คุณสมบัติของคาร์บอเนตคาร์บอเนตโครงสร้างทางเคมีการใช้ประโยชน์

แบเรียมคาร์บอเนต เป็นเกลืออนินทรีย์ของโลหะแบเรียมองค์ประกอบสุดท้ายของกลุ่ม 2 ของตารางธาตุและเป็นของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ สูตรทางเคมีของมันคือ BaCO₃ และมีวางจำหน่ายในตลาดในรูปแบบของผงผลึกสีขาว.

คุณจะได้รับมันได้อย่างไร แบเรียมโลหะพบได้ในแร่ธาตุเช่นแร่แบไรท์ (BaSO)₄) และ whiterita (BaCO)₃) Whiterite เกี่ยวข้องกับแร่ธาตุอื่น ๆ ที่ลบระดับความบริสุทธิ์ออกจากผลึกสีขาวเพื่อแลกเปลี่ยนกับสี.

เพื่อสร้าง BaCO₃ ของใช้สังเคราะห์มีความจำเป็นต้องกำจัดสิ่งสกปรกของสีขาวตามที่ระบุโดยปฏิกิริยาต่อไปนี้:

Baco₃(s, ไม่บริสุทธิ์) + 2NH₄Cl (s) + Q (heat) => BaCl₂(aq) + 2NH₃(g) + H₂O (l) + CO₂(G)

BaCl₂(aq) + (NH)₄)₂CO₃(s) => BaCO₃(s) + 2NH₄Cl (aq)

อย่างไรก็ตามแร่แบไรท์เป็นแหล่งหลักของแบเรียมและนั่นคือสาเหตุที่การผลิตอุตสาหกรรมของสารประกอบแบเรียมเริ่มต้นจากมัน แบเรียมซัลไฟด์ (BaS) ถูกสังเคราะห์จากแร่ธาตุนี้ผลิตภัณฑ์ที่การสังเคราะห์สารประกอบอื่นและ BaCO₃:

BaS + นา₂CO₃(s) => BaCO₃(s) + นา₂s

BaS + +₂(g) + H₂O (l) => BaCO₃(s) + (NH)₄)₂S (aq)

ดัชนี

• 1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
  • 1.1 การสลายตัวด้วยความร้อน
• 2 โครงสร้างทางเคมี
• 3 ใช้
• 4 ความเสี่ยง
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

มันเป็นผงแป้งสีขาวและผลึกแข็ง มันไม่มีกลิ่นไม่น่าดูและมีน้ำหนักโมเลกุล 197.89 g / mol มีความหนาแน่น 4.43 g / mL และความดันไอไม่มีอยู่จริง.

มันมีดัชนีการหักเหของ 1,529, 1,676 และ 1,677 Witherite เปล่งแสงเมื่อดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต: จากแสงสีขาวสว่างพร้อมโทนสีน้ำเงินไปจนถึงแสงสีเหลือง.

มันไม่ละลายในน้ำสูง (0.02 g / L) และเอทานอล ในสารละลายกรดของ HCl จะสร้างเกลือที่ละลายได้ของแบเรียมคลอไรด์ (BaCl₂) ซึ่งอธิบายการละลายในสื่อที่เป็นกรดเหล่านี้ ในกรณีของกรดซัลฟิวริกจะตกตะกอนเป็นเกลือที่ไม่ละลายน้ำ BaSO₄.

Baco₃(s) + 2HCl (aq) => BaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O (l)

Baco₃(s) + H₂SW₄(aq) => BaSO₄(s) + CO₂(g) + H₂O (l)

เนื่องจากเป็นของแข็งไอออนิกจึงไม่ละลายในตัวทำละลาย apolar แบเรียมคาร์บอเนตละลายที่ 811 ºC หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นประมาณ 1380-1400 ºCของเหลวที่มีรสเค็มจะผ่านการสลายตัวทางเคมีแทนการต้ม กระบวนการนี้เกิดขึ้นกับโลหะคาร์บอเนตทั้งหมด: MCO₃(s) => MO (s) + CO₂(G).

การสลายตัวของความร้อน

Baco₃(s) => BaO (s) + CO₂(G)

ถ้าของแข็งไอออนิกมีลักษณะเสถียรมากทำไมคาร์บอเนตจึงสลายตัว โลหะ M เปลี่ยนอุณหภูมิที่ของแข็งสลายตัวหรือไม่? อิออนที่ทำขึ้นแบเรียมคาร์บอเนตคือบา²⁺ และ CO₃^2-, ทั้งใหญ่ (กล่าวคือมีรัศมีไอออนขนาดใหญ่) บริษัท₃^2- มันมีหน้าที่ในการสลายตัว:

CO₃^2-(s) => O^2-(g) + CO₂(G)

ไอออนออกไซด์ (O^2-) ถูกผูกมัดกับโลหะในรูปแบบ MO, ออกไซด์ของโลหะ MO สร้างโครงสร้างไอออนิกใหม่ซึ่งตามกฎทั่วไปขนาดของไอออนที่ใกล้เคียงกันยิ่งมีความเสถียรมากขึ้นโครงสร้างผลลัพธ์ (เครือข่ายเอนทาลปี) ตรงกันข้ามเกิดขึ้นถ้าไอออน M⁺ และ O^2- พวกเขามีรัศมีไอออนที่ไม่เท่ากันมาก.

หากเครือข่ายเอนทาลปีสำหรับ MO มีขนาดใหญ่ปฏิกิริยาการสลายตัวจะได้รับความนิยมอย่างมากซึ่งต้องการอุณหภูมิความร้อนต่ำกว่า.

ในทางกลับกันหาก MO มีเครือข่ายขนาดเล็ก (เช่นในกรณีของ BaO ที่ Ba²⁺ มีรัศมีไอออนิกมากกว่า O^2-) การย่อยสลายเป็นที่นิยมน้อยกว่าและต้องการอุณหภูมิที่สูงขึ้น (1,380-1400ºC) ในกรณีของ MgCO₃, แคลเซียมคาร์บอเนต₃ และ SrCO₃, พวกมันสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า.

โครงสร้างทางเคมี

ประจุลบ CO₃^2- มีพันธะสะท้อนสองครั้งระหว่างอะตอมออกซิเจนสามอะตอมสองตัวที่มีประจุลบเพื่อดึงดูดประจุบวก Ba²⁺.

แม้ว่าไอออนทั้งสองจะถือเป็นทรงกลมที่มีประจุ แต่ CO₃^2- มันมีเรขาคณิตระนาบตรีโกณมิติ (สามเหลี่ยมแบนที่ดึงโดยออกซิเจนสามอะตอม) อาจกลายเป็น "หมอน" เชิงลบสำหรับ Ba²⁺.

ไอออนเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับไฟฟ้าสถิตเพื่อสร้างการเรียงตัวของผลึกออร์โธร์ฮอมอิกโดยมีพันธะไอออนิกส่วนใหญ่.

ในกรณีนั้นเหตุใด BaCO จึงไม่ละลาย₃ ในน้ำ? คำอธิบายนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าไอออนนั้นมีความเสถียรในผลึกคริสตัลดีกว่าการให้ความชุ่มชื้นโดยชั้นโมเลกุลทรงกลมของน้ำ.

จากอีกมุมหนึ่งโมเลกุลของน้ำพบว่ามันยากที่จะเอาชนะแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนทั้งสอง ภายในเครือข่ายผลึกเหล่านี้พวกเขาสามารถปิดบังสิ่งสกปรกที่ให้สีกับผลึกสีขาวของพวกเขา.

การใช้งาน

ได้อย่างรวดเร็วส่วนหนึ่งของ BaCO₃ อาจไม่สัญญาใด ๆ ที่ใช้งานได้จริงในชีวิตประจำวัน แต่ถ้าคุณเห็นผลึกแร่สีขาวสีขาวเหมือนนมมันเริ่มเข้าใจว่าทำไมความต้องการทางเศรษฐกิจของคุณ.

มันถูกใช้เพื่อทำแก้วแบเรียมหรือเป็นสารเติมแต่งเพื่อเสริมสร้างพวกเขา นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแก้วแสง.

เนื่องจากเครือข่ายที่ยอดเยี่ยมและความไม่สามารถละลายได้จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตโลหะผสมประเภทต่างๆ, ยาง, วาล์ว, วัสดุปูพื้น, สี, เซรามิก, น้ำมันหล่อลื่น, พลาสติก, จาระบีและซีเมนต์.

เช่นเดียวกันมันถูกใช้เป็นพิษสำหรับหนู ในการสังเคราะห์เกลือนี้จะใช้ในการผลิตสารประกอบแบเรียมอื่น ๆ และทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์.

BaCO₃ สามารถสังเคราะห์เป็นอนุภาคนาโนแสดงในระดับที่เล็กมากคุณสมบัติใหม่ที่น่าสนใจของการศึกษา อนุภาคนาโนเหล่านี้ใช้สำหรับชุบโลหะพื้นผิวโดยเฉพาะตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี.

มันถูกค้นพบว่าช่วยปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและช่วยในการโยกย้ายของโมเลกุลออกซิเจนตามพื้นผิว.

พวกมันถูกพิจารณาว่าเป็นเครื่องมือในการเร่งกระบวนการที่ออกซิเจนรวมอยู่ด้วย และในที่สุดพวกมันก็ถูกใช้เพื่อสังเคราะห์วัสดุซูเปอร์โมเลกุล.

ความเสี่ยง

BaCO₃ เป็นพิษจากการกลืนกินทำให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์ที่นำไปสู่การเสียชีวิตจากการหายใจล้มเหลวหรือภาวะหัวใจหยุดเต้น ด้วยเหตุนี้จึงไม่แนะนำให้ขนส่งถัดจากสินค้าที่กินได้.

มันทำให้เกิดสีแดงของดวงตาและผิวหนังนอกเหนือจากการไอและเจ็บคอ มันเป็นสารประกอบที่เป็นพิษแม้ว่าจะจัดการได้อย่างง่ายดายด้วยมือเปล่าหากการบริโภคมันหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายทั้งหมด.

มันไม่ติดไฟ แต่ที่อุณหภูมิสูงมันสลายตัวเป็น BaO และ CO₂, ผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษและออกซิไดซ์ที่สามารถเผาไหม้วัสดุอื่น ๆ.

ในสิ่งมีชีวิตแบเรียมจะสะสมอยู่ในกระดูกและเนื้อเยื่ออื่น ๆ แทนที่แคลเซียมในกระบวนการทางสรีรวิทยา นอกจากนี้ยังปิดกั้นช่องทางที่ K ไอออนเดินทาง⁺, ป้องกันการแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์.

การอ้างอิง

1. PubChem (2018) แบเรียมคาร์บอเนต สืบค้นเมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2018 จาก PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. วิกิพีเดีย (2017) แบเรียมคาร์บอเนต สืบค้นเมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2018 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org
3. ChemicalBook (2017). แบเรียมคาร์บอเนต. สืบค้นเมื่อวันที่ 24 มีนาคม 2018 จาก ChemicalBook: chemicalbook.com
4. Hong T. , S. Brinkman K. , Xia C. (2016) อนุภาคนาโนแบเรียมคาร์บอเนตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมสำหรับปฏิกิริยาการลดออกซิเจนบน La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3! D แคโทดเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง ChemElectroChem 3, 1 - 10.
5. Robbins Manuel A. (1983) Robbins หนังสือสะสมแร่เรืองแสง คำอธิบายแร่ธาตุฟลูออเรสเซนต์ p-117.
6. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ ใน โครงสร้างของของแข็งเรียบง่าย (ฉบับที่สี่, หน้า 99-102) Mc Graw Hill.