Karbonat Barium Properties, Struktur Kimia, Penggunaan

The barium karbonat adalah garam anorganik logam barium, unsur terakhir dari kumpulan 2 jadual berkala dan kepunyaan logam alkali tanah. Formula kimianya adalah BaCO₃ dan ia boleh didapati di pasaran dalam bentuk serbuk putih kristal.

Bagaimana anda mendapatkannya? Logam barium terdapat dalam mineral, seperti barit (BaSO)₄) dan whiterita (BaCO)₃). Whiterite dikaitkan dengan mineral lain yang mengurangkan paras kemurnian dari kristal putih mereka sebagai pertukaran warna.

Untuk menjana BaCO₃ penggunaan sintetik adalah perlu untuk menghapuskan kekotoran whiterite, seperti yang ditunjukkan oleh tindak balas berikut:

BaCO₃(s, tidak suci) + 2NH₄Cl (s) + Q (haba) => BaCl₂(aq) + 2NH₃(g) + H₂O (l) + CO₂(g)

BaCl₂(aq) + (NH₄)₂CO₃(s) => BaCO₃(s) + 2NH₄Cl (aq)

Walau bagaimanapun, barit merupakan sumber utama barium, dan itulah sebabnya pengeluaran perindustrian sebatian barium bermula dari situ. Barium sulfida (BaS) disintesis dari mineral ini, produk dari mana sintesis sebatian lain dan BaCO₃:

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

BaS (s) + CO₂(g) + H₂O (l) => BaCO₃(s) + (NH₄)₂S (aq)

Indeks

• 1 Sifat fizikal dan kimia
  • 1.1 Penguraian terma
• 2 Struktur kimia
• 3 Kegunaan
• 4 Risiko
• 5 Rujukan

Sifat fizikal dan kimia

Ia adalah pepejal, putih dan padu kristal. Ia tidak berbau, tidak sedap dan berat molekulnya ialah 197.89 g / mol. Ia mempunyai kepadatan 4.43 g / mL dan tekanan wap yang tidak wujud.

Ia mempunyai indeks bias 1,529, 1,676, dan 1,677. The witherite memancarkan cahaya apabila ia menyerap radiasi ultraviolet: dari cahaya putih yang terang dengan nada kebiruan, hingga cahaya kuning.

Ia tidak larut dalam air (0.02 g / L) dan dalam etanol. Dalam larutan asid HCl membentuk garam larut barium klorida (BaCl₂), yang menjelaskan keterlarutan dalam media berasid ini. Dalam kes asid sulfurik, ia merebak sebagai BaSO garam yang tidak larut₄.

BaCO₃(s) + 2HCl (aq) => BaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O (l)

BaCO₃(s) + H₂SO₄(aq) => BaSO₄(s) + CO₂(g) + H₂O (l)

Oleh kerana ia adalah pepejal ionik, ia juga tidak larut dalam pelarut apolar. Barium karbonat cair pada 811 ºC; Sekiranya suhu meningkat sekitar 1380-1400 ºC, cecair masin mengalami penguraian bahan kimia dan bukannya mendidih. Proses ini berlaku untuk semua karbonat logam: MCO₃(s) => MO (s) + CO₂(g).

Penguraian terma

BaCO₃(s) => BaO (s) + CO₂(g)

Jika pepejal ionik dicirikan dengan sangat stabil, mengapa karbonat mengurai? Adakah logam M menukar suhu di mana padat terurai? Ion yang membentuk barium karbonat ialah Ba²⁺ dan CO₃^2-, kedua-dua besar (iaitu, dengan radii ion besar). CO₃^2- Ia bertanggungjawab untuk penguraiannya:

CO₃^2-(s) => O^2-(g) + CO₂(g)

Ion oksida (O^2-) terikat kepada logam untuk membentuk MO, oksida logam. MO menimbulkan struktur ionik baru di mana, sebagai peraturan umum, lebih banyak saiz ion yang sama, semakin stabil struktur yang dihasilkan (entalpi rangkaian). Sebaliknya berlaku jika M ion⁺ dan O^2- mereka mempunyai radiasi ion yang tidak sama rata.

Sekiranya enthalpy rangkaian untuk MO adalah besar, tindak balas penguraian lebih baik, memerlukan suhu pemanasan yang lebih rendah (titik mendidih yang lebih rendah).

Sebaliknya, jika MO mempunyai entalpi rangkaian kecil (seperti dalam kes BaO, di mana Ba²⁺ mempunyai jejari ionik yang lebih besar daripada O^2-) penguraian kurang digemari dan memerlukan suhu yang lebih tinggi (1380-1400ºC). Dalam kes-kes MgCO₃, CaCO₃ dan SrCO₃, mereka mengurai pada suhu yang lebih rendah.

Struktur kimia

Anion CO₃^2- mempunyai ikatan rangkap bergelombang di antara tiga atom oksigen, dua dari ini dikenakan caj negatif untuk menarik kation Ba²⁺.

Walaupun kedua-dua ion boleh dianggap sfera dikenakan, CO₃^2- ia mempunyai geometri satah trigonal (segitiga rata yang ditarik oleh tiga atom oksigen), mungkin menjadi "bantal" negatif untuk Ba²⁺.

Ion-ion ini berinteraksi secara elektrostatik untuk membentuk susunan kristal jenis ortorombik, dengan ikatan ion yang lebih besar.

Dalam hal ini, mengapa BaCO tidak larut?₃ di dalam air? Penjelasannya hanya berasaskan fakta bahawa ion-ion itu lebih stabil dalam kisi kristal, daripada terhidrasi oleh lapisan sfera molekul.

Dari sudut lain, molekul air mendapati sukar untuk mengatasi tarikan elektrostatik yang kuat antara kedua-dua ion tersebut. Di dalam rangkaian kristal ini, mereka boleh menimbulkan kekotoran yang memberi warna kepada kristal putih mereka.

Kegunaan

Sekilas, sebahagian daripada BaCO₃ mungkin tidak menjanjikan sebarang aplikasi praktikal dalam kehidupan sehari-hari, tetapi jika anda melihat kristal mineral whiterite, putih sebagai susu, ia mula masuk akal mengapa permintaan ekonomi anda.

Ia digunakan untuk membuat kacamata barium atau sebagai aditif untuk menguatkannya. Ia juga digunakan dalam pembuatan gelas optik.

Oleh kerana entalpi dan insolubility rangkaian yang hebat, ia digunakan dalam pembuatan pelbagai jenis aloi, karet, injap, penutup lantai, cat, seramik, pelincir, plastik, gris dan simen..

Begitu juga, ia digunakan sebagai racun untuk tikus. Dalam sintesis, garam ini digunakan untuk menghasilkan sebatian barium yang lain, dan dengan itu berfungsi sebagai bahan untuk peranti elektronik.

The BaCO₃ boleh disintesis sebagai nanopartikel, menyatakan pada skala yang sangat kecil sifat-sifat menarik baru whiterite. Nanopartikel ini digunakan untuk menghilangkan permukaan logam, khususnya pemangkin kimia.

Telah didapati meningkatkan pemangkin pengoksidaan, dan entah bagaimana nikmat penghijrahan molekul oksigen oleh permukaannya.

Mereka dianggap sebagai alat untuk mempercepat proses di mana oxygens diperbadankan. Dan, akhirnya, mereka digunakan untuk mensintesis bahan supramolekul.

Risiko

The BaCO₃ ia beracun dengan pengambilan, menyebabkan infiniti gejala yang tidak menyenangkan yang mengakibatkan kematian akibat kegagalan pernafasan atau penangkapan jantung; Atas sebab ini, tidak disyorkan untuk diangkut di sebelah barang yang boleh dimakan.

Ia menyebabkan kemerahan mata dan kulit, selain batuk dan sakit tekak. Ia adalah sebatian toksik, walaupun mudah dimanipulasi dengan tangan kosong jika pengingesannya dielakkan pada semua kos.

Ia tidak mudah terbakar, tetapi pada suhu tinggi ia mengurai membentuk BaO dan CO₂, produk toksik dan teroksidasi yang boleh membakar bahan-bahan lain.

Dalam organisma, barium disimpan dalam tulang dan tisu lain, menggantikan kalsium dalam banyak proses fisiologi. Ia juga menghalang saluran-saluran di mana perjalanan K ions⁺, mencegah penyebaran melalui membran sel.

Rujukan

1. PubChem. (2018). Barium Carbonate. Diperoleh pada 24 Mac, 2018, dari PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Wikipedia. (2017). Barium karbonat. Diperoleh pada 24 Mac, 2018, dari Wikipedia: en.wikipedia.org
3. ChemicalBook. (2017). Barium karbonat. Diperoleh pada 24 Mac, 2018, dari ChemicalBook: chemicalbook.com
4. Hong T., S. Brinkman K., Xia C. (2016). Nanopartikel Barium Karbonat sebagai Pemangkin Sinergistik untuk Reaksi Pengurangan Oksigen pada La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3! D Katod Bahan Bakar Solid-Oxide Cathodes. ChemElectroChem 3, 1 - 10.
5. Robbins Manuel A. (1983). Robbins Book Collector of Fluorescent Mineral. Penerangan mineral pendarfluor, p-117.
6. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik In Struktur pepejal mudah (edisi keempat, ms 99-102). Mc Graw Hill.