HYDROXID BARNATÝ (BA (OH) 2): VLASTNOSTI, RIZIKA A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Hydroxid barnatý je chemická sloučenina vzorce Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x. Je to silná báze a může být v bezvodé, monohydrátové nebo oktohydrátové formě. Monohydrátová forma, také nazývaná baritová voda, je nejběžnější a komerčně používaná. Struktura bezvodých a monohydrátových sloučenin je uvedena na obrázku 1.

Hydroxidu barnatého lze připravit rozpuštěním oxidu barnatého (BaO) ve vodě: BaO + 9H ₂ O? Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Je krystalizuje jako oktahydrátu, který se stává monohydrát zahřátím na vzduchu. Při 100 ° C ve vakuu vytvoří monohydrát BaO a vodu.

Obrázek 1: struktura bezvodého hydroxidu barnatého (vlevo) a monohydrátu (vpravo)

Monohydrát má vrstevnatou strukturu (obrázek 2). Centra Ba ²⁺ přijímají osmiúhelníkovou geometrii. Každé Ba2 ⁺ centrum je spojeno dvěma vodnými ligandy a šesti hydroxidovými ligandy, které jsou vždy dvojité a trojité můstky do sousedních center Ba2 ⁺.

V oktahydrátu jsou jednotlivá centra Ba ²⁺ opět osmi souřadnicemi, ale nesdílejí ligandy (Hydroxid barnatý, SF).

Obrázek 2: krystalická struktura hydroxidu barnatého.

Vlastnosti hydroxidu barnatého

Hydroxid barnatý je bílý nebo průsvitný oktaedrální krystal. Nedostatek zápachu a žíravé chuti (Národní centrum pro biotechnologické informace., 2017). Jeho vzhled je znázorněn na obrázku 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Obrázek 3: vzhled hydroxidu barnatého.

Bezvodá forma má molekulovou hmotnost 171,34 g / mol, hustotu 2,18 g / ml, teplotu tání 407 ° C a teplotu varu 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Monohydrátová forma má molekulovou hmotnost 189,355 g / mol, hustotu 3,743 g / ml a teplotu tání 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Oktohydrátová forma má molekulovou hmotnost 315,46 g / mol, hustotu 2,18 g / ml a teplotu tání 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Sloučenina je mírně rozpustná ve vodě a nerozpustná v acetonu. Je to silná báze s pKa 0,15 a 0,64 pro první a druhý OH ^- respektive.

Hydroxid barnatý reaguje podobně jako hydroxid sodný (NaOH), ale je méně rozpustný ve vodě. Neutralizuje kyseliny exotermicky za vzniku solí plus vody. Může reagovat s hliníkem a zinkem a vytvářet oxidy nebo hydroxidy kovů a vytvářet plynný vodík.

Může iniciovat polymerační reakce v polymerovatelných organických sloučeninách, zejména epoxidech.

Může vytvářet hořlavé a / nebo toxické plyny s amonnými solemi, nitridy, halogenovanými organickými sloučeninami, různými kovy, peroxidy a hydroperoxidy. Při zahřívání nebo drcení explodují směsi s chlorovanými gumami (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Hydroxid barnatý se při zahřátí na 800 ° C rozkládá na oxid barnatý. Reakcí s oxidem uhličitým vzniká uhličitan barnatý. Jeho vysoce alkalický vodný roztok podléhá neutralizačním reakcím s kyselinami. Takto tvoří síran barnatý a fosforečnan barnatý s kyselinou sírovou a kyselinou fosforečnou.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2 H ₂ O

Reakcí se sirovodíkem se získá sirník barnatý. Srážení mnoha nerozpustných nebo méně rozpustných solí barya může být výsledkem dvojité substituční reakce, když je vodný roztok hydroxidu barnatého smíchán s mnoha roztoky jiných kovových solí.

Smíchání pevného hydratovaného hydroxidu barnatého s pevným chloridem amonným v kádince vede k endotermické reakci za vzniku kapaliny s vývojem amoniaku. Teplota dramaticky klesne na přibližně -20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Obrázek 4: endotermická reakce mezi hydroxidem barnatým a chloridem amonným.

Ba (OH) 2 reaguje s oxidem uhličitým za vzniku uhličitanu barnatého. To je vyjádřeno následující chemickou reakcí:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaktivita a nebezpečí

Hydroxid barnatý je klasifikován jako stabilní nehořlavá sloučenina, která rychle a exotermicky reaguje s kyselinami a je nekompatibilní s oxidem uhličitým a vlhkostí. Sloučenina je toxická a jako silná báze je leptavá.

Vdechnutí, požití nebo styk s kůží s materiálem může způsobit vážné zranění nebo smrt. Kontakt s roztavenou látkou může způsobit vážné popáleniny na kůži a očích.

Je třeba zabránit kontaktu s kůží. Účinky kontaktu nebo inhalace mohou být zpožděny. Oheň může vytvářet dráždivé, leptavé a / nebo toxické plyny. Odpadní vody určené k hašení požáru mohou být žíravé a / nebo toxické a mohou způsobit kontaminaci.

Oční kontakt

Pokud dojde ke kontaktu sloučeniny s očima, je třeba zkontrolovat a odstranit kontaktní čočky. Oči by měly být okamžitě proplachovány velkým množstvím vody po dobu nejméně 15 minut studenou vodou.

Kožní kontakt

V případě kontaktu s kůží by postižená oblast měla být ihned po dobu nejméně 15 minut opláchnuta velkým množstvím vody nebo slabé kyseliny, jako je ocet, přičemž se odstraní kontaminovaný oděv a obuv. Podrážděnou pokožku zakryjte změkčovadlem.

Před opětovným použitím vyperte oděv a obuv. Pokud je kontakt závažný, omyjte ho dezinfekčním mýdlem a kontaminovanou pokožku zakryjte antibakteriálním krémem.

Inhalace

V případě vdechnutí by měl být oběť přemístěna na chladné místo. Pokud nedýchá, podává se umělé dýchání. Pokud je dýchání obtížné, podejte kyslík.

Požití

Při požití sloučeniny by nemělo být vyvoláno zvracení. Uvolněte těsné oblečení, jako je límec košile, pásek nebo kravata.

Ve všech případech by měla být zajištěna okamžitá lékařská péče (bezpečnostní list materiálu monohydrát hydroxidu barnatého, 2013).

Aplikace

1 - Průmysl

Hydroxid barnatý se průmyslově používá jako prekurzor jiných sloučenin barya. Monohydrát se používá k dehydrataci a odstranění síranu z různých produktů. Tato aplikace využívá velmi nízkou rozpustnost síranu barnatého. Tato průmyslová aplikace platí také pro laboratorní použití.

Hydroxid barnatý se používá jako přísada do termoplastů (jako jsou fenolové pryskyřice), škrábanců a stabilizátorů PVC ke zlepšení plastických vlastností. Tento materiál se používá jako univerzální aditivum pro maziva a tuky.

Mezi další průmyslové aplikace hydroxidu barnatého patří výroba cukru, výroba mýdel, zmýdelnění tuku, tavení křemičitanu a chemická syntéza dalších sloučenin barya a organických sloučenin (BARIUM HYDROXIDE, SF).

2- Laboratoř

Hydroxid barnatý se používá v analytické chemii pro titraci slabých kyselin, zejména organických kyselin. Její čirý vodný roztok je na rozdíl od hydroxidu sodného a hydroxidu draselného bez uhličitanu, protože uhličitan barnatý je ve vodě nerozpustný.

To umožňuje použití indikátorů, jako je fenolftalein nebo thymolftalein (s alkalickými změnami barvy), aniž by došlo k riziku titračních chyb způsobených přítomností uhličitanových iontů, které jsou mnohem méně zásadité (Mendham, Denney, Barnes a Thomas, 2000).

Hydroxid barnatý se občas používá v organické syntéze jako silná báze, například pro hydrolýzu esterů a nitrilů:

Hydroxid barnatý se také používá při dekarboxylaci aminokyselin, které v procesu uvolňují uhličitan barnatý.

Používá se také při přípravě cyklopentanonu, diacetonalkoholu a gama-laktonu D-gulonic.

3 - Katalyzátor ve Wittig-Hornerově reakci

Wittig-Hornerova reakce, také známá jako Horner-Wadsworth-Emmonsova reakce (nebo HWE reakce), je chemická reakce používaná v organické chemii ke stabilizaci karbanionů fosfonátů s aldehydy (nebo ketony) za účelem produkce převážně E-alkenů (trans).

Sontchemická reakce Wittig-Horner je katalyzována aktivovaným hydroxidem barnatým a provádí se za podmínek rozhraní pevná látka-kapalina.

Soncochemický proces probíhá při teplotě místnosti a při nižší hmotnosti katalyzátoru a reakční době než při tepelném zpracování. Za těchto podmínek se získají výtěžky podobné výtěžkům tepelného procesu.

V práci (JV Sinisterra, 1987) je analyzován vliv na výkonnost sonifikačního času, hmotnost katalyzátoru a rozpouštědla. K reakci musí být přidáno malé množství vody.

Analyzuje se povaha aktivního místa katalyzátoru působícího v procesu. Pro sonochemický proces je navržen mechanismus ETC.

4 - Jiná použití

Hydroxid barnatý má jiné využití. Používá se pro řadu účelů, například:

• Výroba alkálií.
• Stavební sklo.
• Vulkanizace syntetického kaučuku.
• Inhibitory koroze.
• Jako vrtné kapaliny, pesticidy a maziva.
• Pro nápravu kotle.
• K rafinaci rostlinných a živočišných olejů.
• Pro fresku.
• Při změkčování vody.
• Jako složka homeopatických léků.
• K čištění rozlitých kyselin.
• Používá se také v cukrovarnickém průmyslu k přípravě řepného cukru.
• Konstrukční materiály.
• Elektrické a elektronické výrobky.
• Podlahové krytiny.

Reference

1. MONOHYDRÁT BARIUM HYDROXIDE. (2016). Obnovené z cameochemikálií: cameochemicals.noaa.gov.
2. Hydroxid barnatý. (SF). Obnoveno z chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. HYDROXID BARIUM. (SF). Obnoveno z chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd.. (SF). Hydroxid barnatý. Obnoveno z indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 jako katalyzátor v organických reakcích. 17. Interfaciální Wittig-Hornerova reakce na pevné a kapalné látky v sonochemických podmínkách. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Bezpečnostní list materiálu Monohydrát hydroxidu barnatého. (2013, 21. května). Citováno z Sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, a Thomas, MJ (2000). Vogelova kvantitativní chemická analýza (6. vydání). New York: Prentice Hall.
8. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2017, 28. března). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Obnoveno z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Královská společnost chemie. (2015). Hydroxid barnatý. Obnoveno z chemspider: chemspider.com.
10. Královská společnost chemie. (2015). Hydrát hydroxidu barnatého (1: 2: 1). Obnoveno z chemspider: chemspider.com.
11. Královská společnost chemie. (2015). Dihydroxybarium hydrát (1: 1). Obnoveno z chemspider: chemspider.com.
12. Královská společnost chemie. (2017). Endotermické reakce pevná látka-pevná látka. Obnoveno z: learn-chemistry: rsc.org.