โครงสร้างแบเรียมเปอร์ออกไซด์ (BaO2) คุณสมบัติการเรียกชื่อและการใช้

แบเรียมเปอร์ออกไซด์ เป็นสารประกอบไอออนิกและอนินทรีย์ซึ่งมีสูตรทางเคมีคือ BaO₂. เป็นสารประกอบไอออนิกประกอบด้วย Ba ไอออน²⁺ และ O₂^2-; หลังเป็นสิ่งที่เรียกว่าไอออนลบเปอร์ออกไซด์และเพราะมัน BaO₂ ได้รับชื่อของเขา นั่นเป็นกรณี BaO₂ เป็นอนินทรีย์เปอร์ออกไซด์.

ประจุของไอออนแสดงให้เห็นว่าสารประกอบนี้ก่อตัวขึ้นจากองค์ประกอบอย่างไร โลหะแบเรียมของกลุ่ม 2 ให้อิเล็กตรอนสองตัวเข้ากับโมเลกุลออกซิเจนหรือ₂, อะตอมที่ไม่ใช้มันจะถูกลดลงไปเป็นไอออนแอนไอออน^2-, แต่การอยู่ร่วมกันด้วยลิงก์ที่ง่าย [O-O]^2-.

แบเรียมเปอร์ออกไซด์เป็นของแข็งเม็ดที่อุณหภูมิห้องสีขาวกับโทนสีเทาเล็กน้อย (ภาพบนสุด) เช่นเดียวกับเปอร์ออกไซด์เกือบทั้งหมดจะต้องได้รับการจัดการและเก็บรักษาอย่างระมัดระวังเนื่องจากสามารถเร่งการเกิดออกซิเดชันของสารบางชนิดได้.

ของเปอร์ออกไซด์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นจากโลหะของกลุ่ม 2 (มิสเตอร์ Becambara) BaO₂ มันเป็นอุณหพลศาสตร์ที่เสถียรที่สุดในการเผชิญกับการสลายตัวของความร้อน เมื่อถูกความร้อนจะปล่อยออกซิเจนและสร้างแบเรียมออกไซด์ BaO BaO สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจากสภาพแวดล้อมที่ความกดดันสูงเพื่อสร้าง BaO อีกครั้ง₂.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
  • 1.1 พลังงานผลึกขัดแตะ
  • 1.2 ไฮเดรต
• 2 การเตรียมการหรือการสังเคราะห์
• 3 คุณสมบัติ
  • 3.1 ลักษณะทางกายภาพ
  • 3.2 มวลโมเลกุล
  • 3.3 ความหนาแน่น
  • 3.4 จุดหลอมเหลว
  • 3.5 จุดเดือด
  • 3.6 การละลายในน้ำ
  • 3.7 การสลายตัวด้วยความร้อน
• 4 ศัพท์
• 5 ใช้
  • 5.1 ผู้ผลิตออกซิเจน
  • 5.2 ผู้ผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
• 6 อ้างอิง

โครงสร้าง

เซลล์หน่วย tetragonal ของแบเรียมเปอร์ออกไซด์จะแสดงในภาพด้านบน ไพเพอร์สามารถมองเห็นได้ภายใน²⁺ (ทรงกลมสีขาว) และแอนไอออน O₂^2- (ทรงกลมสีแดง) โปรดทราบว่าทรงกลมสีแดงนั้นเชื่อมโยงกันด้วยพันธะเดี่ยวดังนั้นจึงเป็นตัวแทนของเรขาคณิตเชิงเส้น [O-O]^2-.

จากเซลล์ที่รวมกันนี้คุณสามารถสร้างผลึก BaO₂. หากสังเกตได้ประจุลบ O₂^2- จะเห็นว่ามันถูกล้อมรอบด้วยหก Ba²⁺, การได้รับแปดด้านซึ่งจุดยอดเป็นสีขาว.

ในทางกลับกันชัดเจนยิ่งขึ้นแต่ละ Ba²⁺ ล้อมรอบด้วยสิบ O₂^2- (ทรงกลมตรงกลางสีขาว) คริสตัลทั้งหมดประกอบด้วยลำดับคงที่นี้ในระยะสั้นและระยะยาว.

พลังงานผลึกขัดแตะ

หากสังเกตเห็นทรงกลมสีขาวสีแดงก็จะสังเกตได้ว่ามันไม่แตกต่างกันมากในขนาดหรือรัศมีไอออนิก นี่เป็นเพราะแคทไอออน²⁺ มันมีขนาดใหญ่มากและมีปฏิสัมพันธ์กับประจุลบ O₂^2- รักษาเสถียรภาพพลังงานเรติเคิลของคริสตัลได้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีที่พวกมันต้องการไอออนบวก Ca²⁺ และมก²⁺.

นอกจากนี้สิ่งนี้ยังอธิบายได้ว่าทำไม BaO เป็นออกไซด์ของดินอัลคาไลน์ที่ไม่เสถียรที่สุด: ไอออนของ Ba²⁺ และ O^2- พวกมันมีขนาดแตกต่างกันมากทำให้คริสตัลมีความเสถียร.

เนื่องจากความไม่แน่นอนมากขึ้นแนวโน้ม BaO จึงมีขนาดเล็กลง₂ เพื่อสลายตัวในรูปแบบ BaO; ไม่เหมือนเปอร์ออกไซด์ของ SrO₂, CaO₂ และ MgO₂, ออกไซด์ซึ่งมีความเสถียรมากกว่า.

ชุ่มชื้น

The BaO₂ สามารถพบได้ในรูปของไฮเดรตซึ่ง BaO₂∙ 8H₂หรือมันเป็นคอกที่มั่นคงที่สุดของทั้งหมด; และในความเป็นจริงนี่คือสิ่งที่วางตลาดแทนที่จะเป็นแบเรียมเปอร์ออกไซด์ปราศจาก เพื่อให้ได้น้ำจะต้องอบแห้งที่ 350 ° C₂∙ 8H₂หรือโดยมีวัตถุประสงค์ในการกำจัดน้ำ.

โครงสร้างผลึกของมันยังเป็นแบบ tetragonal แต่มีโมเลกุล H แปดตัว₂หรือโต้ตอบกับ O₂^2- ผ่านพันธะไฮโดรเจนและกับ Ba²⁺ ผ่านการปฏิสัมพันธ์ไดโพล - ไอออน.

ไฮเดรตอื่น ๆ ที่มีโครงสร้างไม่ได้ข้อมูลมากเกี่ยวกับมันคือ: BaO₂∙ 10H₂โอ้เปา₂∙ 7H₂ตและเปาโล₂∙ชั่วโมง₂O.

การเตรียมการหรือการสังเคราะห์

การเตรียมแบเรียมเปอร์ออกไซด์โดยตรงประกอบด้วยการเกิดออกซิเดชันของออกไซด์ สามารถใช้จากแร่แบไรท์หรือจากเกลือไนเตรทแบเรียม Ba₃)₂; ทั้งได้รับความร้อนในบรรยากาศของอากาศหรือเสริมด้วยออกซิเจน.

อีกวิธีหนึ่งคือการตอบสนอง Ba (NO) ในน้ำเย็นปานกลาง₃)₂ ด้วยโซเดียมเปอร์ออกไซด์:

บา (ไม่₃)₂ + นา₂O₂ + XH₂O => BaO₂∙ xH₂O + 2NaNO₃

จากนั้นไฮเดรต BaO₂∙ xH₂หรืออาจมีการให้ความร้อนจะถูกกรองและทำให้แห้งโดยใช้สุญญากาศ.

สรรพคุณ

ลักษณะทางกายภาพ

เป็นของแข็งสีขาวที่สามารถเปลี่ยนเป็นสีเทาถ้ามีสิ่งสกปรก (ทั้ง BaO, Ba (OH)₂, หรือสารเคมีอื่น ๆ ) ถ้าถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงมากมันจะทำให้เกิดเปลวไฟสีเขียวเนื่องจากการเปลี่ยนอิเลคทรอนิกส์ของ Ba ไพเพอร์²⁺.

มวลโมเลกุล

169.33 g / mol.

ความหนาแน่น

5.68 g / mL.

จุดหลอมเหลว

450 ° C.

จุดเดือด

800 ° C ค่านี้เห็นด้วยกับสิ่งที่ควรคาดหวังของสารประกอบไอออนิก และยิ่งกว่านั้นเปอร์ออกไซด์ของดินอัลคาไลน์ที่เสถียรยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม BaO ไม่ได้เดือดจริง ๆ₂, แต่ก๊าซออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการสลายตัวของความร้อน.

การละลายในน้ำ

แก้ไม่ได้ อย่างไรก็ตามมันสามารถผ่านการไฮโดรไลซิสอย่างช้าๆเพื่อผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์₂O₂; และนอกจากนี้ความสามารถในการละลายในน้ำจะเพิ่มขึ้นหากเติมกรดเจือจาง.

การสลายตัวของความร้อน

สมการทางเคมีต่อไปนี้แสดงปฏิกิริยาของการสลายตัวทางความร้อนที่ได้รับความเดือดร้อนจาก BaO₂:

2BaO₂ <=> 2BaO + O₂

ปฏิกิริยาทางเดียวก็ต่อเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 800 ° C หากความดันเพิ่มขึ้นทันทีและอุณหภูมิลดลง BaO ทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนกลับเป็น BaO₂.

ศัพท์เฉพาะ

อีกวิธีในการตั้งชื่อ BaO₂ มันเป็นแบเรียมเปอร์ออกไซด์ตามระบบการตั้งชื่อดั้งเดิม เนื่องจากแบเรียมสามารถมีวาเลนซ์ +2 ในสารประกอบของมันเท่านั้น.

ผิดระบบการตั้งชื่อที่ใช้ในการอ้างถึงมันเป็นแบเรียมไดออกไซด์ (binoxide) โดยพิจารณาว่าเป็นออกไซด์และไม่ใช่เปอร์ออกไซด์.

การใช้งาน

ผู้ผลิตออกซิเจน

ใช้ประโยชน์จากแร่แบไรท์ (BaO) มันถูกทำให้ร้อนด้วยร่างเพื่อกำจัดปริมาณออกซิเจนที่อุณหภูมิประมาณ 700 ° C.

ถ้าเปอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นอยู่ภายใต้ความร้อนอ่อน ๆ ภายใต้สุญญากาศออกซิเจนจะสร้างใหม่อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นและแบไรท์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างไม่มีกำหนดเพื่อเก็บและผลิตออกซิเจน.

กระบวนการนี้คิดค้นโดยแอลดี. บรินปัจจุบันเลิกใช้แล้วในปัจจุบัน.

ผู้ผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

แบเรียมเปอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์:

แบเรียมออกไซด์₂ + H₂SW₄ => H₂O₂ + Baso₄

ดังนั้นจึงเป็นที่มาของ H₂O₂, ถูกควบคุมเหนือสิ่งอื่นใดด้วยไฮเดรตของ BaO₂∙ 8H₂O.

ตามที่กล่าวถึงการใช้งานทั้งสองกล่าวว่า BaO₂ ช่วยให้การพัฒนาของ O₂ และเอช₂O₂, ทั้งตัวออกซิไดซ์, ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และกระบวนการฟอกสีฟันในอุตสาหกรรมสิ่งทอและสีย้อม นอกจากนี้ยังเป็นสารฆ่าเชื้อที่ดี.

นอกจากนี้จาก BaO₂ เปอร์ออกไซด์อื่น ๆ สามารถสังเคราะห์ได้เช่นโซเดียม, นา₂O₂, และเกลือแบเรียมอื่น ๆ.

การอ้างอิง

1. S.C. Abrahams, J Kalnajs (1954) โครงสร้างผลึกของแบเรียมเปอร์ออกไซด์ ห้องปฏิบัติการวิจัยฉนวนสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์เคมบริดจ์แมสซาชูเซตส์สหรัฐอเมริกา.
2. วิกิพีเดีย (2018) แบเรียมเปอร์ออกไซด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่สี่) Mc Graw Hill.
4. Atomistry (2012) แบเรียมเปอร์ออกไซด์ สืบค้นจาก: barium.atomistry.com
5. Khokhar และคณะ (2011) การศึกษาการเตรียมขนาดห้องปฏิบัติการและพัฒนากระบวนการสำหรับแบเรียมเปอร์ออกไซด์. สืบค้นจาก: academia.edu
6. PubChem (2019) แบเรียมเปอร์ออกไซด์ สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. PrebChem (2016) การเตรียมแบเรียมเปอร์ออกไซด์ ดึงมาจาก: prepchem.com