Cấu trúc, tính chất, danh pháp và cách sử dụng Barium peroxide (BaO2)



các bari peroxide là một hợp chất ion và vô cơ có công thức hóa học là BaO2. Là một hợp chất ion, nó bao gồm các ion Ba2+ và O22-; thứ hai là cái được gọi là anion peroxide và vì nó là BaO2 có được tên của mình. Đó là trường hợp, BaO2 Nó là một peroxide vô cơ.

Các điện tích của các ion của nó cho thấy hợp chất này được hình thành từ các nguyên tố như thế nào. Kim loại bari, thuộc nhóm 2, tạo ra hai electron cho phân tử oxy, HOẶC2, mà các nguyên tử của chúng không sử dụng chúng để bị khử thành các anion oxit, HOẶC2-, nhưng để duy trì sự thống nhất bởi một liên kết đơn giản, [O-O]2-.

Barium peroxide là một chất rắn dạng hạt ở nhiệt độ phòng, màu trắng với tông màu hơi xám (ảnh trên). Giống như hầu hết các peroxit, nó phải được xử lý và bảo quản cẩn thận, vì nó có thể đẩy nhanh quá trình oxy hóa của một số chất.

Trong số tất cả các peroxit được hình thành bởi các kim loại thuộc nhóm 2 (ông Becambara), BaO2 nó là nhiệt động lực học ổn định nhất khi đối mặt với sự phân hủy nhiệt của nó. Khi đun nóng, nó giải phóng oxy và tạo ra oxit bari, BaO. BaO có thể phản ứng với oxy từ môi trường, ở áp suất cao, tạo thành BaO một lần nữa2.

Chỉ số

  • 1 cấu trúc
    • 1.1 Năng lượng mạng tinh thể
    • 1.2 hydrat
  • 2 Chuẩn bị hoặc tổng hợp
  • 3 thuộc tính
    • 3.1 Ngoại hình
    • 3.2 Khối lượng phân tử
    • 3.3 Mật độ
    • 3,4 Điểm nóng chảy
    • 3.5 Điểm sôi
    • 3.6 Độ hòa tan trong nước
    • 3.7 Phân hủy nhiệt
  • 4 danh pháp
  • 5 công dụng
    • 5.1 Nhà sản xuất oxy
    • 5.2 Nhà sản xuất hydro peroxide
  • 6 tài liệu tham khảo

Cấu trúc

Tế bào đơn vị tetragonal của barium peroxide được hiển thị trong hình trên. Ba cation có thể được nhìn thấy bên trong nó2+ (hình cầu màu trắng) và các anion O22- (hình cầu màu đỏ). Lưu ý rằng các quả cầu màu đỏ được liên kết bởi một liên kết đơn, vì vậy chúng đại diện cho hình học tuyến tính [O - O]2-.

Từ ô đơn vị này, các tinh thể BaO có thể được chế tạo2. Nếu quan sát, anion O22- người ta thấy rằng nó được bao quanh bởi sáu Ba2+, thu được một khối tám mặt có các đỉnh màu trắng.

Mặt khác, thậm chí còn rõ ràng hơn, mỗi Ba2+ được bao quanh bởi mười O22- (hình cầu trung tâm màu trắng). Tất cả các tinh thể bao gồm thứ tự không đổi này trong phạm vi ngắn và dài.

Năng lượng mạng tinh thể

Ngoài ra, các quả cầu trắng đỏ được quan sát, sẽ lưu ý rằng chúng không khác nhau quá nhiều về kích thước hoặc bán kính ion. Điều này là do cation Ba2+ Nó rất đồ sộ, và tương tác của nó với anion O22- ổn định tốt hơn năng lượng mạng lưới của tinh thể so với cách chúng sẽ, ví dụ, cation Ca2+ và Mg2+.

Ngoài ra, điều này giải thích tại sao BaO là oxit kiềm kiềm không bền nhất: các ion Ba2+ và O2- Chúng khác nhau đáng kể về kích thước, làm mất ổn định tinh thể của chúng.

Vì nó không ổn định hơn, xu hướng BaO nhỏ hơn2 phân hủy để tạo thành BaO; không giống như peroxit SrO2, CaO2 và MgO2, có oxit ổn định hơn.

Hydrat

BaO2 có thể được tìm thấy ở dạng hydrat, trong đó BaO28H2Hoặc nó là ổn định nhất trong tất cả; và trên thực tế, đây là loại được bán trên thị trường, thay vì bari peroxide khan. Để thu được khan, BaO phải được sấy khô ở 350 ° C28H2Hoặc, với mục đích loại bỏ nước.

Cấu trúc tinh thể của nó cũng là tứ giác, nhưng với tám phân tử H2Hoặc tương tác với O22- thông qua các liên kết hydro và với Ba2+ thông qua các tương tác lưỡng cực-ion.

Các hydrat khác, có cấu trúc không có nhiều thông tin về nó, là: BaO210H2Ôi, BaO27H2Ô và Ba2H2Ôi.

Chuẩn bị hoặc tổng hợp

Việc điều chế trực tiếp bari peroxide bao gồm quá trình oxy hóa oxit của nó. Điều này có thể được sử dụng từ barit khoáng sản, hoặc từ bari muối nitrat, Ba (KHÔNG3)2; cả hai đều trải qua quá trình sưởi ấm trong bầu không khí hoặc làm giàu oxy.

Một phương pháp khác là phản ứng Ba (NO) trong môi trường nước lạnh3)2 với natri peroxide:

Ba (KHÔNG3)2 + Na2Ôi2 + xH2O => Ba2∙ xH2O + 2NaNO3

Sau đó hydrat BaO2∙ xH2Hoặc nó được sưởi ấm, nó được lọc và kết thúc sấy bằng chân không.

Thuộc tính

Ngoại hình

Nó là một chất rắn màu trắng có thể chuyển sang màu xám nếu nó có tạp chất (BaO, Ba (OH)2, hoặc các loài hóa học khác). Nếu nó được nung nóng đến nhiệt độ rất cao, nó sẽ phát ra ngọn lửa màu xanh lục, do sự chuyển đổi điện tử của các cation Ba.2+.

Khối lượng phân tử

169,33 g / mol.

Mật độ

5,68 g / mL.

Điểm nóng chảy

450 ° C.

Điểm sôi

800 ° C. Giá trị này phù hợp với những gì sẽ được mong đợi của một hợp chất ion; và thậm chí nhiều hơn, của peroxide kiềm kiềm ổn định hơn. Tuy nhiên, BaO không thực sự sôi2, nhưng oxy khí được giải phóng là kết quả của sự phân hủy nhiệt của nó.

Độ hòa tan trong nước

Không hòa tan Tuy nhiên, nó có thể từ từ trải qua quá trình thủy phân để tạo ra hydro peroxide, H2Ôi2; và ngoài ra, độ hòa tan của nó trong môi trường nước tăng lên nếu thêm axit loãng.

Phân hủy nhiệt

Phương trình hóa học sau đây cho thấy phản ứng phân hủy nhiệt do BaO phải chịu2:

2Ba2 <=> 2BaO + O2

Phản ứng chỉ diễn ra một chiều nếu nhiệt độ trên 800 ° C. Nếu ngay lập tức áp suất tăng và nhiệt độ giảm, toàn bộ BaO sẽ được chuyển trở lại thành BaO2.

Danh pháp

Một cách khác để đặt tên cho BaO2 nó là bari peroxide, theo danh pháp truyền thống; vì bari chỉ có thể có hóa trị +2 trong các hợp chất của nó.

Sai, danh pháp hệ thống được sử dụng để gọi nó là barium dioxide (binoxide), coi nó là một oxit chứ không phải là một peroxide.

Công dụng

Nhà sản xuất oxy

Sử dụng khoáng vật barit (BaO), nó được nung nóng bằng các bản nháp để loại bỏ hàm lượng oxy của nó, ở nhiệt độ khoảng 700 ° C.

Nếu peroxide kết quả phải chịu nhiệt yếu trong chân không, oxy sẽ tái sinh nhanh hơn và barit có thể được tái sử dụng vô thời hạn để lưu trữ và sản xuất oxy.

Quá trình này đã được nghĩ ra bởi L. D. Brin, ngày nay đã lỗi thời.

Nhà sản xuất hydro peroxide

Barium peroxide phản ứng với axit sulfuric để tạo ra hydrogen peroxide:

BaO2 + H2VẬY4 => H2Ôi2 + BaSO4

Do đó, nó là một nguồn của H2Ôi2, thao tác trên tất cả với hydrat BaO của nó28H2Ôi.

Theo hai công dụng được đề cập, BaO2 cho phép sự phát triển của O2 và H2Ôi2, cả hai tác nhân oxy hóa, trong tổng hợp hữu cơ và trong các quá trình làm trắng trong ngành dệt và nhuộm. Nó cũng là một chất khử trùng tốt.

Ngoài ra, từ BaO2 Các peroxit khác có thể được tổng hợp, chẳng hạn như natri, Na2Ôi2, và các muối bari khác.

Tài liệu tham khảo

  1. S.C. Áp-ra-ham, J Kalnajs. (1954). Cấu trúc tinh thể của bari peroxide. Phòng thí nghiệm nghiên cứu vật liệu cách nhiệt, Viện công nghệ Massachusetts, Cambridge, Massachusetts, U.S.A..
  2. Wikipedia. (2018). Barium peroxide. Lấy từ: en.wikipedia.org
  3. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ (Ấn bản thứ tư). Đồi Mc Graw.
  4. Nguyên tử (2012). Barium peroxide. Lấy từ: barium.atomology.com
  5. Khokhar và cộng sự. (2011). Nghiên cứu chuẩn bị quy mô phòng thí nghiệm và phát triển một quy trình cho Barium Peroxide. Lấy từ: academia.edu
  6. PubChem. (2019). Barium peroxide. Lấy từ: pubool.ncbi.nlm.nih.gov
  7. PrebChem. (2016). Chuẩn bị bari peroxide. Lấy từ: preool.com