Свойства на карбонат барий, химична структура, употреба

на бариев карбонат е неорганична сол на бариевия метал, предпоследен елемент от група 2 на периодичната таблица и принадлежи към алкалоземните метали. Неговата химична формула е BaCO₃ и се предлага на пазара под формата на кристален бял прах.

Как я получавате? Металът барий се намира в минерали, като барит (BaSO)₄) и whiterita (BaCO)₃). Уитерът е свързан с други минерали, които изваждат нивата на чистота от техните бели кристали в замяна на оцветявания.

За генериране на BaCO₃ от синтетична употреба е необходимо да се елиминират примесите на бял, както се вижда от следните реакции:

Baco₃(s, нечисти) + 2NH₄Cl (s) + Q (топлина) => BaCl₂(aq) + 2NH₃(g) + Н₂О (1) + СО₂(G)

ВаСЬ₂(aq) + (NH₄)₂CO₃(s) => BaCO₃(s) + 2NH₄Cl (aq)

Баритът обаче е основният източник на барий и затова от него започват индустриалните производства на бариеви съединения. Бариев сулфид (BaS) се синтезира от този минерал, продукт, от който се синтезира други съединения и BaCO₃:

BaS (s) + Na₂CO₃(s) => BaCO₃(s) + Na₂S (s)

BaS (s) + CO₂(g) + Н₂О (1) => BaCO₃(s) + (NH₄)₂S (aq)

индекс

• 1 Физични и химични свойства
  • 1.1 Термично разлагане
• 2 Химическа структура
• 3 Използване
• 4 Рискове
• 5 Препратки

Физични и химични свойства

Това е прахообразно, бяло и кристално твърдо вещество. Той е без мирис, грозен и неговото молекулно тегло е 197.89 g / mol. Той има плътност от 4.43 g / mL и несъществуващо налягане на парите.

Той има показатели на пречупване от 1,529, 1,676 и 1,677. Витеритът излъчва светлина, когато абсорбира ултравиолетовата радиация: от ярка бяла светлина с синкави тонове до жълта светлина.

Той е силно неразтворим във вода (0.02 g / L) и в етанол. В кисели разтвори на НС1 се образува разтворимата сол на бариевия хлорид (BaCl₂), което обяснява неговата разтворимост в тези кисели среди. В случай на сярна киселина, той се утаява като неразтворима сол BaSO₄.

Baco₃(s) + 2HCl (aq) => BaCl₂(aq) + CO₂(g) + Н₂O (l)

Baco₃(s) + H₂SW₄(aq) => BaSO₄(s) + CO₂(g) + Н₂O (l)

Тъй като той е йонно твърдо вещество, той също е неразтворим в неполярни разтворители. Бариевият карбонат се топи при 811 ° С; Ако температурата се увеличи около 1380-1400 ° С, солената течност се подлага на химическо разлагане вместо на кипене. Този процес протича за всички метални карбонати: MCO₃(s) => MO (s) + CO₂(G).

Термично разлагане

Baco₃(s) => BaO (s) + CO₂(G)

Ако йонните твърди вещества се характеризират като много стабилни, защо карбонатите се разлагат? Метал М променя ли температурата, при която се разлага твърдото вещество? Ионите, които образуват бариевия карбонат, са Ba²⁺ и CO₃^2-, и двете обемисти (т.е. с големи йони радиуси). CO₃^2- Той е отговорен за разлагането:

CO₃^2-(s) => O^2-(g) + СО₂(G)

Оксидният йон (О^2-) се свързва към метала, за да образува МО, металния оксид. MO генерира нова йонна структура, в която, като общо правило, колкото по-сходен е размерът на нейните йони, толкова по-стабилна е получената структура (мрежова енталпия). Обратното се случва, ако М йони⁺ и О^2- те имат много неравномерни йонни радиуси.

Ако енталпията на мрежата за MO е голяма, реакцията на разлагане е енергично предпочитана, което изисква по-ниски температури на нагряване (по-ниски точки на кипене).

От друга страна, ако МО има малка енталпия на мрежата (както в случая на BaO, където Ba²⁺ има по-голям йонен радиус от О^2-) разграждането е по-малко облагодетелствано и изисква по-високи температури (1380-1400ºC). В случаите на MgCO₃, CaCO₃ и SrCO₃, те се разлагат при по-ниски температури.

Химическа структура

CO анионът₃^2- има двойна връзка, резонираща между три кислородни атома, два от тях отрицателно заредени, за да привлекат катиона²⁺.

Докато и двата йона могат да се считат за заредени сфери, СО₃^2- има тригонална геометрия на равнината (плосък триъгълник, начертан от трите кислородни атома), вероятно превръщайки се в отрицателна "възглавница" за Ба²⁺.

Тези йони взаимодействат електростатично, за да образуват кристално устройство от орторомбичен тип, с предимно йонни връзки.

В такъв случай защо BaCO не е разтворим?₃ във вода? Обяснението се основава просто на факта, че йони са по-добре стабилизирани в кристалната решетка, отколкото хидратирани от молекулярни сферични водни слоеве..

От друг ъгъл водните молекули трудно преодоляват силните електростатични атракции между двата йона. В тези кристални мрежи те могат да съдържат примеси, които придават цвят на техните бели кристали.

приложения

С един поглед, част от бако₃ може да не обещае никакво практическо приложение в ежедневието, но ако видите бял минерален кристал, бял като мляко, започва да има смисъл защо икономическото ви търсене.

Използва се за приготвяне на бариеви стъкла или като добавка за укрепването им. Използва се и при производството на оптични стъкла.

Поради голямата енталпия на мрежата и неразтворимостта, тя се използва при производството на различни видове сплави, гуми, клапани, подови настилки, бои, керамика, смазочни материали, пластмаси, греси и цименти..

По същия начин, той се използва като отрова за мишки. В синтеза, тази сол се използва за производство на други бариеви съединения и по този начин служи като материали за електронни устройства.

BaCO₃ могат да бъдат синтезирани като наночастици, изразявайки при много малки скали нови интересни свойства на бялата. Тези наночастици се използват за импрегниране на метални повърхности, по-специално на химически катализатори.

Установено е, че подобрява окислителните катализатори и по някакъв начин благоприятства миграцията на кислородни молекули по повърхността му.

Те се считат за инструменти за ускоряване на процесите, в които са включени кислородите. И накрая, те се използват за синтез на супрамолекулни материали.

рискове

BaCO₃ той е отровен при поглъщане, причинявайки безкрайност на неприятни симптоми, които водят до смърт от дихателна недостатъчност или спиране на сърцето; Поради тази причина не се препоръчва да се транспортира до ядливи стоки.

Той причинява зачервяване на очите и кожата, в допълнение към кашлица и възпалено гърло. Той е токсично съединение, макар и лесно да се манипулира с голи ръце, ако по някакъв начин се избегне поглъщането му.

Той не е запалим, но при високи температури разлага образуването на BaO и CO₂, токсични и оксидиращи продукти, които могат да изгорят други материали.

В организма барият се отлага в костите и други тъкани, като замества калция в много физиологични процеси. Той също така блокира каналите, в които пътуват K-йони⁺, предотвратяване на нейната дифузия през клетъчните мембрани.

препратки

1. PubChem. (2018). Бариев карбонат. Възстановен на 24 март 2018 г. от PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Wikipedia. (2017). Бариев карбонат. Възстановен на 24 март 2018 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org
3. ChemicalBook. (2017). Бариев карбонат. Възстановен на 24 март 2018 г. от ChemicalBook: chemicalbook.com
4. Hong T., S. Brinkman K., Xia C. (2016). Наночастици от бариев карбонат като синергични катализатори за реакцията на редукция на кислород върху катоди на горивни клетки с твърд оксид La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3! D. ChemElectroChem 3, 1 - 10.
5. Робинс Мануел А. (1983) Робинс Колекционерската книга на флуоресцентните минерали. Описание на флуоресцентните минерали, р-117.
6. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия в Структурата на простите твърди вещества (четвърто издание, стр. 99-102). Mc Graw Hill.