- โครงสร้าง
- พลังงานตาข่ายคริสตัล
- เติมความชุ่มชื่น
- การเตรียมหรือการสังเคราะห์
- คุณสมบัติ
- ลักษณะทางกายภาพ
- มวลโมเลกุล
- ความหนาแน่น
- จุดหลอมเหลว
- จุดเดือด
- ความสามารถในการละลายน้ำ
- การสลายตัวด้วยความร้อน
- ศัพท์เฉพาะ
- การประยุกต์ใช้งาน
- ผู้ผลิตออกซิเจน
- ผู้ผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
- อ้างอิง
เปอร์ออกไซด์แบเรียมเป็นสารประกอบไอออนิกและอนินทรีที่มีสูตรทางเคมีคือแบเรียมออกไซด์2 เป็นสารประกอบไอออนิกประกอบด้วย Ba 2+และ O 2 2-ไอออน; อย่างหลังคือสิ่งที่เรียกว่าไอออนเปอร์ออกไซด์และเนื่องจาก BaO 2ได้รับชื่อ ดังนั้น BaO 2จึงเป็นเปอร์ออกไซด์อนินทรีย์
ประจุของไอออนแสดงให้เห็นว่าสารประกอบนี้เกิดขึ้นจากองค์ประกอบอย่างไร โลหะแบเรียมของกลุ่มที่ 2 ให้สองอิเล็กตรอนโมเลกุลออกซิเจน O 2ซึ่งอะตอมไม่ใช้พวกเขาที่จะลดตัวเองให้แอนไอออนออกไซด์ O 2-แต่ยังคงปึกแผ่นโดยพันธบัตรง่าย2-
BaO2 แข็ง ที่มา: Ondřej Mangl จาก Wikimedia Commons
แบเรียมเปอร์ออกไซด์เป็นของแข็งเม็ดที่อุณหภูมิห้องมีสีขาวและมีโทนสีเทาเล็กน้อย (ภาพบน) เช่นเดียวกับเปอร์ออกไซด์เกือบทั้งหมดต้องได้รับการจัดการและจัดเก็บด้วยความระมัดระวังเนื่องจากสามารถเร่งการเกิดออกซิเดชันของสารบางชนิดได้
ในบรรดาเปอร์ออกไซด์ทั้งหมดที่เกิดจากโลหะของกลุ่ม 2 (Mr. Becambara) BaO 2มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากที่สุดเมื่อเทียบกับการสลายตัวด้วยความร้อน เมื่อได้รับความร้อนจะปล่อยออกซิเจนและผลิตแบเรียมออกไซด์ BaO แบเรียมออกไซด์สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในสภาพแวดล้อมที่ความดันสูงในรูปแบบแบเรียมออกไซด์2อีกครั้ง
โครงสร้าง
โครงสร้างผลึกของ BaO2 ที่มา: Orci ผ่าน Wikimedia Commons
ภาพบนแสดงเซลล์หน่วย tetragonal ของแบเรียมเปอร์ออกไซด์ ภายในนั้นคุณจะเห็นไอออนบวกของ Ba 2+ (ทรงกลมสีขาว) และแอนไอออน O 2 2 (ทรงกลมสีแดง) ขอให้สังเกตว่าทรงกลมสีแดงจะเข้าร่วมด้วยความผูกพันเดียวดังนั้นพวกเขาเป็นตัวแทนเรขาคณิตเชิงเส้น2-
จากเซลล์หน่วยนี้แบเรียมออกไซด์2คริสตัลสามารถสร้าง หากสังเกตเห็นประจุลบ O 2 2-จะเห็นว่ามันถูกล้อมรอบด้วย Ba 2+หกตัวซึ่งได้รับรูปแปดหน้าซึ่งมีจุดยอดเป็นสีขาว
ในทางกลับกันยิ่งชัดเจนยิ่งขึ้น Ba 2+แต่ละอันถูกล้อมรอบด้วยสิบ O 2 2- (ทรงกลมสีขาวตรงกลาง) คริสตัลทั้งหมดประกอบด้วยลำดับระยะสั้นและระยะยาวคงที่
พลังงานตาข่ายคริสตัล
หากสังเกตเห็นทรงกลมสีขาวสีแดงจะสังเกตได้ว่าขนาดหรือรัศมีไอออนิกไม่แตกต่างกันมากเกินไป เนื่องจากไอออนบวกของ Ba 2+มีขนาดใหญ่มากและการมีปฏิสัมพันธ์กับ O 2 2-ไอออนจะทำให้พลังงานตาข่ายของผลึกมีเสถียรภาพในระดับที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับไอออนบวก Ca 2+และ Mg จะเป็นอย่างไร2+ .
นอกจากนี้ยังอธิบายว่าเหตุใด BaO จึงเป็นออกไซด์ที่ไม่เสถียรที่สุดของอัลคาไลน์เอิร์ทออกไซด์: Ba 2+และ O 2-ไอออนมีขนาดแตกต่างกันมากทำให้ผลึกของพวกมันไม่เสถียร
เนื่องจากมีความไม่เสถียรมากขึ้นแนวโน้มที่ BaO 2จะสลายตัวในรูปแบบ BaO จะลดลง แตกต่างจากเปอร์ออกไซด์ SrO 2 , CaO 2และ MgO 2ซึ่งออกไซด์มีความเสถียรมากกว่า
เติมความชุ่มชื่น
BaO 2สามารถพบได้ในรูปของไฮเดรตซึ่ง BaO 2 ∙ 8H 2 O มีความเสถียรมากที่สุดในบรรดา และอันที่จริงนี่คือสิ่งที่วางตลาดแทนที่จะเป็นแบเรียมเปอร์ออกไซด์ที่ปราศจากน้ำ เพื่อให้ได้สารปราศจากน้ำต้องทำให้ BaO 2 ∙ 8H 2 O แห้งที่ 350 ° C เพื่อกำจัดน้ำ
โครงสร้างผลึกของมันยังเป็น tetragonal แต่ด้วยโมเลกุล H 2 O แปดตัวที่ทำปฏิกิริยากับ O 2 2-ผ่านพันธะไฮโดรเจนและ Ba 2+ผ่านปฏิกิริยาไดโพล - อิออน
ไฮเดรตอื่น ๆ ซึ่งโครงสร้างไม่มีข้อมูลมากนักในเรื่องนี้ ได้แก่ BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O และ BaO 2 ∙ H 2 O
การเตรียมหรือการสังเคราะห์
การเตรียมแบเรียมเปอร์ออกไซด์โดยตรงประกอบด้วยการเกิดออกซิเดชันของออกไซด์ สามารถใช้จากแร่แบไรท์หรือจากเกลือแบเรียมไนเตรต Ba (NO 3 ) 2 ; ทั้งสองได้รับความร้อนในอากาศหรือบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจน
อีกวิธีหนึ่งประกอบด้วยการทำปฏิกิริยา Ba (NO 3 ) 2กับโซเดียมเปอร์ออกไซด์ในน้ำเย็น:
Ba (ไม่3 ) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
จากนั้นไฮเดรตBaO 2 * xH 2 O จะถูกให้ความร้อนกรองและทำให้แห้งโดยใช้สุญญากาศ
คุณสมบัติ
ลักษณะทางกายภาพ
เป็นของแข็งสีขาวที่สามารถเปลี่ยนเป็นสีเทาได้หากมีสิ่งสกปรก (BaO, Ba (OH) 2หรือสารเคมีชนิดอื่น ๆ ) ถ้ามันเป็นความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากก็จะให้ออกจากเปลวไฟสีเขียวเนื่องจากการเปลี่ยนอิเล็กทรอนิกส์ของ Ba 2+ไพเพอร์
มวลโมเลกุล
169.33 ก. / โมล.
ความหนาแน่น
5.68 ก. / มล.
จุดหลอมเหลว
450 องศาเซลเซียส
จุดเดือด
800 องศาเซลเซียส ค่านี้สอดคล้องกับสิ่งที่ควรคาดหวังของสารประกอบไอออนิก และยิ่งไปกว่านั้นคือเปอร์ออกไซด์อัลคาไลน์เอิร์ ธ ที่เสถียรที่สุด อย่างไรก็ตาม BaO 2ไม่ได้เดือดจริง ๆแต่ก๊าซออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการสลายตัวด้วยความร้อน
ความสามารถในการละลายน้ำ
ไม่ละลาย อย่างไรก็ตามมันสามารถผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสอย่างช้าๆเพื่อผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H 2 O 2 ; และยิ่งไปกว่านั้นความสามารถในการละลายในน้ำได้จะเพิ่มขึ้นหากมีการเติมกรดเจือจาง
การสลายตัวด้วยความร้อน
สมการทางเคมีต่อไปนี้แสดงปฏิกิริยาการสลายตัวทางความร้อนที่ BaO 2ได้รับ:
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
ปฏิกิริยาเป็นทางเดียวถ้าอุณหภูมิสูงกว่า 800 ° C หากความดันจะเพิ่มขึ้นทันทีและอุณหภูมิจะลดลงทั้งหมดบัวทองจะถูกเปลี่ยนกลับเข้ามาในแบเรียมออกไซด์2
ศัพท์เฉพาะ
อีกวิธีหนึ่งในการตั้งชื่อ BaO 2คือแบเรียมเปอร์ออกไซด์ตามศัพท์ดั้งเดิม เนื่องจากแบเรียมสามารถมีความจุ +2 ในสารประกอบเท่านั้น
ในทางที่ผิดระบบการตั้งชื่อถูกใช้เพื่ออ้างถึงว่าเป็นแบเรียมไดออกไซด์ (binoxide) โดยพิจารณาว่าเป็นออกไซด์ไม่ใช่เปอร์ออกไซด์
การประยุกต์ใช้งาน
ผู้ผลิตออกซิเจน
การใช้แร่แบไรต์ (BaO) จะถูกให้ความร้อนด้วยกระแสอากาศเพื่อกำจัดปริมาณออกซิเจนที่อุณหภูมิประมาณ 700 ° C
หากเปอร์ออกไซด์ที่ได้รับความร้อนเบา ๆ ภายใต้สุญญากาศออกซิเจนจะถูกสร้างใหม่ได้เร็วขึ้นและสามารถนำแบไรต์กลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่มีกำหนดเพื่อกักเก็บและผลิตออกซิเจน
กระบวนการนี้ได้รับการออกแบบในเชิงพาณิชย์โดย LD Brin ซึ่งปัจจุบันล้าสมัยแล้ว
ผู้ผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
แบเรียมเปอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
ดังนั้นจึงเป็นแหล่งที่มาของ H 2 O 2ซึ่งถูกควบคุมด้วยไฮเดรต BaO 2 ∙ 8H 2 O
จากการใช้งานทั้งสองนี้ BaO 2ช่วยให้สามารถพัฒนา O 2และ H 2 O 2ทั้งสารออกซิไดซ์ในการสังเคราะห์อินทรีย์และในกระบวนการฟอกสีในอุตสาหกรรมสิ่งทอและสีย้อม นอกจากนี้ยังเป็นสารฆ่าเชื้อที่ดี
นอกจากนี้ยังสามารถสังเคราะห์เปอร์ออกไซด์อื่น ๆ ได้จาก BaO 2เช่นโซเดียม Na 2 O 2และเกลือแบเรียมอื่น ๆ
อ้างอิง
- SC Abrahams, J Kalnajs (พ.ศ. 2497). โครงสร้างผลึกของแบเรียมเปอร์ออกไซด์ Laboratory for Insulation Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA
- วิกิพีเดีย (2018) แบเรียมเปอร์ออกไซด์. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
- Atomistry (2012) แบเรียมเปอร์ออกไซด์. สืบค้นจาก: barium.atomistry.com
- Khohar et al. (2011) การศึกษาการเตรียมเครื่องชั่งในห้องปฏิบัติการและการพัฒนากระบวนการสำหรับแบเรียมเปอร์ออกไซด์ กู้คืนจาก: academia.edu
- PubChem (2019) แบเรียมเปอร์ออกไซด์. สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016) การเตรียมแบเรียมเปอร์ออกไซด์ ดึงมาจาก: prepchem.com