Структура, властивості, номенклатура та застосування перекису барію (BaO2)

The пероксид барію є іонним і неорганічним з'єднанням, хімічна формула якого є BaO₂. Будучи іонною сполукою, вона складається з іонів Ba²⁺ і O₂^2-; останній - це те, що називається пероксидним аніоном, і через нього BaO₂ набуває його ім'я. У такому випадку BaO₂ Це неорганічний пероксид.

Заряди його іонів показують, як це з'єднання утворюється з елементів. Метал барію групи 2 утворює дві молекули молекули кисню, OR₂, чиї атоми не використовують їх для відновлення до оксидних аніонів, OR^2-, але залишатися об'єднаним простим зв'язком, [O-O]^2-.

Пероксид барію являє собою гранульоване тверде речовина при кімнатній температурі, біле з легкими сіруватими тонами (верхнє зображення). Як і майже всі пероксиди, його необхідно обробляти і зберігати обережно, оскільки це може прискорити окислення певних речовин.

З усіх пероксидів, утворених металами групи 2 (р. Becambara), BaO₂ вона термодинамічно найбільш стійка в умовах її термічного розкладання. При нагріванні він виділяє кисень і продукує оксид барію, BaO. BaO може реагувати з киснем з навколишнього середовища при високих тисках, щоб знову утворити BaO₂.

Індекс

• 1 Структура
  • 1.1 Енергія кристалічної решітки
  • 1.2
• 2 Приготування або синтез
• 3 Властивості
  • 3.1 Фізичний вигляд
  • 3.2 Молекулярна маса
  • 3.3 Щільність
  • 3.4 Температура плавлення
  • 3.5 Температура кипіння
  • 3.6 Розчинність у воді
  • 3.7 Термічне розкладання
• 4 Номенклатура
• 5 Використання
  • 5.1 Виробник кисню
  • 5.2 Виробник перекису водню
• 6 Посилання

Структура

На верхньому зображенні показана тетрагональна осередок перекису барію. У ньому можна бачити катіони²⁺ (білі сфери), і аніони O₂^2- (червоні сфери). Зауважимо, що червоні сфери пов'язані одинарною зв'язком, тому вони представляють лінійну геометрію [O-O]^2-.

З цієї осередки можуть бути побудовані кристали BaO₂. Якщо спостерігається, то аніон O₂^2- видно, що вона оточена шістьма Ба²⁺, отримання октаедра, вершини якого є білими.

З іншого боку, ще більш очевидним є кожен ба²⁺ оточений десятьма О₂^2- (біла центральна сфера). Весь кристал складається з цього постійного порядку в короткому і великому діапазоні.

Енергія кристалічної решітки

Якщо, крім того, спостерігаються червоні білі сфери, то слід зазначити, що вони не дуже відрізняються за своїми розмірами або іонними радіусами. Це тому, що катіон²⁺ Вона дуже об'ємна, і її взаємодія з аніоном O₂^2- краще стабілізувати ретикулярну енергію кристала порівняно з тим, як б вони, наприклад, катіони Ca²⁺ і Mg²⁺.

Це також пояснює, чому BaO є найбільш нестабільними оксидами лужних земель: іонами Ba²⁺ і O^2- Вони значно відрізняються за розмірами, дестабілізуючи свої кристали.

Оскільки вона більш нестабільна, то тенденція BaO менша₂ розкласти з утворенням BaO; на відміну від пероксидів SrO₂, CaO₂ і MgO₂, оксиди яких більш стабільні.

Гідрати

BaO₂ можна знайти у вигляді гідратів, з яких BaO₂H 8H₂Або це найбільш стабільний з усіх; насправді, це той, який продається замість безводного перекису барію. Для отримання безводного BaO необхідно висушити при 350 ° C₂H 8H₂Або з метою усунення води.

Його кристалічна структура також тетрагональна, але з восьми молекулами Н₂Або взаємодіє з О₂^2- через водневі зв'язки, і з Ba²⁺ через диполь-іонні взаємодії.

Інші гідрати, у структурах яких мало інформації про неї, є: BaO₂H 10H₂O, BaO₂H 7H₂O і BaO₂. H₂O.

Приготування або синтез

Прямий препарат пероксиду барію полягає в окисленні його оксиду. Це можна використовувати з мінерального бариту, або з солі нітрату барію, Ba (NO₃)₂; обидва піддаються нагріванню в атмосфері повітря або збагачені киснем.

Інший спосіб полягає в реакції Ba (NO) у холодному водному середовищі₃)₂ з перекисом натрію:

Ba (NO₃)₂ + Na₂O₂ + xH₂O => BaO₂H xH₂O + 2NaNO₃

Потім гідрат BaO₂H xH₂Або піддають нагріванню, фільтрують і закінчують сушінням з використанням вакууму.

Властивості

Зовнішній вигляд

Це біла тверда речовина, яка може стати сіруватою, якщо вона представляє домішки (або BaO, Ba (OH)₂, або інші хімічні види). Якщо він нагрівається до дуже високих температур, він випускає зеленувату полум'я, завдяки електронним переходам катіонів.²⁺.

Молекулярна маса

169,33 г / моль.

Щільність

5,68 г / мл.

Точка плавлення

450 ° С.

Точка кипіння

800 ° С. Це значення узгоджується з тим, що слід очікувати від іонної сполуки; і навіть більше, більш стабільного перекису лужноземельних металів. Однак BaO насправді не кип'ятить₂, але газоподібний кисень вивільняється в результаті його термічного розкладання.

Розчинність у воді

Нерозчинний Однак він може повільно проходити гідроліз з отриманням перекису водню, Н₂O₂; і, крім того, його розчинність у водному середовищі зростає, якщо додати розведену кислоту.

Термічне розкладання

Наступне хімічне рівняння показує реакцію термічного розкладання, що зазнала BaO₂:

2BaO₂ <=> 2BaO + O₂

Реакція здійснюється однобічно, тільки якщо температура вище 800 ° С. Якщо негайно підвищиться тиск і температура зменшиться, весь BaO буде перетворений назад у BaO₂.

Номенклатура

Інший спосіб назвати BaO₂ це пероксид барію за традиційною номенклатурою; оскільки барій може мати тільки його валентність +2.

Неправильно, систематична номенклатура використовується для позначення її як діоксиду барію (біноксіду), вважаючи її оксидом, а не пероксидом.

Використання

Виробник кисню

Використовуючи мінеральний барит (BaO), він нагрівається протягами для усунення вмісту кисню, при температурі близько 700 ° C.

Якщо отриманий пероксид піддається слабкому нагріванню під вакуумом, кисень регенерується швидше і барит може бути повторно використаний необмежений час для зберігання і отримання кисню.

Цей процес був комерційно розроблений Л. Д. Бріном, нині застарілим.

Виробник перекису водню

Перекис барію вступає в реакцію з сірчаною кислотою з отриманням перекису водню:

BaO₂ + H₂SO₄ => H₂O₂ + BaSO₄

Тому він є джерелом Н₂O₂, маніпулювати, перш за все, за допомогою його гідрату BaO₂H 8H₂O.

Відповідно до цих двох згаданих видів використання, BaO₂ дозволяє розвиток O₂ і Н₂O₂, як окислювачів, так і в органічному синтезі та в процесах відбілювання в текстильній і барвній промисловості. Це також хороший дезінфікуючий засіб.

Крім того, від BaO₂ Інші пероксиди можуть бути синтезовані, такі як натрій, Na₂O₂, та інші солі барію.

Список літератури

1. S.C. Абрахамс, J Kalnajs. (1954). Кристалічна структура пероксиду барію. Лабораторія досліджень ізоляції, Массачусетський технологічний інститут, Кембридж, Массачусетс, США..
2. Вікіпедія. (2018). Перекис барію. Отримано з: en.wikipedia.org
3. Shiver & Atkins. (2008). Неорганічна хімія (Четверте видання). Mc Graw Hill.
4. Атомія (2012). Перекис барію. Отримано з: barium.atomistry.com
5. Khokhar et al. (2011). Дослідження підготовки лабораторного масштабу та розробки процесу перекису барію. Отримано з: academia.edu
6. PubChem. (2019). Перекис барію. Отримано з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. PrebChem. (2016). Приготування пероксиду барію. Отримано з: prepchem.com