HIDROXID DE BARIU (BA (OH) 2): PROPRIETĂȚI, RISCURI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Hidroxid de bariu este un compus chimic cu formula Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . Este o bază puternică și poate fi sub formă anhidră, monohidrată sau octohidratată. Forma monohidrat, numită și apă de barit, este cea mai frecventă și folosită comercial. Structura compușilor anhidri și monohidrați este prezentată în figura 1.

Hidroxidul de bariu poate fi preparat prin dizolvarea oxidului de bariu (BaO) în apă: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Se cristalizează sub formă de octahidrat, care devine monohidratul la încălzirea în aer. La 100 ° C sub vid, monohidratul va produce BaO și apă.

Figura 1: structura hidroxidului de bariu anhidru (stânga) și monohidrat (dreapta)

Monohidratul adoptă o structură stratificată (figura 2). Centrele Ba ²⁺ adoptă o geometrie octaedrică. Fiecare centru Ba ²⁺ este legat de doi liganzi de apă și șase ligandi de hidroxid, care sunt, respectiv, duble și triplate cu centrele Ba ²⁺ vecine.

În octahidrat, centrii Ba ²⁺ individuali sunt din nou opt coordonate, dar nu împărtășesc liganzi (Hidroxid de bariu, SF).

Figura 2: structura cristalină a hidroxidului de bariu.

Proprietățile hidroxidului de bariu

Hidroxidul de bariu este cristale octaedrice albe sau transparente. Lipsește miros și cu gust caustic (Centrul Național de Informații Biotehnologice., 2017). Aspectul său este prezentat în figura 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Figura 3: apariția hidroxidului de bariu.

Forma anhidră are o greutate moleculară de 171,34 g / mol, o densitate de 2,18 g / ml, un punct de topire de 407 ° C și un punct de fierbere de 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015) .

Forma monohidrată are o greutate moleculară de 189.355 g / mol, o densitate de 3.743 g / ml și un punct de topire de 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Forma octohidratată are o greutate moleculară de 315,46 g / mol, o densitate de 2,18 g / ml și un punct de topire de 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Compusul este ușor solubil în apă și insolubil în acetonă. Este o bază puternică cu un pKa de 0,15 și 0,64 pentru primul și respectiv OH ^- .

Hidroxidul de bariu reacționează similar cu hidroxidul de sodiu (NaOH), dar este mai puțin solubil în apă. Neutralizează acizii exotermic pentru a forma săruri plus apă. Poate reacționa cu aluminiu și zinc pentru a forma oxizi metalici sau hidroxizi și genera gaz hidrogen.

Poate iniția reacții de polimerizare în compuși organici polimerizabili, în special epoxizi.

Poate genera gaze inflamabile și / sau toxice cu săruri de amoniu, nitruri, compuși organici halogenați, diverse metale, peroxizi și hidroperoxizi. Amestecurile cu gingiile clorurate explodează atunci când sunt încălzite sau zdrobite (BAROUM HIDROXID MONOHIDRAT, 2016).

Hidroxidul de bariu se descompune la oxidul de bariu atunci când este încălzit la 800 ° C. Reacția cu dioxidul de carbon produce carbonat de bariu. Soluția sa apoasă extrem de alcalină suferă reacții de neutralizare cu acizi. Astfel, formează sulfat de bariu și fosfat de bariu cu acizi sulfurici și respectiv fosforici.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

Reacția cu hidrogenul sulfurat produce sulfură de bariu. Precipitarea multor săruri insolubile, sau mai puțin solubile, de bariu poate rezulta dintr-o dublă reacție de înlocuire atunci când o soluție apoasă de hidroxid de bariu este amestecată cu multe soluții de alte săruri metalice.

Amestecarea hidroxidului de bariu solid hidratat cu clorura de amoniu solidă într-un pahar produce o reacție endotermă pentru a produce un lichid, cu evoluția amoniacului. Temperatura scade drastic la aproximativ -20ºC (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Figura 4: reacție endotermă între hidroxidul de bariu și clorura de amoniu.

Ba (OH) 2 reacționează cu dioxidul de carbon pentru a produce carbonat de bariu. Aceasta se exprimă prin următoarea reacție chimică:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reactivitate și pericole

Hidroxidul de bariu este clasificat ca un compus stabil, incombustibil, care reacționează rapid și exotermic cu acizii și este incompatibil cu dioxidul de carbon și umiditatea. Compusul este toxic și, ca bază puternică, este coroziv.

Inhalarea, ingestia sau contactul cu pielea cu materialul poate provoca vătămări grave sau moarte. Contactul cu substanța topită poate provoca arsuri severe la nivelul pielii și ochilor.

Trebuie evitat contactul cu pielea. Efectele contactului sau inhalării pot fi amânate. Incendiul poate produce gaze iritante, corozive și / sau toxice. Apele uzate de combatere a incendiilor pot fi corozive și / sau toxice și pot provoca contaminări.

Contact vizual

Dacă compusul intră în contact cu ochii, lentilele de contact trebuie verificate și îndepărtate. Ochii trebuie spălați imediat cu multă apă timp de cel puțin 15 minute, cu apă rece.

Contact cu pielea

În caz de contact cu pielea, zona afectată trebuie clătită imediat timp de cel puțin 15 minute cu multă apă sau un acid slab, de exemplu oțet, îndepărtând în același timp îmbrăcămintea și încălțămintea contaminată. Acoperiți pielea iritată cu un emolient.

Spălați hainele și încălțămintea înainte de refolosire. Dacă contactul este sever, spălați cu un săpun dezinfectant și acoperiți pielea contaminată cu o cremă antibacteriană.

Inhalare

În caz de inhalare, victima trebuie deplasată într-un loc răcoros. Dacă nu respirație, se administrează respirație artificială. Dacă respirația este dificilă, dați oxigen.

ingerare

Dacă compusul este ingerat, vărsăturile nu trebuie induse. Slăbiți hainele strânse, cum ar fi gulerul de cămașă, centura sau cravata.

În toate cazurile, trebuie să se obțină asistență medicală imediată (fișă tehnică de securitate a materialului hidroxid de bariu monohidrat, 2013).

Aplicații

1- Industrie

Pe plan industrial, hidroxidul de bariu este utilizat ca precursor al altor compuși de bariu. Monohidratul este utilizat pentru deshidratarea și îndepărtarea sulfatului din diverse produse. Această aplicație exploatează solubilitatea foarte scăzută a sulfatului de bariu. Această aplicație industrială se aplică și utilizărilor de laborator.

Hidroxidul de bariu este utilizat ca aditiv în termoplastice (cum ar fi rășini fenolice), zgârieturi și stabilizatori de PVC pentru a îmbunătăți proprietățile din plastic. Acest material este utilizat ca aditiv de uz general pentru lubrifianți și grăsimi.

Alte aplicații industriale ale hidroxidului de bariu includ fabricarea zahărului, fabricarea săpunurilor, saponificarea grăsimilor, topirea silicaților și sinteza chimică a altor compuși de bariu și compuși organici (BARIUM HIDROXID, SF).

2- Laborator

Hidroxidul de bariu este utilizat în chimia analitică pentru titrarea acizilor slabi, în special acizii organici. Soluția sa limpede apoasă este garantată să nu fie carbonat, spre deosebire de hidroxid de sodiu și hidroxid de potasiu, deoarece carbonatul de bariu este insolubil în apă.

Aceasta permite utilizarea unor indicatori precum fenolftaleina sau timolftaleina (cu modificări alcaline de culoare), fără riscul erorilor de titrare cauzate de prezența ionilor de carbonat, care sunt mult mai puțin bazici (Mendham, Denney, Barnes și Thomas, 2000).

Hidroxidul de bariu este folosit ocazional în sinteza organică ca bază puternică, de exemplu pentru hidroliza esterilor și nitrililor:

Hidroxidul de bariu este de asemenea utilizat în decarboxilarea aminoacizilor care eliberează carbonat de bariu în proces.

Este, de asemenea, utilizat în prepararea ciclopentanonei, alcoolului diacetonei și gamma-lactonei D-Gulonic.

3- Catalizator în reacția Wittig-Horner

Reacția Wittig-Horner, cunoscută și sub numele de reacția Horner-Wadsworth-Emmons (sau reacția HWE) este o reacție chimică folosită în chimia organică pentru a stabiliza carbanionii de fosfonați cu aldehide (sau cetone) pentru a produce predominant E-alchene (trans ).

Reacția sonochimică Wittig-Horner este catalizată prin hidroxid de bariu activat și se realizează în condiții de interfață solid-lichid.

Procesul sonochimic are loc la temperatura camerei și cu o greutate mai mică a catalizatorului și timp de reacție decât procesul termic. În aceste condiții se obțin randamente similare cu cele ale procesului termic.

În lucrarea lui (JV Sinisterra, 1987) se analizează influența asupra performanței timpului de sonicizare, greutatea catalizatorului și solventului. Trebuie să se adauge cantități mici de apă pentru ca reacția să aibă loc.

Se analizează natura situsului activ al catalizatorului care acționează în proces. Se propune un mecanism ETC pentru procesul sonochimic.

4- Alte utilizări

Hidroxidul de bariu are alte utilizări. Este utilizat în mai multe scopuri, cum ar fi:

• Fabricarea alcalinilor.
• Sticla de construcție.
• Vulcanizarea cauciucului sintetic.
• Inhibitori de coroziune.
• Ca și lichidele de foraj, pesticidele și lubrifianții.
• Pentru remedierea cazanului.
• Pentru rafinarea uleiurilor vegetale și animale.
• Pentru pictura în frescă.
• În înmuierea apei.
• Ca ingredient al remediilor homeopate.
• Pentru a curăța vărsările de acid.
• De asemenea, este utilizat în industria zahărului pentru prepararea zahărului din sfeclă.
• Materiale de construcție.
• Produse electrice și electronice.
• Pardoseli.

Referințe

1. MONOHIDRAT DE BARRUM HIDROXID. (2016). Recuperat din camechimice: cameochemicals.noaa.gov.
2. Hidroxid de bariu. (SF). Recuperat din chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. HIDROXID DE BARIUM. (SF). Recuperat din chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd .. (SF). Hidroxid de bariu. Recuperat din indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 ca catalizator în reacțiile organice. 17. Reacție interfațială solid-lichid Wittig-Horner în condiții sonochimice. The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Fișă tehnică de securitate a materialului Hidroxid de bariu monohidrat. (2013, 21 mai). Preluat de la sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD și Thomas, MJ (2000). Analiza chimică cantitativă a lui Vogel (ediția a 6-a). New York: Sala Prentice.
8. Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2017, 28 martie). Baza de date compuse PubChem; CID = 16211219. Recuperat din PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Societatea Regală de Chimie. (2015). Hidroxid de bariu. Recuperat de la chemspider: chemspider.com.
10. Societatea Regală de Chimie. (2015). Hidrat de hidroxid de bariu (1: 2: 1). Recuperat de la chemspider: chemspider.com.
11. Societatea Regală de Chimie. (2015). Hidrat de dihidroxibariu (1: 1). Recuperat de la chemspider: chemspider.com.
12. Societatea Regală de Chimie. (2017). Reacții endotermice solid-solid. Recuperat din: învățare-chimie: rsc.org.