OXID BARNATÝ (KOUPEL): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE - 2025

Oxid barnatý je tvořen anorganickým pevným atom barya (Ba) a kyslík (O). Jeho chemický vzorec je BaO. Je to bílá krystalická pevná látka, která je hygroskopická, to znamená, že absorbuje vlhkost ze vzduchu, ale přitom s ní reaguje.

Rychlá reakce oxidu barnatého s vodou umožňuje jeho použití v laboratořích chemické analýzy k vyschnutí, to znamená k odstranění vody z organických rozpouštědel, což jsou kapalné sloučeniny, které slouží k rozpuštění jiných látek.

Oxid barnatý BaO pevná látka. Leiem. Zdroj: Wikimedia Commons.

BaO se chová jako silná báze, proto reaguje s mnoha druhy kyselin. Například snadno reaguje s oxidem uhličitým CO _{2 ve} vzduchu za vzniku uhličitan barnatý Baco ₃.

Používá se při výrobě polymerů pro silové kabely a jako přísada pro pryskyřice k utěsnění otvorů ve vytvrzených zubech.

Oxid barnatý (BaO) se také používá v keramickém průmyslu, a to jak pro povlakování glazurou, tak pro jeho výrobu. Používá se také v cementových směsích ke zvýšení pevnosti v tlaku konečného produktu.

Struktura

Barnatý oxidu BaO je tvořen Ba ²⁺ kation a kyslíku O ₂ ^- aniontu.

BaO oxidy barnatého. Autor: Marilú Stea.

Ve svých krystalech tvoří BaO kubické iontové sítě (ve tvaru krychle) typu chloridu sodného.

Kostková krystalická struktura oxidu barnatého BaO podobná chloridu sodného. Zelená: baryum. Modrá: kyslík. Benjah-bmm27 (diskuse · příspěvky). Zdroj: Wikimedia Commons.

Elektronová konfigurace iontu baria je: 6s ^0, protože ztratil dva elektrony skořápky 6s. Tato konfigurace je velmi stabilní.

Nomenklatura

- Oxid bárnatý

- Oxid bárnatý

Fyzikální vlastnosti

Fyzický stav

Nažloutlá bílá krystalická pevná látka.

Molekulární váha

153,33 g / mol

Bod tání

1923 ° C

Bod varu

Přibližně 2000 ° C.

Hustota

5,72 g / cm ³

Rozpustnost

Mírně rozpustný ve vodě: 3,8 g / 100 ml při 20 ° C.

Chemické vlastnosti

Oxid barnatý BaO rychle reaguje s vodou, uvolňuje teplo a vytváří korozivní roztok hydroxidu barnatého Ba (OH) ₂, což je nejrozpustnější hydroxid hydroxidů kovů alkalických zemin.

BaO + H ₂ O → Ba (OH) ₂

BaO je silná základna. Reaguje exotermicky (tj. S vývojem tepla) se všemi typy kyselin.

CO ₂, BaO reaguje za vzniku uhličitan barnatý Baco ₃.

BaO + CO ₂ → BaCO ₃

BaO je hygroskopický, takže pokud je vystaven životnímu prostředí, postupně se spojuje s vlhkostí vzduchu a vytváří Ba (OH) _2, který se _ve vzduchu kombinuje s oxidem uhličitým CO _2, čímž se získá uhličitan barnatý BaCO ₃.

Když je oxid barnatý BaO zahříván v přítomnosti vzduchu, kombinuje se s kyslíkem za vzniku peroxidu barnatého BaO ₂. Reakce je reverzibilní.

2 BaO + O ₂ ⇔ 2 BaO ₂

V přítomnosti vody, může reagovat s slitin hliníku nebo zinku Zn, tvořící oxidy nebo hydroxidy těchto kovů, a generování plynného vodíku H ₂.

Může iniciovat polymeraci polymerovatelných organických sloučenin, jako jsou epoxidy.

Rizika

Může být toxický při požití. Nesmí přijít do styku s kůží. Dráždí oči, pokožku a dýchací cesty. Může to být škodlivé pro nervový systém. Je schopen způsobit nízké hladiny draslíku, což má za následek poruchy srdce a svalů.

Získání

Baryum oxidu BaO je možno získat zahříváním uhličitanu barnatého BACO ₃ s aktivním uhlím. Vytváří se BaO a vyvíjí se oxid uhelnatý CO.

BaCO ₃ + C → BaO + 2 CO ↑

Aplikace

Jako vysoušeč organických rozpouštědel

Vzhledem ke své snadné reakci s vodou se BaO používá od poloviny minulého století jako sušidlo benzínu a zásaditých nebo neutrálních organických rozpouštědel.

BaO je velmi aktivní sušení kolem něj, velmi rychle absorbuje vlhkost, se značným vývojem tepla a vytváří hydroxid barnatý Ba (OH) _2, který je stabilní až do 1000 ° C. Z tohoto důvodu lze BaO použít při vysokých teplotách.

Má také vysokou absorpční kapacitu vody. Pro každou molekulu BaO může být absorbována jedna molekula vody a výsledný Ba (OH) ₂ může také absorbovat určité množství vody.

Je vhodný pro laboratoře analytické chemie. Není to lepkavé.

Může být použit v exsikátorech, což jsou velké skleněné nádoby s víkem, kde je vnitřní prostředí udržováno v suchu. BaO udržuje miniaturní atmosféru exsikátoru suchou.

Exsikátory v laboratoři. Na dno základny je umístěn pevný sušicí prostředek, jako je BaO. Původním uploaderem byl Rifleman 82 na anglické Wikipedii.. Zdroj: Wikimedia Commons.

Tyto exsikátory se používají k umisťování látek nebo činidel, a tím jim brání vstřebávat vodu z okolního prostředí.

Používá se také pro sušení základní plyny, jako je NH ₃ amoniaku.

Ve výbojkách

BaO je umístěn na elektrody výbojek jako materiál emitující elektrony.

Výbojky jsou vyrobeny ze skleněné trubice, křemene nebo jiného vhodného materiálu, obsahují inertní plyn a ve většině případů kovové páry. Kovová pára může být sodík nebo rtuť.

Rtuťová lampa. Dmitry G. Zdroj: Wikimedia Commons.

Elektrické výboje se vyskytují uvnitř trubice, protože má kladnou a zápornou elektrodu.

BaO se umístí na elektrody lampy. Elektrony, které emituje, se srazí s atomy kovové páry a předají jim energii.

Procházející elektrický proud tímto plynem nebo parou vytváří viditelné světlo nebo ultrafialové (UV) záření.

Při výrobě keramiky

BaO se používá v kompozicích pro povrchovou úpravu keramickou glazurou.

Fasáda budovy pokrytá prosklenou keramikou. Penny Mayes / Prosklená fasáda. Zdroj: Wikimedia Commons.

Bylo však také testováno jako aditivum při přípravě sklokeramiky.

BaO účinně zlepšuje mechanické vlastnosti a chemickou odolnost tohoto typu keramiky. Má silný vliv na tepelné vlastnosti a složení krystalické fáze získaných materiálů.

Při přípravě cementových směsí

BaO byl testován jako součást fosfoaluminátového cementu.

Tento typ cementu je užitečný v mořském prostředí, protože nemá stejnou tendenci k hydrataci jako jiné typy cementu, takže netrpí tvorbou pórů ani expanzí.

Fosforohlinitanové cementy je však třeba posílit ve své mechanické výkonnosti, aby odolaly mořským proudům a úderům z plovoucích kusů ledu přítomného v oceánu.

Přidání BaO do fosfoaluminátového cementu modifikuje minerální strukturu uvedeného materiálu, zlepšuje strukturu pórů a výrazně zvyšuje pevnost v tlaku cementové pasty.

Jinými slovy, BaO zlepšuje pevnost v tlaku tohoto typu cementu.

Směs na beton. Oxid barnatý BaO je užitečný pro zlepšení určitých vlastností cementu. Thamizhpparithi Maari. Zdroj: Wikimedia Commons.

V různých aplikacích

Používá se jako přísada k zajištění neprůhlednosti v zubních pryskyřicích pro vyplnění otvorů ve zubech prováděných zubními lékaři.

Používá se také jako nukleační činidlo pro přípravu polymerů polyvinylidenfluoridu, které se používají k izolaci silových kabelů.

Reference

1. Partyka, J. a kol. (2016). Vliv přídavku BaO na slinování sklokeramických materiálů, z SiO ₂ -Al ₂ O ₃ -na ₂ O-K ₂ O-CaO systému / MgO. J Therm Anal Calorim (2016) 125: 1095. Obnoveno z odkazu.springer.com.
2. Zhang, P. a kol. (2019). Vliv BaO na minerální strukturu a hydratační chování fosfoaluminátového cementu. J Therm Anal Calorim (2019) 136: 2319. Obnoveno z odkazu.springer.com.
3. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Oxid barnatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Smith, NA (2003). Osvětlení. Zásada. V referenční příručce elektrotechnika (šestnácté vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
5. Ebnesajjad, S. (2003). Fluorpolymerové pěny. Pěnící se PVDF. In Melt Processible Fluoroplastics. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Booth, HS a McIntyre, LH (1930). Oxid barnatý jako sušidlo. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1930, 2, 1, 12-15. Obnoveno z pubs.acs.org.