig-Horner-reaktionen
    • 3.4 4- Andre anvendelser
  • 4 Referencer

Bariumhydroxid egenskaber

Bariumhydroxid er hvide eller gennemsigtige oktaedriske krystaller. Lugtfri og med kaustisk smag (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dets udseende er vist i figur 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., S.F.).

Figur 3: udseende af bariumhydroxid.

Den vandfri form har en molekylvægt på 171,34 g / mol, en densitet på 2,18 g / ml, et smeltepunkt på 407 ° C og et kogepunkt på 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Monohydratformen har en molekylvægt på 189,355 g / mol, en densitet på 3,743 g / ml og et smeltepunkt på 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Oktohydratformen har en molekylvægt på 315,46 g / mol, en densitet på 2,18 g / ml og et smeltepunkt på 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Forbindelsen er let opløselig i vand og uopløselig i acetone. Det er en stærk base med en pKa på 0,15 og 0,64 for den første og anden OH- henholdsvis.

Bariumhydroxid reagerer på samme måde som natriumhydroxid (NaOH), men er mindre opløseligt i vand. Neutraliserer syrer eksotermt til dannelse af salte plus vand. Kan reagere med aluminium og zink for at danne metaloxider eller hydroxider og generere brintgas.

Kan igangsætte polymerisationsreaktioner i polymeriserbare organiske forbindelser, især epoxider.

Det kan generere brandfarlige og / eller giftige gasser med ammoniumsalte, nitrider, halogenerede organiske forbindelser, forskellige metaller, peroxider og hydroperoxider. Blandinger med chlorerede tandkød eksploderer, når de opvarmes eller knuses (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Bariumhydroxid nedbrydes til bariumoxid, når det opvarmes til 800 ° C. Reaktion med kuldioxid producerer bariumcarbonat. Dens stærkt basiske vandige opløsning gennemgår neutraliseringsreaktioner med syrer. Således danner det bariumsulfat og bariumphosphat med henholdsvis svovlsyre og fosforsyre..

HtoSW4 + Ba (OH)to Baso4 + 2HtoELLER

Reaktion med hydrogensulfid producerer bariumsulfid. Nedfældning af mange uopløselige eller mindre opløselige bariumsalte kan være resultatet af en dobbelt erstatningsreaktion, når en vandig opløsning af bariumhydroxid blandes med mange opløsninger af andre metalsalte..

Blanding af det faste, hydratiserede bariumhydroxid med fast ammoniumchlorid i et bæger giver en endoterm reaktion til dannelse af en væske med udviklingen af ​​ammoniak. Temperaturen falder drastisk til ca. -20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2017).

Ba (OH)to (s) + 2NH4Cl (s) → BaClto (aq) + 2NH3 (g) + HtoELLER

Figur 4: endoterm reaktion mellem bariumhydroxid og ammoniumchlorid.

Ba (OH) 2 reagerer med kuldioxid og producerer bariumcarbonat. Dette udtrykkes ved følgende kemiske reaktion:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaktivitet og farer

Bariumhydroxid er klassificeret som en stabil, ikke-brændbar forbindelse, der reagerer hurtigt og exotermisk med syrer og er uforenelig med kuldioxid og fugt. Forbindelsen er giftig og er som en stærk base ætsende.

Indånding, indtagelse eller hudkontakt med materiale kan forårsage alvorlig personskade eller død. Kontakt med det smeltede stof kan forårsage alvorlige forbrændinger af hud og øjne..

Kontakt med huden bør undgås. Virkningerne af kontakt eller indånding kan blive forsinket. Brand kan producere irriterende, ætsende og / eller giftige gasser. Brandspildevand kan være ætsende og / eller giftigt og forårsage forurening.

Øjenkontakt

Hvis forbindelsen kommer i kontakt med øjnene, skal kontaktlinserne kontrolleres og fjernes. Øjne skal skylles straks med rigeligt vand i mindst 15 minutter med koldt vand.

Hudkontakt

I tilfælde af hudkontakt skal det berørte område skylles straks i mindst 15 minutter med rigeligt vand eller en svag syre, f.eks. Eddike, mens kontamineret tøj og sko fjernes. Dæk irriteret hud med et blødgørende middel.

Vask tøj og sko inden genbrug. Hvis kontakten er svær, skal du vaske med en desinfektionsmiddel og dække den forurenede hud med en antibakteriel creme..

Indånding

I tilfælde af indånding skal offeret flyttes til et køligt sted. Hvis man ikke trækker vejret, gives kunstig åndedræt. Giv ilt, hvis vejrtrækningen er vanskelig.

Indtagelse

Hvis stoffet sluges, bør opkastning ikke induceres. Løsn stramt tøj såsom en skjortekrave, bælte eller slips.

I alle tilfælde bør øjeblikkelig lægehjælp indhentes (Sikkerhedsdatablad Bariumhydroxidmonohydrat, 2013).

Ansøgninger

1- Industri

Industrielt anvendes bariumhydroxid som en forløber for andre bariumforbindelser. Monohydrat bruges til at dehydrere og fjerne sulfat fra forskellige produkter. Denne applikation udnytter den meget lave opløselighed af bariumsulfat. Denne industrielle anvendelse gælder også til laboratoriebrug.

Bariumhydroxid bruges som et additiv i termoplast (såsom phenolharpikser), ridser og PVC-stabilisatorer for at forbedre plastiske egenskaber. Dette materiale bruges som et generelt tilsætningsstof til smøremidler og fedt..

Andre industrielle anvendelser af bariumhydroxid inkluderer fremstilling af sukker, fremstilling af sæber, fedtforsæbning, silikatsmeltning og kemisk syntese af andre bariumforbindelser og organiske forbindelser (BARIUMHYDROXID, S.F.).

2- Laboratorium

Bariumhydroxid anvendes i analytisk kemi til titrering af svage syrer, især organiske syrer. Dens klare vandige opløsning er garanteret fri for carbonat, i modsætning til natriumhydroxid og kaliumhydroxid, da bariumcarbonat er uopløseligt i vand.

Dette muliggør brug af indikatorer som phenolphthalein eller thymolphthalein (med alkaliske farveændringer) uden risiko for titreringsfejl forårsaget af tilstedeværelsen af ​​carbonationer, som er meget mindre basiske (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Bariumhydroxid anvendes lejlighedsvis i organisk syntese som en stærk base, for eksempel til hydrolyse af estere og nitriler:

Bariumhydroxid anvendes også til decarboxylering af aminosyrer, der frigiver bariumcarbonat i processen..

Det bruges også til fremstilling af cyclopentanon, diacetonalkohol og gamma - lacton D - Gulonic.

3- Katalysator i Wittig-Horner-reaktionen

Wittig-Horner-reaktionen, også kendt som Horner-Wadsworth-Emmons-reaktionen (eller HWE-reaktion), er en kemisk reaktion, der anvendes i organisk kemi til at stabilisere phosphonatcarbanioner med aldehyder (eller ketoner) for overvejende at producere E-alkener.

Wittig-Horner-sonkemiske reaktion katalyseres af aktiveret bariumhydroxid og udføres under fast-væske-interface-betingelser..

Den sonkemiske proces finder sted ved stuetemperatur og med en lavere katalysatorvægt og reaktionstid end den termiske proces. Under disse betingelser opnås udbytter svarende til termiske processers..

I arbejdet med (J. V. Sinisterra, 1987) analyseres indflydelsen på ultralydbehandlingstiden, katalysatorens og opløsningsmidlets vægt. Små mængder vand skal tilsættes for at reaktionen kan finde sted.

Naturen af ​​det aktive sted for katalysatoren, der virker i processen, analyseres. Der foreslås en ETC-mekanisme til den sonokemiske proces.

4- Andre anvendelser

Bariumhydroxid har andre anvendelser. Det bruges til en række formål, såsom:

  • Fremstilling af alkali.
  • Glaskonstruktion.
  • Vulkanisering af syntetisk gummi.
  • Korrosionshæmmere.
  • Som borevæsker, pesticider og smøremidler.
  • For kedel afhjælpning.
  • Til at forfine vegetabilske og animalske olier.
  • Til freskomaleri.
  • I blødgøring af vand.
  • Som en ingrediens i homøopatiske midler.
  • For at rense syreudslip.
  • Det bruges også i sukkerindustrien til at forberede sukkerroer.
  • Byggematerialer.
  • Elektriske og elektroniske produkter.
  • Gulvbelægning.

Referencer

  1. BARIUMHYDROXIDMONOHYDRAT. (2016). Gendannet fra cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
  2. Bariumhydroxid. (S.F.). Gendannet fra chemistrylearner: chemistrylearner.com.
  3. BARIUMHYDROXID. (S.F.). Gendannet fra chemicalland21: chemicalland21.com.
  4. IndiaMART InterMESH Ltd ... (S.F.). Bariumhydroxid. Gendannet fra indiamart: dir.indiamart.com.
  5. V. Sinisterra, A. F. (1987). Ba (OH) 2 som katalysator i organiske reaktioner. 17. Grænseflade fast-flydende Wittig-Horner-reaktion under sonokemiske betingelser. Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
  6. Sikkerhedsdatablad Bariumhydroxidmonohydrat. (2013, 21. maj). Hentet fra sciencelab: sciencelab.com/msds.
  7. Mendham, J., Denney, R. C., Barnes, J. D., og Thomas, M. J. (2000). Vogels kvantitative kemiske analyse (6. udgave). New York: Prentice Hall.
  8. National Center for Biotechnology Information. (2017, 28. marts). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Gendannet fra PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  9. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroxid. Gendannet fra chemspider: chemspider.com.
  10. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroxidhydrat (1: 2: 1). Gendannet fra chemspider: chemspider.com.
  11. Royal Society of Chemistry. (2015). Dihydroxybariumhydrat (1: 1). Gendannet fra chemspider: chemspider.com.
  12. Royal Society of Chemistry. (2017). Endotermiske reaktioner med fast stof. Gendannet fra: lær-kemi: rsc.org.

Endnu ingen kommentarer