Bariumhydroxidegenskaber, risici og anvendelser

den bariumhydroxid er en kemisk forbindelse med formlen Ba (OH)₂(H₂O)_x. Det er en stærk base og kan være i vandfri, monohydratiseret eller oktohydratiseret form. 

Den monohydrerede form, også kaldet baritvand, er den mest almindelige og kommercielt anvendte. Strukturen af ​​de vandfrie og monohydratforbindelser er vist i figur 1.

Bariumhydroxid kan fremstilles ved at opløse bariumoxid (BaO) i vand:

BaO + 9H₂O → Ba (OH)₂· 8H₂O

Det krystalliserer som octahydratet, som omdannes til monohydratet, når det opvarmes i luft. Ved 100 ° C i vakuum producerer monohydratet BaO og vand.

Monohydratet vedtager en stratificeret struktur (figur 2). Ba centrerer²⁺ de vedtager en oktaedisk geometri. Hvert center Ba²⁺ er bundet af to vandligander og seks hydroxidligander, som er henholdsvis dobbelt og tredobbelt broer til Ba-centrene²⁺ naboer.

I oktahydratet centrerer Ba²⁺ Enkeltpersoner er igen otte koordinater, men deler ikke ligander (Barium Hydroxide, S.F.).

indeks

• 1 Egenskaber af 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- Catalyst i Wittig-Horner reaktionen
  • 3.4 4- Andre anvendelser
• 4 referencer

Egenskaber af bariumhydroxid

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

Den vandfrie 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).

Den monohydrerede form 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).

Octohydratformen 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 lidt 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 for at danne salte plus vand. Det kan reagere med aluminium og zink for at danne metaloxider eller hydroxider og frembringe hydrogengas.

Det kan initiere polymeriseringsreaktioner i polymeriserbare organiske forbindelser, især epoxider.

Det kan danne brændbare 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 dekomponerer til bariumoxid ved opvarmning til 800 ° C. Reaktion med kuldioxid frembringer bariumcarbonat. Dens vandige opløsning, stærkt alkalisk, undergår neutraliseringsreaktioner med syrer. Det danner således bariumsulfat og bariumphosphat med henholdsvis svovl- og phosphorsyrer.

H₂SW₄ + Ba (OH)₂ BaSO₄ + 2H₂O

Reaktionen med hydrogensulfid producerer bariumsulfid. Udfældning af mange salte uopløselige eller mindre opløselige barium kan være en dobbelt udskiftning reaktion, når en vandig opløsning af bariumhydroxid blandes med mange andre metalsalte løsninger.

Blandingen af ​​fast hydratiseret bariumhydroxid med fast ammoniumchlorid i et bægerprodukt frembringer en endoterm reaktion til frembringelse af en væske med udviklingen af ​​ammoniak. Temperaturen falder drastisk til ca. -20ºC (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Ba (OH) 2 reagerer med kuldioxid for at fremstille bariumcarbonat. Dette udtrykkes ved følgende kemiske reaktion:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H20.

Reaktivitet og farer

Bariumhydroxid klassificeres som en stabil, ikke-brændbar forbindelse, der reagerer hurtigt og eksotermt med syrer, og det er desuden uforeneligt med kuldioxid og fugt. Forbindelsen er giftig og er som en stærk base ætsende.

Indånding, indtagelse eller hudkontakt med materialet kan medføre alvorlig skade eller død. Kontakt med det smeltede stof kan forårsage alvorlige forbrændinger i huden og øjnene.

Undgå kontakt med huden. Virkningerne af kontakt eller indånding kan være forsinket. Brand kan producere irriterende, ætsende og / eller giftige gasser. Brandbekæmpelses spildevand kan være ætsende og / eller giftigt og forårsage forurening.

Øjenkontakt

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

Hudkontakt

Hvis hudkontakt kræves straks skylle området i mindst 15 minutter med vand eller en svag syre område, fx eddike, forurenede tøj og sko. Dæk irriteret hud med en blødgørende.

Vask tøj og sko, før de genbruges. Hvis kontakten er svær, vaskes med en desinfektionssæbe og dækker huden forurenet med en antibakteriel creme.

inhalation

Ved indånding skal ofret flyttes til et køligt sted. Hvis du ikke ånder, gives kunstig åndedræt. Hvis vejrtrækningen er vanskelig, skal du give ilt.

indtagelse

Hvis sammensætningen sluges, skal opkastning ikke fremkaldes. Løsn stramme tøj som f.eks. Trøje, bælte eller slips.

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

applikationer

1- Industri

Industrielt anvendes bariumhydroxid som en forstad til andre bariumforbindelser. Monohydratet anvendes til at dehydrere og eliminere sulfatet af forskellige produkter. Denne anvendelse udnytter bariumsulfatets meget lave opløselighed. Denne industrielle anvendelse gælder også for laboratoriebrug.

Bariumhydroxid anvendes som additiv i termoplast (fx phenolharpikser), ridser og PVC-stabilisatorer til forbedring af plastegenskaberne. Dette materiale anvendes som et generelt tilsætningsstof til smøremidler og fedtstoffer.

Andre industrielle anvendelser omfatter bariumhydroxid sukkerfremstilling, fremstiller sæber, fedt forsæbning smeltende silicater 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. Det er garanteret, at dets klare vandige opløsning er fri for carbonat, i modsætning til natriumhydroxid og kaliumhydroxid, da bariumcarbonat er uopløseligt i vand.

Dette tillader anvendelse af indikatorer såsom phenolphthalein eller thymolphthalein (med alkaliske skifter farve), uden risiko for fejl grad skyldes tilstedeværelsen af ​​carbonationer, som er langt mindre basisk (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 i dekarboxylering af aminosyrer, der frigiver bariumcarbonat i processen.

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

3- Catalyst i Wittig-Horner reaktionen

Wittig-Horner-reaktion også kendt som Horner-Wadsworth-Emmons (eller reaktion HWE) er en kemisk reaktion, der anvendes i organisk kemi til at stabilisere carbanioner af phosphonater med aldehyder (eller ketoner) til frembringelse af overvejende E-alkener (trans ).

Wicoig-Horner-sonkemisk reaktion katalyseres af aktiveret bariumhydroxid og udføres under fast-væske-grænsefladebetingelser.

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 de termiske processer.

I værket af (J. V. Sinisterra, 1987) analyseres indflydelsen på sonikeringstiden, katalysatorens vægt og opløsningsmidlet. Små mængder vand skal tilsættes for at reaktionen skal finde sted.

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

4- Andre anvendelser

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

• Fremstilling af alkali.
• Opførelsen af ​​glas.
• Syntetisk gummi vulkanisering.
• Korrosionsinhibitorer.
• Som borevæsker, pesticider og smøremidler.
• Til kedelhjælp.
• At forfine vegetabilske og animalske olier.
• Til fresco maleri.
• Ved vandblødgøring.
• Som en ingrediens i homøopatiske midler.
• At rengøre syreudslip.
• Det bruges også i sukkerindustrien til at forberede roersukker.
• Byggematerialer.
• Elektriske og elektroniske produkter.
• Gulvbelægninger.

referencer

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