Właściwości wodorotlenku baru, zagrożenia i zastosowania

The wodorotlenek baru jest związkiem chemicznym o wzorze Ba (OH)₂(H₂O)_x. Jest mocną zasadą i może występować w postaci bezwodnej, monohydratowanej lub oktyhydratowanej. 

Forma monohydratu, zwana również wodą barytową, jest najczęstszą i komercyjnie stosowaną. Strukturę związków bezwodnych i jednowodnych przedstawiono na rysunku 1.

Wodorotlenek baru można przygotować przez rozpuszczenie tlenku baru (BaO) w wodzie:

BaO + 9H₂O → Ba (OH)₂· 8H₂O

Krystalizuje się jako oktahydrat, który po podgrzaniu w powietrzu przekształca się w monohydrat. W 100 ° C w próżni, monohydrat będzie wytwarzał BaO i wodę.

Monohydrat przyjmuje strukturę warstwową (figura 2). Centra Ba²⁺ przyjmują geometrię oktaedryczną. Każde centrum Ba²⁺ jest związany dwoma ligandami wodnymi i sześcioma ligandami wodorotlenkowymi, które są odpowiednio podwójnymi i potrójnymi mostkami do ośrodków Ba²⁺ sąsiedzi.

W oktahydracie centra Ba²⁺ Osoby ponownie mają osiem współrzędnych, ale nie dzielą ligandów (wodorotlenek baru, S.F.).

Indeks

• 1 Właściwości wodorotlenku baru
• 2 Reaktywność i zagrożenia
  • 2.1 Kontakt z oczami
  • 2.2 Kontakt ze skórą
  • 2.3 Wdychanie
  • 2.4 Połknięcie
• 3 zastosowania
  • 3.1 1- Przemysł
  • 3.2 2- Laboratorium
  • 3.3 3- Katalizator w reakcji Wittiga-Hornera
  • 3.4 4 Inne zastosowania
• 4 odniesienia

Właściwości wodorotlenku baru

Wodorotlenek baru jest białym lub przezroczystym kryształem oktaedrycznym. Bezzapachowy i o żrącym smaku (National Center for Biotechnology Information., 2017). Jego wygląd pokazano na rysunku 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., S.F.).

Postać bezwodna ma masę cząsteczkową 171,34 g / mol, gęstość 2,18 g / ml, temperaturę topnienia 407 ° C i temperaturę wrzenia 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Postać monohydratu ma masę cząsteczkową 189,355 g / mol, gęstość 3,743 g / ml i temperaturę topnienia 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Postać oktawodzianu ma masę cząsteczkową 315,46 g / mol, gęstość 2,18 g / ml i temperaturę topnienia 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Związek jest słabo rozpuszczalny w wodzie i nierozpuszczalny w acetonie. Jest to silna podstawa z pKa 0,15 i 0,64 dla pierwszego i drugiego OH^- odpowiednio.

Wodorotlenek baru reaguje podobnie do wodorotlenku sodu (NaOH), ale jest mniej rozpuszczalny w wodzie. Neutralizuje kwasy egzotermicznie, tworząc sole i wodę. Może reagować z aluminium i cynkiem, tworząc tlenki lub wodorotlenki metali i wytwarzając gazowy wodór.

Może inicjować reakcje polimeryzacji w polimeryzowalnych związkach organicznych, zwłaszcza epoksydach.

Może generować palne i / lub toksyczne gazy z solami amonowymi, azotkami, halogenowanymi związkami organicznymi, różnymi metalami, nadtlenkami i wodoronadtlenkami. Mieszaniny z chlorowanymi dziąsłami wybuchają po podgrzaniu lub zmiażdżeniu (MONOHYDRAT WODOROTLENU BARU, 2016).

Wodorotlenek baru rozkłada się do tlenku baru po ogrzaniu do 800 ° C. Reakcja z dwutlenkiem węgla prowadzi do węglanu baru. Jego roztwór wodny, silnie alkaliczny, ulega reakcjom neutralizacji z kwasami. Zatem tworzy siarczan baru i fosforan baru odpowiednio z kwasami siarkowym i fosforowym.

H₂TAK₄ + Ba (OH)₂ BaSO₄ + 2H₂O

W reakcji z siarkowodorem wytwarza się siarczek baru. Wytrącanie wielu nierozpuszczalnych lub mniej rozpuszczalnych soli baru może wynikać z reakcji podwójnej wymiany, gdy wodny roztwór wodorotlenku baru jest mieszany z wieloma roztworami innych soli metali.

Mieszanina stałego uwodnionego wodorotlenku baru ze stałym chlorkiem amonu w zlewce powoduje reakcję endotermiczną w celu wytworzenia cieczy, z wydzielaniem się amoniaku. Temperatura drastycznie spada do około -20ºC (Royal Society of Chemistry, 2017).

Ba (OH)₂ (s) + 2NH₄Cl (s) → BaCl₂ (aq) + 2NH₃ (g) + H₂O

Ba (OH) 2 reaguje z dwutlenkiem węgla w celu wytworzenia węglanu baru. Wyraża to następująca reakcja chemiczna:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaktywność i zagrożenia

Wodorotlenek baru jest klasyfikowany jako stabilny, niepalny związek, który reaguje szybko i egzotermicznie z kwasami, a ponadto jest niekompatybilny z dwutlenkiem węgla i wilgocią. Związek jest toksyczny i jako silna zasada działa żrąco.

Wdychanie, połknięcie lub kontakt skóry z materiałem może spowodować poważne obrażenia lub śmierć. Kontakt ze stopioną substancją może spowodować poważne oparzenia skóry i oczu.

Unikać kontaktu ze skórą. Skutki kontaktu lub wdychania mogą być opóźnione. Ogień może wytwarzać drażniące, żrące i / lub toksyczne gazy. Ścieki przeciwpożarowe mogą być żrące i / lub toksyczne i powodować zanieczyszczenie.

Kontakt wzrokowy

Jeśli związek wejdzie w kontakt z oczami, należy sprawdzić i usunąć soczewki kontaktowe. Oczy należy natychmiast przemyć dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut zimną wodą.

Kontakt ze skórą

W przypadku kontaktu ze skórą, obszar dotknięty chorobą należy natychmiast przepłukać przez co najmniej 15 minut dużą ilością wody lub słabego kwasu, na przykład octu, jednocześnie zdejmując zanieczyszczoną odzież i buty. Przykryj podrażnioną skórę środkiem zmiękczającym.

Umyć ubrania i buty przed ich ponownym użyciem. Jeśli kontakt jest ciężki, zmyć mydłem dezynfekującym i pokryć skórę zanieczyszczoną kremem antybakteryjnym.

Wdychanie

W przypadku wdychania ofiara powinna zostać przeniesiona do chłodnego miejsca. Jeśli nie oddychasz, podaje się sztuczne oddychanie. Jeśli oddychanie jest utrudnione, należy podać tlen.

Spożycie

Jeśli związek zostanie połknięty, nie należy wywoływać wymiotów. Poluzuj ciasne ubranie, takie jak kołnierzyk koszuli, pas lub krawat.

We wszystkich przypadkach należy uzyskać natychmiastową pomoc medyczną (Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Wodorotlenek baru monohydrat, 2013).

Używa

1- Przemysł

Przemysłowo, wodorotlenek baru jest stosowany jako prekursor innych związków baru. Monohydrat jest stosowany do odwodnienia i eliminacji siarczanu różnych produktów. Ta aplikacja wykorzystuje bardzo niską rozpuszczalność siarczanu baru. To zastosowanie przemysłowe dotyczy również zastosowań laboratoryjnych.

Wodorotlenek baru jest stosowany jako dodatek w tworzywach termoplastycznych (takich jak żywice fenolowe), zadrapaniach i stabilizatorach PVC w celu poprawy właściwości tworzywa sztucznego. Ten materiał jest stosowany jako dodatek ogólnego przeznaczenia do smarów i tłuszczów.

Inne zastosowania przemysłowe wodorotlenku baru obejmują produkcję cukru, wytwarzanie mydeł, zmydlanie tłuszczu, syntezę krzemianową i syntezę chemiczną innych związków baru i związków organicznych (BARIUM HYDROXIDE, S.F.).

2- Laboratorium

Wodorotlenek baru stosuje się w chemii analitycznej do miareczkowania słabych kwasów, zwłaszcza kwasów organicznych. Gwarantuje się, że jego klarowny roztwór wodny jest wolny od węglanów, w przeciwieństwie do wodorotlenku sodu i wodorotlenku potasu, ponieważ węglan baru jest nierozpuszczalny w wodzie.

Pozwala to na stosowanie wskaźników takich jak fenoloftaleina lub tymoloftaleina (z alkalicznymi zmianami koloru) bez ryzyka błędów miareczkowania spowodowanych obecnością jonów węglanowych, które są znacznie mniej podstawowe (Mendham, Denney, Barnes i Thomas, 2000).

Wodorotlenek baru jest czasami stosowany w syntezie organicznej jako silna zasada, na przykład do hydrolizy estrów i nitryli:

Wodorotlenek baru jest również stosowany w dekarboksylacji aminokwasów, które uwalniają węglan baru w procesie.

Stosuje się go również do wytwarzania cyklopentanonu, alkoholu diacetonowego i gamma-laktonu D-gulonicznego.

3- Katalizator w reakcji Wittiga-Hornera

Reakcja Wittiga-Hornera, znana również jako reakcja Hornera-Wadswortha-Emmonsa (lub reakcja HWE), jest reakcją chemiczną wykorzystywaną w chemii organicznej do stabilizacji karbanionów fosfonianów aldehydami (lub ketonami) w celu wytworzenia głównie E-alkenów (trans ).

Soncochemiczna reakcja Wicoig-Hornera jest katalizowana przez aktywowany wodorotlenek baru i jest przeprowadzana w warunkach granicy faz ciało stałe-ciecz.

Proces sonochemiczny zachodzi w temperaturze pokojowej, przy niższej masie katalizatora i czasie reakcji niż proces termiczny. W tych warunkach uzyskuje się wydajności podobne do wydajności procesu termicznego.

W pracy (J. V. Sinisterra, 1987) analizowano wpływ na wydajność czasu sonikacji, masę katalizatora i rozpuszczalnika. Należy dodać niewielkie ilości wody, aby reakcja miała miejsce.

Analizuje się naturę aktywnego miejsca katalizatora, który działa w procesie. Zaproponowano mechanizm ETC do procesu sonochemicznego.

4- Inne zastosowania

Wodorotlenek baru ma inne zastosowania. Jest używany do wielu celów, takich jak:

• Wytwarzanie alkaliów.
• Konstrukcja ze szkła.
• Wulkanizacja kauczuku syntetycznego.
• Inhibitory korozji.
• Jako płyny wiertnicze, pestycydy i smary.
• W przypadku środka kotłowego.
• Do rafinacji olejów roślinnych i zwierzęcych.
• Do malowania freskami.
• W zmiękczaniu wody.
• Jako składnik leków homeopatycznych.
• Czyścić wycieki kwasu.
• Jest również stosowany w przemyśle cukrowniczym do przygotowywania cukru buraczanego.
• Materiały budowlane.
• Produkty elektryczne i elektroniczne.
• Pokrycia podłogowe.

Referencje

1. WODOROTLENEK BARU MONOHYDRAT. (2016). Źródło: cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
2. Wodorotlenek baru. (S.F.). Źródło: chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. WODOROTLENEK BARU. (S.F.). Źródło: chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd ... (S.F.). Wodorotlenek baru. Odzyskany z indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, A. F. (1987). Ba (OH) 2 jako katalizator w reakcjach organicznych. 17. Międzyfazowa reakcja Wittiga-Hornera na ciało stałe i ciecz w warunkach sonochemicznych. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Wodorotlenek baru jednowodny. (2013, 21 maja). Źródło: sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, R.C., Barnes, J. D., i Thomas, M.J. (2000). Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6 wyd.). Nowy Jork: Prentice Hall.
8. National Center for Biotechnology Information. (2017, 28 marca). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Źródło: PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Wodorotlenek baru. Źródło: chemspider: chemspider.com.
10. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Wodzian wodorotlenku baru (1: 2: 1). Źródło: chemspider: chemspider.com.
11. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Wodzian dihydroksybarium (1: 1). Źródło: chemspider: chemspider.com.
12. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2017). Endotermiczne reakcje ciało stałe-ciało stałe. Źródło: learn-chemistry: rsc.org.