BARIUMHYDROKSID (BA (OH) 2): EGENSKAPER, RISIKO OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2026

Den bariumhydroksyd er en kjemisk forbindelse av formel Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . Det er en sterk base og kan være i vannfri, monohydrat eller oktohydratform. Monohydratformen, også kalt barittvann, er den vanligste og kommersielt brukte. Strukturen av de vannfrie og monohydratforbindelsene er presentert i figur 1.

Bariumhydroksyd kan fremstilles ved oppløsning av bariumoksyd (BaO) i vann: BaO + 9 H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Det krystalliserer som den oktahydrat, som blir monohydrat når de oppvarmes i luft. Ved 100 ° C under vakuum vil monohydratet produsere BaO og vann.

Figur 1: struktur av vannfri bariumhydroksyd (venstre) og monohydrat (høyre)

Monohydratet vedtar en lagdelt struktur (figur 2). Ba ²⁺ -sentrene tar i bruk en oktaedral geometri. Hvert Ba ²⁺ -senter er bundet av to vannligander og seks hydroksydligander, som er henholdsvis dobbelt og tredobbelt brokoblet til nærliggende Ba ²⁺ -sentre .

I oktahydratet er de enkelte Ba ²⁺ -sentrene igjen åtte koordinater, men deler ikke ligander (Barium Hydroxide, SF).

Figur 2: krystallstruktur av bariumhydroksyd.

Bariumhydroksydegenskaper

Bariumhydroksyd er hvite eller transparente oktaedriske krystaller. Manglende lukt og med en kaustisk smak (Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon., 2017). Dets utseende er vist i figur 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Figur 3: utseende av bariumhydroksyd.

Den vannfrie formen har en molekylvekt på 171,34 g / mol, en tetthet på 2,18 g / ml, et smeltepunkt på 407 ° C og et kokepunkt på 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015) .

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

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

Forbindelsen er lett oppløselig i vann og uoppløselig i aceton. Det er en sterk base med en pKa på henholdsvis 0,15 og 0,64 for første og andre OH ^- .

Bariumhydroksyd reagerer på lignende måte som natriumhydroksyd (NaOH), men er mindre løselig i vann. Det nøytraliserer syrer eksotermisk for å danne salter pluss vann. Den kan reagere med aluminium og sink for å danne metalloksider eller hydroksider og generere hydrogengass.

Det kan sette i gang polymerisasjonsreaksjoner i polymeriserbare organiske forbindelser, spesielt epoksyder.

Det kan generere brennbare og / eller giftige gasser med ammoniumsalter, nitrider, halogenerte organiske forbindelser, forskjellige metaller, peroksider og hydroperoksider. Blandinger med klorert tannkjøtt eksploderer når de blir oppvarmet eller knust (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Bariumhydroksyd brytes ned til bariumoksyd ved oppvarming til 800 ° C. Reaksjon med karbondioksid gir bariumkarbonat. Den svært alkaliske vandige løsningen gjennomgår nøytraliseringsreaksjoner med syrer. Dermed danner det henholdsvis bariumsulfat og bariumfosfat med svovelsyre og fosforsyre.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2 H ₂ O

Reaksjon med hydrogensulfid gir bariumsulfid. Utfelling av mange uoppløselige, eller mindre oppløselige, bariumsalter kan resultere fra en dobbelt erstatningsreaksjon når en vandig oppløsning av bariumhydroksyd blandes med mange oppløsninger av andre metallsalter.

Blanding av det faste hydratiserte bariumhydroksydet med fast ammoniumklorid i et begerglass gir en endoterm reaksjon for å produsere en væske, under utvikling av ammoniakk. Temperaturen synker drastisk til omtrent -20 ºC (Royal Society of Chemistry, 2017).

Ba (OH) ₂ (s) + 2 NH ₄ Cl (s) → bacl ₂ (aq) + 2 NH ₃ (g) + H ₂ O

Figur 4: endotermisk reaksjon mellom bariumhydroksyd og ammoniumklorid.

Ba (OH) 2 reagerer med karbondioksid for å produsere bariumkarbonat. Dette uttrykkes ved følgende kjemiske reaksjon:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaktivitet og farer

Bariumhydroksyd er klassifisert som en stabil, ikke-brennbar forbindelse som reagerer raskt og eksotermisk med syrer, og er uforenlig med karbondioksid og fuktighet. Forbindelsen er giftig og er som en sterk base etsende.

Innånding, svelging eller hudkontakt med materiale kan føre til alvorlig personskade eller død. Kontakt med det smeltede stoffet kan forårsake alvorlige forbrenninger i hud og øyne.

Kontakt med huden bør unngås. Effekten av kontakt eller innånding kan bli forsinket. Brann kan gi irriterende, etsende og / eller giftige gasser. Brannkontroll avløpsvann kan være etsende og / eller giftig og forårsake forurensning.

Øyekontakt

Hvis forbindelsen kommer i kontakt med øynene, bør kontaktlinsene kontrolleres og fjernes. Øynene skal straks skylles med rikelig med vann i minst 15 minutter, med kaldt vann.

Hud kontakt

Ved hudkontakt, bør det berørte området skylles umiddelbart i minst 15 minutter med mye vann eller en svak syre, for eksempel eddik, mens du fjerner forurenset klær og sko. Dekk irritert hud med et mykgjørende stoff.

Vask klær og sko før gjenbruk. Hvis kontakten er alvorlig, vask med desinfiserende såpe og dekk den forurensede huden med en antibakteriell krem.

innånding

Ved innånding skal offeret flyttes til et kjølig sted. Hvis du ikke puster, gis kunstig åndedrett. Hvis det er vanskelig å puste, gi oksygen.

Svelging

Hvis forbindelsen blir svelget, bør ikke oppkast induseres. Løsne stramme klær som skjortekrage, belte eller slips.

I alle tilfeller bør øyeblikkelig legehjelp innhentes (Material Safety Data Sheet Barium hydroxide monohydrate, 2013).

applikasjoner

1- Industri

Industrielt brukes bariumhydroksyd som forløper for andre bariumforbindelser. Monohydrat brukes til å dehydrere og fjerne sulfat fra forskjellige produkter. Denne applikasjonen utnytter den svært lave løseligheten av bariumsulfat. Denne industrielle applikasjonen gjelder også laboratoriebruk.

Bariumhydroksyd brukes som tilsetningsstoff i termoplast (som fenolharpikser), riper og PVC-stabilisatorer for å forbedre plastegenskapene. Dette materialet brukes som et generelt tilsetningsstoff for smøremidler og fett.

Andre industrielle anvendelser av bariumhydroksyd inkluderer sukkerfremstilling, produksjon av såper, fettforsuring, silikatsmelting og kjemisk syntese av andre bariumforbindelser og organiske forbindelser (BARIUM HYDROXIDE, SF).

2- Laboratorium

Bariumhydroksyd brukes i analytisk kjemi for titrering av svake syrer, spesielt organiske syrer. Den klare vandige løsningen er garantert å være karbonatfri i motsetning til natriumhydroksyd og kaliumhydroksyd, da bariumkarbonat er uoppløselig i vann.

Dette tillater bruk av indikatorer som fenolftalein eller tymolftalin (med alkaliske fargeforandringer) uten risiko for titreringsfeil forårsaket av tilstedeværelsen av karbonationer, som er mye mindre basale (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Bariumhydroksyd brukes noen ganger i organisk syntese som en sterk base, for eksempel for hydrolyse av estere og nitriler:

Bariumhydroksyd brukes også i dekarboksylering av aminosyrer som frigjør bariumkarbonat i prosessen.

Det brukes også til fremstilling av cyklopentanon, diacetonalkohol og gamma-lakton D-Gulonic.

3 - Katalysator i Wittig-Horner-reaksjonen

Wittig-Horner-reaksjonen, også kjent som Horner-Wadsworth-Emmons-reaksjonen (eller HWE-reaksjon), er en kjemisk reaksjon brukt i organisk kjemi for å stabilisere karbanjoner av fosfonater med aldehyder (eller ketoner) for å produsere overveiende E-alkener (trans ).

Wittig-Horner sonkemisk reaksjon katalyseres av aktivert bariumhydroksyd og utføres under fast-væske-grensesnittbetingelser.

Den sonkjemiske prosessen foregår ved romtemperatur og med en lavere katalysatorvekt og reaksjonstid enn den termiske prosessen. Under disse betingelser oppnås utbytter som tilsvarer den for den termiske prosessen.

I arbeidet med (JV Sinisterra, 1987) blir påvirkningen på ytelsen til lydbehandlingstiden, vekten til katalysatoren og løsningsmidlet analysert. Små mengder vann må tilsettes for at reaksjonen skal finne sted.

Naturen til det aktive setet for katalysatoren som virker i prosessen blir analysert. Det foreslås en ETC-mekanisme for den sonokjemiske prosessen.

4 - Andre bruksområder

Bariumhydroksyd har andre bruksområder. Den brukes til en rekke formål, for eksempel:

• Fremstilling av alkali.
• Bygningsglass.
• Vulkanisering av syntetisk gummi.
• Korrosjonshemmere.
• Som borevæsker, sprøytemidler og smøremidler.
• For kjelemedlet.
• For å foredle vegetabilske og animalske oljer.
• For freskomaleri.
• I mykgjøring av vann.
• Som en ingrediens i homøopatiske midler.
• For å rydde opp syresøl.
• Det brukes også i sukkerindustrien for å tilberede rødbetsukker.
• Bygningsmaterialer.
• Elektriske og elektroniske produkter.
• Gulv belegg.

referanser

1. BARIUMHYDROXIDE MONOHYDRATE. (2016). Gjenopprettet fra cameokjemikalier: cameochemicals.noaa.gov.
2. Bariumhydroksid. (SF). Gjenopprettet fra chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. BARIUMHYDROXIDE. (SF). Gjenopprettet fra chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd .. (SF). Bariumhydroksid. Gjenopprettet fra indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 som katalysator i organiske reaksjoner. 17. Interfacial fast-flytende Wittig-Horner-reaksjon under sonokjemiske forhold. Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Sikkerhetsdatablad Bariumhydroksidmonohydrat. (2013, 21. mai). Hentet fra sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, & Thomas, MJ (2000). Vogels kvantitative kjemiske analyse (6. utg.). New York: Prentice Hall.
8. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2017, 28. mars). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Gjenopprettet fra PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroksyd. Gjenopprettet fra chemspider: chemspider.com.
10. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroksydhydrat (1: 2: 1). Gjenopprettet fra chemspider: chemspider.com.
11. Royal Society of Chemistry. (2015). Dihydroxybariumhydrat (1: 1). Gjenopprettet fra chemspider: chemspider.com.
12. Royal Society of Chemistry. (2017). Endotermiske faste, faste reaksjoner. Gjenopprettet fra: lære-kjemi: rsc.org.