- Struktur
- Crystal gitter energi
- hydrater
- Forberedelse eller syntese
- Ejendomme
- Fysisk fremtoning
- Molekylmasse
- Massefylde
- Smeltepunkt
- Kogepunkt
- Vandopløselighed
- Termisk nedbrydning
- nomenklatur
- Applikationer
- Oxygenproducent
- Hydrogenperoxidproducent
- Referencer
Den bariumperoxid er en ionisk og uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er BaO 2. Bliver en ionisk forbindelse, den består af Ba 2+ og O 2 2- ioner; Det sidstnævnte er det, der er kendt som peroxidanionen, og på grund af det får BaO 2 sit navn. Således, BaO 2 er et uorganisk peroxid.
Ladningerne af dets ioner afslører, hvordan denne forbindelse er dannet af elementerne. Barium metal, af gruppe 2, giver to elektroner til oxygen molekyle, O 2, hvis atomer ikke bruger dem til at reducere sig til oxid anioner, O 2-, men at forblive forenet ved en simpel binding, 2-.
BaO2 fast. Kilde: Ondřej Mangl, fra Wikimedia Commons
Bariumperoxid er et kornformigt fast stof ved stuetemperatur, hvid i farve med svage gråtoner (øverste billede). Som næsten alle peroxider skal det håndteres og opbevares med omhu, da det kan fremskynde oxidationen af visse stoffer.
Af alle peroxider dannet af metallerne i gruppe 2 (Mr. Becambara) er BaO 2 termodynamisk den mest stabile mod dens termiske nedbrydning. Ved opvarmning frigiver det ilt, og bariumoxid, BaO, produceres. BaO kan reagere med ilt i miljøet ved høje tryk for at danne BaO 2 igen.
Struktur
Krystallstruktur af BaO2. Kilde: Orci, via Wikimedia Commons
Det øverste billede viser den tetragonale enhedscelle af bariumperoxid. Inde i kan du se Ba 2+ kationer (hvide kugler) og O 2 2- anioner (røde kugler). Bemærk, at de røde kugler er forbundet med en enkelt binding, så de repræsenterer lineær geometri 2-.
Fra denne enhed celle, BaO 2 kan krystaller bygges. Hvis det observeres, anionen O 2 2- det ses, at det er omgivet af seks Ba 2+, opnå en oktaeder hvis knudepunkter er hvide.
På den anden side, endnu tydeligere, er hver Ba 2+ omgivet af ti O 2 2- (hvid kugle i midten). Al krystal består af denne konstante ordre med kort og lang rækkevidde.
Crystal gitter energi
Hvis de røde hvide kugler også observeres, skal det bemærkes, at de ikke adskiller sig for meget i deres størrelse eller ioniske radier. Dette skyldes, at Ba 2+ kation er meget pladskrævende, og dets interaktion med O 2 2- anion stabilisere gitterenergi af krystallen til en bedre grad i forhold til hvor, for eksempel, Ca 2+ og Mg kationer ville. 2+.
Dette forklarer også, hvorfor BaO er den mest ustabile af de jordalkaliske oxider: Ba 2+ og O 2- ioner er meget forskellige i størrelse og destabiliserer deres krystaller.
Da det er mere ustabilt, desto lavere er tendensen for BaO 2 til at nedbrydes til dannelse af BaO; I modsætning til peroxider SrO 2, CaO 2 og MgO 2, hvis oxider er mere stabile.
hydrater
BaO 2 kan findes i form af hydrater, hvoraf BaO 2 ∙ 8H 2 O er den mest stabile af alle; og faktisk er det den der markedsføres i stedet for vandfri bariumperoxid. Til opnåelse af den vandfri en, BaO 2 ∙ 8H 2 O skal tørres ved 350 ° C, for at fjerne vandet.
Dens krystallinske struktur er også tetragonal, men med otte H 2 O molekyler der interagerer med O 2 2- gennem hydrogenbindinger, og med Ba 2+ gennem dipol-ion interaktioner.
Andre hydrater, hvis strukturer der ikke er meget information i denne henseende, er: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O og BaO 2 ∙ H 2 O.
Forberedelse eller syntese
Den direkte fremstilling af bariumperoxid består af oxidation af dets oxid. Dette kan bruges fra mineralbariten eller fra bariumnitratsaltet Ba (NO 3) 2; begge opvarmes i en luft- eller iltberiget atmosfære.
En anden metode består i at omsætte Ba (NO 3) 2 med natriumperoxid i et koldt vandigt medium:
Ba (NO 3) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
Derefter BaO 2 * xH 2 O -hydrat opvarmes, filtreres og tørres under anvendelse af vakuum.
Ejendomme
Fysisk fremtoning
Det er et hvidt fast stof, der kan blive gråt, hvis det indeholder urenheder (enten BaO, Ba (OH) 2 eller andre kemiske arter). Hvis det opvarmes til en meget høj temperatur, afgiver det grønlige flammer på grund af de elektroniske overgange af Ba 2+ -kationerne.
Molekylmasse
169,33 g / mol.
Massefylde
5,68 g / ml.
Smeltepunkt
450 ° C
Kogepunkt
800 ° C Denne værdi er i overensstemmelse med hvad der bør forventes af en ionforbindelse; og endnu mere det mest stabile jordalkaliumperoxid. Dog koges faktisk ikke BaO 2, men gasformigt ilt frigives som et resultat af dets termiske nedbrydning.
Vandopløselighed
Uopløselig. Den kan imidlertid langsomt undergår hydrolyse til dannelse af hydrogenperoxid, H 2 O 2; og desuden øges dens opløselighed i vandigt medium, hvis der tilsættes en fortyndet syre.
Termisk nedbrydning
Følgende kemiske ligning viser den termiske nedbrydningsreaktion, som BaO 2 gennemgår:
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
Reaktionen er envejs, hvis temperaturen er over 800 ° C. Hvis trykket øjeblikkeligt øges, og temperaturen falder, omdannes al BaO tilbage til BaO 2.
nomenklatur
En anden måde at navngive BaO 2 er bariumperoxid i henhold til den traditionelle nomenklatur; da barium kun kan have valensen +2 i dens forbindelser.
Forkert bruges den systematiske nomenklatur til at referere til den som bariumdioxid (binoxid), idet det betragtes som et oxid og ikke et peroxid.
Applikationer
Oxygenproducent
Ved hjælp af mineralbariten (BaO) opvarmes den med luftstrømme for at eliminere dens iltindhold ved en temperatur på ca. 700 ° C.
Hvis det resulterende peroxid forsigtigt opvarmes under vakuum, regenereres ilt hurtigere, og bariten kan genanvendes på ubestemt tid til opbevaring og produktion af ilt.
Denne proces blev kommercielt udtænkt af LD Brin, nu forældet.
Hydrogenperoxidproducent
Bariumperoxid reagerer med svovlsyre for at producere brintperoxid:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
Det er derfor en kilde til H 2 O 2, manipuleres især med dets hydrat BaO 2 ∙ 8H 2 O.
Ifølge disse to nævnte anvendelser, BaO 2 giver mulighed for udvikling af O 2 og H 2 O 2, begge oxidationsmidler, i organiske synteser og blegning processer i tekstil- og farvestof industrier. Det er også et godt desinficeringsmiddel.
Desuden kan andre peroxider syntetiseres fra BaO 2, såsom natrium, Na 2 O 2 og andre bariumsalte.
Referencer
- SC Abrahams, J Kalnajs. (1954). Krystallstrukturen af bariumperoxid. Laboratory for Insulation Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA
- Wikipedia. (2018). Bariumperoxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Atomistry. (2012). Bariumperoxid. Gendannes fra: barium.atomistry.com
- Khokhar et al. (2011). Undersøgelse af laboratorieforberedelse og udvikling af en proces til bariumperoxid. Gendannes fra: akademia.edu
- Pubchem. (2019). Bariumperoxid. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). Fremstilling af bariumperoxid. Gendannes fra: prepchem.com