- Structura
- Energia de zăbrele de cristal
- Hidrații
- Pregătirea sau sinteza
- Proprietăți
- Aspectul fizic
- Masa moleculara
- Densitate
- Punct de topire
- Punct de fierbere
- Solubilitatea apei
- Descompunerea termică
- Nomenclatură
- Aplicații
- Producător de oxigen
- Producător de peroxid de hidrogen
- Referințe
Peroxid de bariu este un compus ionic și anorganic a cărui formulă chimică este BaO 2 . Fiind un compus ionic, este format din ioni Ba 2+ și O 2 2- ; Acesta din urmă este ceea ce este cunoscut sub denumirea de anion peroxid și, din cauza lui, BaO 2 își capătă numele. Astfel, BaO 2 este un peroxid anorganic.
Sarcinile ionilor săi dezvăluie modul în care acest compus este format din elemente. Metalul bariu, din grupa 2, dă doi electroni moleculei de oxigen, O 2 , ai cărui atomi nu-i folosesc pentru a se reduce la anionii de oxid, O 2- , ci pentru a rămâne uniți printr-o legătură simplă, 2- .
BaO2 solid. Sursa: Ondřej Mangl, de la Wikimedia Commons
Peroxidul de bariu este un solid granular la temperatura camerei, de culoare albă cu ușoare tonuri cenușii (imaginea superioară). Ca aproape toate peroxizii, trebuie manipulat și depozitat cu grijă, deoarece poate accelera oxidarea anumitor substanțe.
Dintre toți peroxizii formați de metale din grupa 2 (dl Becambara), BaO 2 este termodinamic cea mai stabilă împotriva descompunerii termice. Când este încălzit, eliberează oxigen și oxid de bariu, BaO. BaO poate reacționa cu oxigenul din mediu, la presiuni mari, pentru a forma din nou BaO 2 .
Structura
Structura cristalină a BaO2. Sursa: Orci, prin Wikimedia Commons
Imaginea superioară arată celula unitară tetragonală a peroxidului de bariu. În interiorul acesteia puteți vedea cationii Ba 2+ (sfere albe), și anionii O 2 2- (sfere roșii). Observați că sferele roșii sunt unite de o singură legătură, deci reprezintă o geometrie liniară 2- .
Din această celulă unitară se pot construi cristale BaO 2 . Dacă se observă, anionul O 2 2- se vede că este înconjurat de șase Ba 2+ , obținând un octaedru ale cărui vârfuri sunt albe.
Pe de altă parte, și mai evident, fiecare Ba 2+ este înconjurat de zece O 2 2- (sferă albă în centru). Tot cristalul constă din această comandă constantă pe distanțe scurte și lungi.
Energia de zăbrele de cristal
Dacă sunt observate și sferele albe roșii, se va observa că acestea nu diferă prea mult în mărimile lor sau în razele ionice. Acest lucru se datorează faptului că cationul Ba 2+ este foarte voluminos, iar interacțiunile sale cu anionul O 2 2- stabilizează energia zăcământului cristalului într-un grad mai bun în comparație cu modul în care ar fi, de exemplu, cationii Ca 2+ și Mg . 2+ .
Acest lucru explică, de asemenea, de ce BaO este cel mai instabil dintre oxizii alcalini ai pământului: ionii Ba 2+ și O 2- diferă considerabil ca mărime, destabilizându-și cristalele.
Așa cum este mai instabil, mai mică tendința de BaO 2 pentru a descompune pentru a forma BaO; Spre deosebire de peroxizi SrO 2 , CaO 2 și MgO 2 , ale căror oxizi sunt mai stabile.
Hidrații
BaO 2 poate fi găsit sub formă de hidrați, din care BaO 2 ∙ 8H 2 O este cel mai stabil dintre toate; și, de fapt, acesta este cel comercializat, în locul peroxidului de bariu anhidru. Pentru a obține cea anhidră, BaO 2 ∙ 8H 2 O trebuie uscat la temperatura de 350 ° C , pentru a elimina apa.
Structura sa cristalină este de asemenea tetragonală, dar cu opt H 2 O molecule care interacționează cu O 2 2 prin legături de hidrogen și cu Ba 2+ prin interacțiuni dipol-ion.
Alți hidrati, ale căror structuri nu sunt multe informații în acest sens, sunt: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O și BaO 2 ∙ H 2 O.
Pregătirea sau sinteza
Prepararea directă a peroxidului de bariu constă în oxidarea oxidului său. Aceasta poate fi folosită din barita minerală sau din sarea de azotat de bariu, Ba (NO 3 ) 2 ; ambele sunt încălzite într-o atmosferă îmbogățită cu aer sau oxigen.
O altă metodă constă în reacția de Ba (NO 3 ) 2 cu peroxid de sodiu într-un mediu apos rece :
Ba (NO 3 ) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
Apoi BaO 2 * xH 2 O hidrat este încălzit, se filtrează și se usucă folosind vid.
Proprietăți
Aspectul fizic
Este un solid alb care poate deveni grizonat dacă conține impurități (fie BaO, Ba (OH) 2 , fie alte specii chimice). Dacă este încălzit la o temperatură foarte ridicată, va emite flăcări verzuie, datorită tranzițiilor electronice ale cationilor Ba 2+ .
Masa moleculara
169,33 g / mol.
Densitate
5,68 g / ml.
Punct de topire
450 ° C.
Punct de fierbere
800 ° C. Această valoare este în concordanță cu ceea ce ar trebui să se aștepte la un compus ionic; și chiar mai mult, cel mai stabil peroxid de pământ alcalin. Cu toate acestea, BaO 2 nu fierbe de fapt , dar oxigenul gazos este eliberat ca urmare a descompunerii sale termice.
Solubilitatea apei
Insolubil. Cu toate acestea, ea poate suferi lent hidroliză la peroxid de hidrogen produc, H 2 O 2 ; și, în plus, solubilitatea sa în mediu apos crește dacă se adaugă un acid diluat.
Descompunerea termică
Ecuația chimică următoare arată reacția de descompunere termică la care este supus BaO 2 :
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
Reacția este unidirecțională dacă temperatura este peste 800 ° C. Dacă presiunea este imediat crescută , iar temperatura scade, toate BaO va fi transformat înapoi în BaO 2 .
Nomenclatură
Un alt mod de a numi BaO 2 este peroxidul de bariu, conform nomenclaturii tradiționale; deoarece bariul poate avea valența +2 doar în compușii săi.
În mod greșit, nomenclatura sistematică este utilizată pentru a se referi la acesta drept dioxid de bariu (binoxid), considerându-l un oxid și nu un peroxid.
Aplicații
Producător de oxigen
Folosind barita minerală (BaO), acesta este încălzit cu curenți de aer pentru a-i elimina conținutul de oxigen, la o temperatură de aproximativ 700 ° C.
Dacă peroxidul rezultat este încălzit ușor sub vid, oxigenul este regenerat mai rapid și baritul poate fi reutilizat la nesfârșit pentru a stoca și produce oxigen.
Acest proces a fost conceput comercial de LD Brin, acum învechit.
Producător de peroxid de hidrogen
Peroxidul de bariu reacționează cu acidul sulfuric pentru a produce peroxid de hidrogen:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
Prin urmare, este o sursă de H 2 O 2 , manipulat mai ales cu hidratul BaO 2 ∙ 8H 2 O.
Conform acestor două utilizări menționate, BaO 2 permite dezvoltarea de O 2 și H 2 O 2 , ambii agenți de oxidare, în sinteze organice și în albirea proceselor în industria textilă și vopsirea industrii. Este, de asemenea, un bun agent dezinfectant.
În plus, alți peroxizi pot fi sintetizați din BaO 2 , cum ar fi sodiu, Na 2 O 2 , și alte săruri de bariu.
Referințe
- SC Abrahams, J Kalnajs. (1954). Structura cristalină a peroxidului de bariu. Laborator pentru cercetare în izolare, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, SUA
- Wikipedia. (2018). Peroxid de bariu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Atomistry. (2012). Peroxid de bariu. Recuperat de la: barium.atomistry.com
- Khokhar și colab. (2011). Studiu de pregătire la scară de laborator și dezvoltare a unui proces pentru peroxid de bariu. Recuperat din: academia.edu
- Extract. (2019). Peroxid de bariu. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). Prepararea peroxidului de bariu. Recuperat de la: prepchem.com