BARIUMHYDROXID (BA (OH) 2): EGENSKAPER, RISKER OCH ANVÄNDNINGAR - KEMI - 2026

Den bariumhydroxid är en kemisk förening med formeln Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . Det är en stark bas och kan vara i vattenfri, monohydrat eller oktohydratform. Monohydratformen, även kallad baritvatten, är den vanligaste och kommersiellt använda. Strukturen för de vattenfria och monohydratföreningarna presenteras i figur 1.

Bariumhydroxid kan framställas genom upplösning bariumoxid (BaO) i vatten: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. Det kristalliserar som oktahydrat, som blir monohydratet vid upphettning i luft. Vid 100 ° C under vakuum kommer monohydratet att producera BaO och vatten.

Figur 1: struktur av vattenfri bariumhydroxid (vänster) och monohydrat (höger)

Monohydratet antar en skiktad struktur (figur 2). Ba ²⁺ -centren använder en oktaedrisk geometri. Varje Ba2 ⁺ -centrum är länkat av två vattenligander och sex hydroxidligander, vilka är dubbel respektive tredubbla överbryggade till angränsande Ba2 ⁺ -centra .

I oktahydratet är de enskilda Ba2 ⁺ -centralen åtta koordinater, men delar inte ligander (Barium Hydroxide, SF).

Figur 2: kristallstruktur av bariumhydroxid.

Bariumhydroxidegenskaper

Bariumhydroxid är vita eller transparenta oktaedriska kristaller. Avsaknad av lukt och med en kaustisk smak (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dess utseende visas i figur 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

Figur 3: utseende av bariumhydroxid.

Den vattenfria formen har en molekylvikt av 171,34 g / mol, en densitet av 2,18 g / ml, en smältpunkt av 407 ° C och en kokpunkt av 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015) .

Monohydratformen har en molekylvikt av 189,355 g / mol, en densitet av 3,743 g / ml och en smältpunkt av 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Octohydratformen har en molekylvikt av 315,46 g / mol, en densitet av 2,18 g / ml och en smältpunkt av 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Föreningen är svagt löslig i vatten och olöslig i aceton. Det är en stark bas med en pKa på 0,15 respektive 0,64 för den första respektive andra OH ^- .

Bariumhydroxid reagerar på liknande sätt som natriumhydroxid (NaOH), men är mindre löslig i vatten. Det neutraliserar syror exotermt för att bilda salter plus vatten. Den kan reagera med aluminium och zink för att bilda metalloxider eller hydroxider och generera vätgas.

Det kan initiera polymerisationsreaktioner i polymeriserbara organiska föreningar, särskilt epoxider.

Det kan alstra brandfarliga och / eller giftiga gaser med ammoniumsalter, nitrider, halogenerade organiska föreningar, olika metaller, peroxider och hydroperoxider. Blandningar med klorerat tandkött exploderar när de värms upp eller krossas (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

Bariumhydroxid sönderdelas till bariumoxid vid upphettning till 800 ° C. Reaktion med koldioxid ger bariumkarbonat. Dess mycket alkaliska vattenhaltiga lösning genomgår neutraliseringsreaktioner med syror. Således bildar det bariumsulfat respektive bariumfosfat med svavelsyra respektive fosforsyror.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ Baso ₄ + 2H ₂ O

Reaktion med vätesulfid ger bariumsulfid. Utfällningen av många olösliga eller mindre lösliga bariumsalter kan vara resultatet av en dubbel ersättningsreaktion när en vattenlösning av bariumhydroxid blandas med många lösningar av andra metallsalter.

Att blanda den fasta hydratiserade bariumhydroxiden med fast ammoniumklorid i en bägare ger en endoterm reaktion för att producera en vätska med utvecklingen av ammoniak. Temperaturen sjunker drastiskt till ungefär -20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

Figur 4: endoterm reaktion mellan bariumhydroxid och ammoniumklorid.

Ba (OH) 2 reagerar med koldioxid för att producera bariumkarbonat. Detta uttrycks genom följande kemiska reaktion:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reaktivitet och faror

Bariumhydroxid klassificeras som en stabil, icke-brännbar förening som reagerar snabbt och exotermiskt med syror och är oförenlig med koldioxid och fukt. Föreningen är giftig och är som en stark bas frätande.

Inandning, förtäring eller hudkontakt med material kan orsaka allvarliga skador eller dödsfall. Kontakt med det smälta ämnet kan orsaka svåra brännskador på huden och ögonen.

Kontakt med huden bör undvikas. Effekterna av kontakt eller inandning kan försenas. Eld kan ge irriterande, frätande och / eller giftiga gaser. Brandavloppsvatten kan vara frätande och / eller giftigt och orsaka föroreningar.

Ögonkontakt

Om föreningen kommer i kontakt med ögonen, bör kontaktlinserna kontrolleras och tas bort. Ögonen ska spolas omedelbart med mycket vatten i minst 15 minuter med kallt vatten.

Hudkontakt

Vid hudkontakt ska det drabbade området sköljas omedelbart i minst 15 minuter med mycket vatten eller en svag syra, t.ex. vinäger, medan kontaminerade kläder och skor tas bort. Täck irriterad hud med ett mjukgörande ämne.

Tvätta kläder och skor före återanvändning. Om kontakten är allvarlig, tvätta med en desinficerande tvål och täck den förorenade huden med en antibakteriell kräm.

Inandning

Vid inandning ska offret flyttas till ett svalt ställe. Om det inte andas, ges artificiell andning. Om andningen är svår, ge syre.

Förtäring

Om föreningen intas bör kräkningar inte induceras. Lossa hårda kläder som en skjorta krage, bälte eller slips.

I alla fall bör omedelbar läkarvård erhållas (Materialsäkerhetsdatablad Bariumhydroxidmonohydrat, 2013).

tillämpningar

1- Industri

Industriellt används bariumhydroxid som föregångare till andra bariumföreningar. Monohydrat används för att dehydrera och ta bort sulfat från olika produkter. Denna applikation utnyttjar den mycket låga lösligheten för bariumsulfat. Denna industriella applikation gäller också för laboratoriebruk.

Bariumhydroxid används som tillsats i termoplast (som fenolhartser), repor och PVC-stabilisatorer för att förbättra plastegenskaperna. Detta material används som ett allmänt tillsatsmedel för smörjmedel och fetter.

Andra industriella tillämpningar av bariumhydroxid inkluderar sockertillverkning, tillverkning av tvålar, fettförångning, silikatsmältning och kemisk syntes av andra bariumföreningar och organiska föreningar (BARIUM HYDROXIDE, SF).

2- Laboratorium

Bariumhydroxid används i analytisk kemi för titrering av svaga syror, särskilt organiska syror. Dess klara vattenhaltiga lösning garanteras vara karbonatfri till skillnad från natriumhydroxid och kaliumhydroxid eftersom bariumkarbonat är olösligt i vatten.

Detta möjliggör användning av indikatorer som fenolftalin eller tymolftalin (med alkaliska färgförändringar) utan risken för titreringsfel orsakade av närvaron av karbonatjoner, som är mycket mindre basiska (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

Bariumhydroxid används ibland vid organisk syntes som en stark bas, till exempel för hydrolys av estrar och nitriler:

Bariumhydroxid används också vid dekarboxylering av aminosyror som frisätter bariumkarbonat i processen.

Det används också i beredningen av cyklopentanon, diacetonalkohol och gamma-lakton D-Gulonic.

3 - Katalysator i Wittig-Horner-reaktionen

Wittig-Horner-reaktionen, även känd som Horner-Wadsworth-Emmons-reaktionen (eller HWE-reaktion) är en kemisk reaktion som används i organisk kemi för att stabilisera karbanjoner av fosfonater med aldehyder (eller ketoner) för att framställa övervägande E-alkener (trans ).

Wittig-Horner sonkemisk reaktion katalyseras av aktiverad bariumhydroxid och utförs under fast-vätskegränsytor.

Den sonkemiska processen äger rum vid rumstemperatur och med en lägre katalysatorvikt och reaktionstid än den termiska processen. Under dessa förhållanden erhålls utbyten liknande de för den termiska processen.

I arbetet med (JV Sinisterra, 1987) analyseras påverkan på funktionen för sonikeringstiden, vikten av katalysatorn och lösningsmedlet. Små mängder vatten måste tillsättas för att reaktionen ska äga rum.

Naturen hos det aktiva stället för katalysatorn som verkar i processen analyseras. En ETC-mekanism föreslås för den sonokemiska processen.

4 - Andra användningar

Bariumhydroxid har andra användningsområden. Det används för ett antal syften, till exempel:

• Tillverkning av alkali.
• Byggnadsglas.
• Vulkanisering av syntetiskt gummi.
• Korrosionsinhibitorer.
• Som borrvätskor, bekämpningsmedel och smörjmedel.
• För pannmedlet.
• För att förfina vegetabiliska och animaliska oljor.
• För freskomålning.
• I mjukgörande vatten.
• Som ingrediens i homeopatiska medel.
• För att rensa upp syrautsläpp.
• Det används också i sockerindustrin för att bereda rödbetasocker.
• Byggmaterial.
• Elektriska och elektroniska produkter.
• Golvbeläggningar.

referenser

1. BARIUMHYDROXIDMONOHYDRAT. (2016). Återställdes från kamokemikalier: kamokemikalier.noaa.gov.
2. Bariumhydroxid. (SF). Återställs från chemistrylearner: chemistrylearner.com.
3. BARIUMHYDROXID. (SF). Återställs från chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd .. (SF). Bariumhydroxid. Återställd från indiamart: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 som katalysator i organiska reaktioner. 17. Interfacial fast-flytande Wittig-Horner-reaktion under sonokemiska förhållanden. Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. Säkerhetsdatablad Bariumhydroxidmonohydrat. (2013, 21 maj). Hämtad från sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD, & Thomas, MJ (2000). Vogels kvantitativa kemiska analys (6: e upplagan). New York: Prentice Hall.
8. National Center for Biotechnology Information. (2017, 28 mars). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Återställd från PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroxid. Återställd från chemspider: chemspider.com.
10. Royal Society of Chemistry. (2015). Bariumhydroxidhydrat (1: 2: 1). Återställd från chemspider: chemspider.com.
11. Royal Society of Chemistry. (2015). Dihydroxybariumhydrat (1: 1). Återställd från chemspider: chemspider.com.
12. Royal Society of Chemistry. (2017). Endoterma fast-fast reaktioner. Återställd från: lär-kemi: rsc.org.