Barium peroksida (BaO2) struktur, sifat, tatanama dan kegunaan

The barium peroksida adalah sebatian ionik dan bukan organik yang formula kimianya adalah BaO₂. Sebagai sebatian ionik, ia terdiri daripada ion Ba²⁺ dan O₂^2-; yang terakhir adalah apa yang dikenali sebagai anion peroksida, dan oleh itu BaO₂ memperoleh namanya. Itu yang berlaku, BaO₂ Ia adalah peroksida anorganik.

Tuduhan ion-ionnya menunjukkan bagaimana sebatian ini terbentuk dari unsur-unsur. Logam barium, kumpulan 2, menghasilkan dua elektron ke molekul oksigen, OR₂, atom yang tidak menggunakannya untuk dikurangkan kepada anion oksida, ATAU^2-, tetapi untuk kekal bersatu dengan satu pautan yang mudah, [O-O]^2-.

Barium peroksida adalah pepejal berbutir pada suhu bilik, putih dengan nada kelabu yang sedikit (imej atas). Seperti hampir semua peroksida, ia mesti dikendalikan dan disimpan dengan berhati-hati, kerana ia dapat mempercepat pengoksidaan bahan-bahan tertentu.

Daripada semua peroksida yang dibentuk oleh logam kumpulan 2 (Encik Becambara), BaO₂ ia adalah termodinamika yang paling stabil dalam menghadapi penguraian habanya. Apabila dipanaskan, ia mengeluarkan oksigen dan menghasilkan barium oksida, BaO. BaO boleh bertindak balas dengan oksigen dari alam sekitar, dengan tekanan tinggi, untuk membentuk BaO sekali lagi₂.

Indeks

• 1 Struktur
  • 1.1 Kekisi kekisi kristal
  • 1.2 Hidrat
• 2 Penyediaan atau sintesis
• 3 Hartanah
  • 3.1 Penampilan fizikal
  • 3.2 jisim molekul
  • 3.3 Ketumpatan
  • 3.4 Tahap lebur
  • 3.5 Titik didih
  • 3.6 Keterlarutan dalam air
  • 3.7 Penguraian terma
• 4 Nomenklatur
• 5 Kegunaan
  • 5.1 Pengeluar oksigen
  • 5.2 Pengeluar hidrogen peroksida
• 6 Rujukan

Struktur

Sel unit tetragonal barium peroksida ditunjukkan pada imej atas. Ba kation boleh dilihat di dalamnya²⁺ (bola putih), dan anion O₂^2- (sfera merah). Perhatikan bahawa sfera merah dihubungkan oleh ikatan tunggal, jadi ia mewakili geometri linear [O-O]^2-.

Dari sel unit ini, BaO kristal boleh dibina₂. Sekiranya diperhatikan, anion O₂^2- ia dilihat bahawa ia dikelilingi oleh enam Ba²⁺, mendapatkan octahedron yang bersudut putih.

Sebaliknya, lebih jelas lagi, setiap Ba²⁺ dikelilingi oleh sepuluh O₂^2- (sfera pusat putih). Semua kristal terdiri daripada perintah tetap ini dalam jangka pendek dan panjang.

Tenaga kekisi kristal

Jika di samping itu, bola merah putih diperhatikan, ia akan diperhatikan bahawa mereka tidak terlalu banyak perbezaan dalam saiz mereka atau radiasi ionik. Ini kerana kation²⁺ Ia sangat besar, dan interaksinya dengan anion O₂^2- lebih baik menstabilkan tenaga retikular kristal berbanding bagaimana mereka akan, sebagai contoh, kation Ca²⁺ dan Mg²⁺.

Juga, ini menjelaskan mengapa BaO adalah oksida bumi alkali yang paling tidak stabil: ion Ba²⁺ dan O^2- Mereka berbeza jauh dalam saiz, mengganggu kestabilan kristal mereka.

Kerana ia lebih tidak stabil, trend BaO lebih kecil₂ untuk menguraikan untuk membentuk BaO; tidak seperti peroksida SrO₂, CaO₂ dan MgO₂, oksida yang lebih stabil.

Hidrat

The BaO₂ boleh didapati dalam bentuk hidrat, yang mana BaO₂∙ 8H₂Atau ia adalah yang paling stabil dari semua; dan sebenarnya, ini adalah yang dipasarkan, bukan barium peroksida anhydrous. Untuk mendapatkan anhydrous, BaO mesti dikeringkan pada 350 ° C₂∙ 8H₂Atau, dengan tujuan menghapuskan air.

Struktur kristalnya juga tetragonal, tetapi dengan lapan molekul H₂Atau berinteraksi dengan O₂^2- melalui ikatan hidrogen, dan dengan Ba²⁺ melalui interaksi dipole-ion.

Hidrat lain, yang strukturnya tidak banyak maklumat mengenainya, adalah: BaO₂∙ 10H₂O, BaO₂∙ 7H₂O dan BaO₂∙ H₂O.

Penyediaan atau sintesis

Penyediaan langsung barium peroksida terdiri daripada pengoksidaan oksidanya. Ini boleh digunakan daripada barit mineral, atau dari barium nitrat garam, Ba (NO₃)₂; kedua-duanya menjalani pemanasan dalam suasana udara atau diperkaya dengan oksigen.

Kaedah lain ialah bertindak balas Ba (NO) dalam medium berair sejuk₃)₂ dengan natrium peroksida:

Ba (NO₃)₂ + Na₂O₂ + xH₂O => BaO₂∙ xH₂O + 2NaNO₃

Kemudian BaO terhidrat₂∙ xH₂Atau ia tertakluk kepada pemanasan, ia ditapis dan ia berakhir dengan pengeringan menggunakan vakum.

Hartanah

Penampilan fizikal

Ia adalah pepejal putih yang boleh menjadi abu-abu jika ia memberikan kekotoran (sama ada BaO, Ba (OH)₂, atau spesies kimia lain). Sekiranya ia dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi, ia akan melepaskan api kehijauan, kerana peralihan elektronik kation Ba.²⁺.

Jisim molekul

169.33 g / mol.

Ketumpatan

5.68 g / mL.

Titik lebur

450 ° C.

Titik didih

800 ° C Nilai ini sepadan dengan apa yang perlu dijangkakan daripada sebatian ionik; dan lebih banyak lagi, peroksida bumi alkali yang lebih stabil. Walau bagaimanapun, BaO tidak benar-benar mendidih₂, tetapi oksigen gas dilepaskan akibat penguraian terma.

Kelarutan dalam air

Tidak larut Bagaimanapun, ia boleh secara perlahan menjalani hidrolisis untuk menghasilkan hidrogen peroksida, H₂O₂; dan di samping itu, kelarutan dalam medium berair meningkat jika asid cair ditambah.

Penguraian terma

Persamaan kimia berikut menunjukkan reaksi penguraian terma yang dialami oleh BaO₂:

2BaO₂ <=> 2BaO + O₂

Reaksi adalah satu arah hanya jika suhu melebihi 800 ° C. Sekiranya tekanan serta-merta bertambah dan suhu berkurangan, seluruh BaO akan diubah kembali ke BaO₂.

Tatanama

Satu lagi cara untuk menamakan BaO₂ ia adalah barium peroksida, mengikut tatanama tradisional; kerana barium hanya boleh mempunyai valensi +2 dalam sebatiannya.

Sebenarnya, tatanama yang sistematik digunakan untuk merujuknya sebagai barium dioksida (binoxida), menganggapnya sebagai oksida dan bukan peroksida.

Kegunaan

Pengeluar oksigen

Menggunakan barit mineral (BaO), ia dipanaskan dengan draf untuk menghapuskan kandungan oksigennya, pada suhu sekitar 700 ° C.

Sekiranya peroksida yang dihasilkan tertakluk kepada pemanasan yang lemah di bawah vakum, oksigen menghasilkan lebih cepat dan barit boleh digunakan semula untuk menyimpan dan menghasilkan oksigen selama-lamanya.

Proses ini disusun secara komersial oleh L. D. Brin, kini sudah usang.

Pengeluar hidrogen peroksida

Barium peroksida bertindak balas dengan asid sulfurik untuk menghasilkan hidrogen peroksida:

BaO₂ + H₂SO₄ => H₂O₂ + BaSO₄

Maka itu adalah sumber H₂O₂, dimanipulasi di atas semua dengan hidrat BaOnya₂∙ 8H₂O.

Menurut kedua-dua penggunaan tersebut, BaO₂ membolehkan pembangunan O₂ dan H₂O₂, kedua-dua agen pengoksidaan, dalam sintesis organik dan dalam proses pemutihan dalam industri tekstil dan dye. Ia juga merupakan agen disinfektan yang baik.

Di samping itu, dari BaO₂ Peroksida lain boleh disintesis, seperti natrium, Na₂O₂, dan garam barium lain.

Rujukan

1. S.C. Abrahams, J Kalnajs. (1954). Struktur kristal barium peroksida. Makmal Penyelidikan Penebat, Institut Teknologi Massachusetts, Cambridge, Massachusetts, U.S.A..
2. Wikipedia. (2018). Barium peroksida. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
3. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
4. Atom (2012). Barium peroksida. Diperolehi daripada: barium.atomistry.com
5. Khokhar et al. (2011). Kajian Penyediaan Skala Makmal dan Pembangunan Proses untuk Barium Peroksida. Diperolehi daripada: academia.edu
6. PubChem. (2019). Barium peroksida. Diperolehi daripada: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. PrebChem. (2016). Penyediaan barium peroksida. Diperolehi daripada: prepchem.com