בריום מי חמצן (BaO2) מבנה, תכונות, המינוח ושימושים

ה חמצן בריום הוא תרכובת יונית ואי-אורגנית שנוסחה הכימי הוא BaO₂. להיות תרכובת יונית, זה מורכב יונים Ba²⁺ ו O₂^2-; האחרון הוא מה שמכונה אניון peroxide, ובגלל זה את BaO₂ רוכש את שמו. זה המקרה, באו₂ זהו חמצן אנאורגני.

ההאשמות של יונים שלה להראות איך זה מורכב מורכב מן האלמנטים. בריום המתכת, של קבוצה 2, מניב שני אלקטרונים למולקולת החמצן, OR₂, אשר האטומים שלהם לא להשתמש בהם כדי להיות מופחת אניונים תחמוצת, או^2-, אבל להישאר מאוחדים על ידי קישור פשוט, [O-O]^2-.

בריום חמצן הוא מוצק מוצק בטמפרטורת החדר, לבן עם גוונים אפרפר קל (התמונה העליונה). כמו כמעט כל פרוקסידים, זה חייב להיות מטופל ומאוחסנים בזהירות, שכן הוא יכול להאיץ את החמצון של חומרים מסוימים.

מכל הפרוקסידים שנוצרו על ידי המתכות של הקבוצה 2 (מר Becambara), BaO₂ זה תרמודינמית היציב ביותר מול הפירוק התרמי שלה. כאשר מחומם, הוא משחרר חמצן ומייצר תחמוצת בריום, BaO. באו יכול להגיב עם חמצן מהסביבה, בלחצים גבוהים, כדי ליצור את הבאו שוב₂.

אינדקס

• 1 מבנה
  • 1.1 אנרגיה סריג קריסטל
  • 1.2 הידראטים
• הכנה או סינתזה
• 3 מאפיינים
  • 3.1 מראה פיזי
  • 3.2 המסה המולקולרית
  • 3.3 צפיפות
  • 3.4 נקודת התכה
  • 3.5 נקודת רתיחה
  • 3.6 מסיסות במים
  • 3.7 פירוק תרמי
• 4 המינוח
• 5 שימושים
  • 5.1 מפיק חמצן
  • 5.2 מפיק מי חמצן
• 6 הפניות

מבנה

תא יחידת tetragonal של בריום חמצן מוצג בתמונה העליונה. באט קטיון ניתן לראות בתוכו²⁺ (כדורים לבנים), ואת אניונים₂^2- (כדורים אדומים). שים לב כי הכדורגל האדום מקושרים על ידי קשר יחיד, כך שהם מייצגים גיאומטריה ליניארית [O-O]^2-.

מתא זה יחיד, אתה יכול לבנות את גבישי BaO₂. אם נצפתה, אניון אני₂^2- זה נראה כי הוא מוקף שישה Ba²⁺, השגת אוקטאהדרון שקודקודיו לבנים.

מצד שני, ברור עוד יותר, כל Ba²⁺ הוא מוקף עשר O₂^2- (מרכז הכדור הלבן). כל הגביש מורכב בסדר קבוע זה בטווח הקצר והארוך.

אנרגיית סריג

אם בנוסף הכדורגל הלבן אדום הם נצפו, יצוין כי הם לא שונים מדי בגדלים שלהם או רדיוס יוניים. זה בגלל קטיון Ba²⁺ זה מאוד עצום, ואת האינטראקציות שלה עם אניון אני₂^2- טוב יותר לייצב את האנרגיה הרשתית של הגביש לעומת איך הם היו, למשל, cations Ca²⁺ ו Mg²⁺.

כמו כן, זה מסביר מדוע BaO הוא תחמוצות כדור הארץ אלקליין יציב ביותר: יונים Ba²⁺ ו O^2- הם שונים במידה ניכרת בגודל, לערער את הגבישים שלהם.

כפי שהוא יציב יותר, המגמה BaO הוא קטן יותר₂ כדי להתפרק כדי ליצור את BaO; בניגוד peroxides סרו₂, קאו₂ ו MGO₂, שתחמוצותיו יציבות יותר.

הידרטים

הבאו₂ ניתן למצוא בצורה של hydrates, אשר BaO₂∙ 12ay₂או שזה הכי יציב מכל; ולמעשה, זה הוא אחד משווק, במקום חמצן בריום נטול מים. כדי להשיג את נטול מים, BaO חייב להיות מיובש על 350 מעלות צלזיוס₂∙ 12ay₂או, במטרה לחסל את המים.

המבנה הגבישי שלו הוא גם tetragonal, אבל עם שמונה מולקולות H₂או אינטראקציה עם O₂^2- באמצעות קשרים מימן, ועם Ba²⁺ באמצעות אינטראקציות dipole-ion.

הידרים אחרים, אשר המבנים שלהם הם לא מידע רב על זה, הם: BaO₂∙ 10ay₂הו, באו₂Ayayay₂O ו באו₂∙ ח₂הו.

הכנה או סינתזה

ההכנה הישירה של בריום פרוקסיד מורכב חמצון של תחמוצת שלה. זה יכול לשמש מן barite מינרלים, או מן בריום מלח חנקה, Ba (NO₃)₂; שניהם עוברים חימום באווירה של אוויר או מועשר בחמצן.

שיטה נוספת היא להגיב Ba (NO) במדיום מימי קר₃)₂ עם נתרן פרוקסיד:

Ba (NO₃)₂ + Na₂הו₂ + xH₂O => באו₂∙ xH₂O + 2NNO₃

לאחר מכן את באדו הידרו₂∙ xH₂או שהוא נתון חימום, הוא מסונן וזה בסופו של דבר מתייבש באמצעות ואקום.

מאפיינים

מראה פיזי

זהו מוצק לבן שיכול להפוך אפרפר אם הוא מציג זיהומים (או BaO, Ba (OH)₂, או מינים כימיים אחרים). אם הוא מחומם לטמפרטורה גבוהה מאוד, זה ייתן להבות ירקרק, בשל מעברים אלקטרוניים של קטיונים Ba.²⁺.

המסה המולקולרית

169.33 גרם / mol.

צפיפות

5.68 גרם / מ"ל.

נקודת התכה

450 ° C.

נקודת רתיחה

800 ° C. ערך זה מסכים עם מה צריך להיות צפוי של תרכובת יונית; ואף יותר, של פרוקסיד יציב יותר אלקליין כדור הארץ. עם זאת, באו לא באמת רותח₂, אבל חמצן גזי הוא שוחרר כתוצאה הפירוק התרמי שלה.

מסיסות במים

מסיס עם זאת, זה יכול לאט לעבור הידרוליזה לייצר מי חמצן, H₂הו₂; ובנוסף לכך, מסיסותו בתמיסות מימיות עולה אם חומצה מדוללת מתווספת.

פירוק תרמי

משוואה כימית הבאה מראה את התגובה של פירוק תרמי סבלו BaO₂You

באאו₂ <=> 2BaO + O₂

התגובה היא בכיוון אחד רק אם הטמפרטורה היא מעל 800 ° C. אם מיד את הלחץ הוא גדל ואת הטמפרטורה יורדת, את כל BaO יהיה להפוך בחזרה לתוך BaO₂.

המינוח

דרך נוספת לקרוא את שם ה- BaO₂ זה בריום חמצן, על פי המינוח המסורתי; שכן בריום יכול להיות רק 2 valence תרכובות שלה.

בטעות, המינוח השיטתי משמש כדי להתייחס אליו כאל דו-תחמוצת בריום (binoxide), בהתחשב בכך שהוא תחמוצת ולא חמצן.

שימושים

מפיק חמצן

ביצוע השימוש של barite מינרלים (BaO), הוא מחומם עם טיוטות לחסל את תוכן החמצן שלה, בטמפרטורה סביב 700 מעלות צלזיוס.

אם חמצן וכתוצאה מכך נתון חימום חלש תחת ואקום, חמצן מתחדש מהר יותר ואת barite ניתן לעשות שימוש חוזר ללא הגבלת זמן כדי לאחסן ולייצר חמצן.

תהליך זה פותח באופן מסחרי על ידי ל 'ברין, מיושן כיום.

מפיק מי חמצן

בריום חמצן מגיב עם חומצה גופרתית לייצר מי חמצן:

באו₂ + ח₂לכן₄ => H₂הו₂ + BaSO₄

זהו מקור של H₂הו₂, מניפולציה מעל הכל עם מימן BaO שלה₂∙ 12ay₂הו.

על פי שני שימושים המוזכרים לעיל, ה- BaO₂ מאפשר פיתוח של O₂ ו - H₂הו₂, הן מחמצנים, בסינתזה אורגנית ובתהליכי הלבנה בתעשיית הטקסטיל והצביעה. זה גם סוכן חיטוי טוב.

בנוסף, מ BaO₂ חמצן אחר יכול להיות מסונתז, כגון נתרן, Na₂הו₂, ומלחי בריום אחרים.

הפניות

1. S.C. אברהמס, י 'קלניאס. (1954). המבנה הגבישי של בריום פרוקסיד. מעבדה לחקר בידוד, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, קיימברידג ', מסצ'וסטס, ארה"ב..
2. ויקיפדיה. (2018). תחמוצות בריום. מקור: en.wikipedia.org
3. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית). מק גרב היל.
4. אטומיסט (2012). תחמוצות בריום. מקור: barium.atomistry.com
5. Khokhar et al. (2011). מחקר של הכנת סולם מעבדה ופיתוח של תהליך עבור תחמוצת בריום. מקור: אקדמיה
6. PubChem. (2019). תחמוצות בריום. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. PrebChem. (2016). הכנת תחמוצת הברום. מקור: prepchem.com