Barijev oksid: priprema i uporaba

12. 4. 2019.

Raznolikost svijeta ne prestaje zadiviti čovječanstvo. Istraživači nam otvaraju nove horizonte na temelju rezultata prethodne generacije. U tom smislu, kemija je znanost koja se ne može u potpunosti proučiti, suvremena tehnološka rješenja pronalaze najoptimalnija i najzahtjevnija područja primjene za elemente koji su već poznati čovječanstvu. XIX stoljeće bilo je vrijeme otkrića, XXI. - razdoblje njihovog učinkovitijeg korištenja. Na primjer, barijev oksid je tvar koja se proučava na više strana, ali tko zna koje će nove tehnologije biti povezane s njom u budućnosti.

barij

Alkalno-zemni metal, koji je dio kore, privukao je pozornost kemičara u 18. stoljeću. Prvi spomen ovog elementa povezan je s njegovim kisikovim spojem - barijevim oksidom. Ima vrlo veliku gustoću za svoj tip, pa je dobila ime “teški”, koji je kasnije postao naziv samog elementa. Metal je kemijski aktivan, tako da je za dobivanje u čistom obliku potrebno provesti niz reakcija u prisutnosti katalizatora. Najčešći u prirodi mineral koji sadrži barij je njegov sulfat BaSO 4 (teški spar barit) i BaCO 3 (witterite). Upravo je s tim spojevima povezan postupak dobivanja tvari kao što je barijev oksid. U budućnosti se koristi za izoliranje metala u čistom obliku i ima vlastite pravce primjene.

barijev oksid

Najvažniji spojevi

Kao i svi tipični metali, barij ulazi u kemijsku reakciju s kisikom, a dobivena tvar ovisi o uvjetima procesa i katalizatoru. Na primjer, jednostavna reakcija oksida s vodom omogućuje stvaranje Ba (OH) 2- barijevog hidroksida. Barijev oksid se dobiva iz nitrata. Tipični spojevi sa svim halogenima: BaF2, BaCI2, BaI2, BaS, BaBr2. Nastajanje nitrata, sulfida, sulfata nastaje uslijed interakcije minerala s odgovarajućim kiselinskim otopinama. Danas se koriste svi najvažniji spojevi barija. No, nemoguće je isključiti nova otkrića u području uporabe ove tvari, s porastom tehnološke djelotvornosti uređaja, njezina će se vrijednost samo povećati kako na razini industrije, tako i na razini kućanstva.

barijev hidroksid barijev oksid

oksidi

Binarna veza kemijskog elementa s kisikom najčešći je oblik tvari u prirodi. U ovom slučaju oksidi tvore metale i ne-metale. To je svojstvo elementa u interakciji s kisikom koji je postao osnova za formiranje periodnog sustava Mendeleev DI.Za metaluršku industriju proces njegove proizvodnje iz oksida je najprihvatljiviji način za ekstrakciju tvari. Prirodna ruda metala (metalne soli) podvrgnuta je različitim kemijskim utjecajima u cilju dobivanja oksida. U pravilu ovaj proces prati zagrijavanje do željene temperature. Barijev oksid nije iznimka. Formula dobivene tvari je: BaO. Oksidi se mogu dobiti na druge načine. Na primjer, iz samih hidroksida, soli i viših oksida oksidacijska stanja.

formula barijevog oksida

Barijev oksid

Prije svega, treba napomenuti da su svi spojevi ovog metala toksični (iznimka je sulfat), stoga je pri radu potrebno poštivati ​​osnovna pravila sigurnosti. To se odnosi na mnoge kemijske elemente. Drugo ime - bezvodni barit - ne treba miješati sa sulfatom, koji je prirodni mineral. Pod normalnim (standardnim) uvjetima bijeli kristali ili prah, ponekad bezbojni s tipičnom rešetkom kubičnog izgleda, su spoj metala s kisikom i nazivaju se barijev oksid. Formula tvari je BaO. Tehnička modifikacija oksida može imati sivu boju, koja mu daje ugljen, koji nije potpuno uklonjen iz sastava.

jednadžba barijevog oksida

Fizička svojstva

Tipično agregatno stanje oksida je kruto, gustoća je 5,72 (20 ° C), molarna masa je 153,34 g / mol. Spoj ima prilično visoku toplinsku vodljivost od 4,8-7,8 W / (mK) (80-1100 K), a vatrostalnost točke vrenja je 2000 ° C, temperatura taljenja je 1920 ° C.

recepcija

Postoji nekoliko načina za izoliranje tvari kao što je barijev oksid. Koriste se u skladu s namjenom i količinom dobivene tvari. Sve su metode prikladne za laboratorijske i industrijske uvjete, pa proizvođač odabire kako će dobiti barijev oksid. Primjenjive metode:

  1. Kalcinacija precipitiranog barijevog nitrata, koji nastaje oslobađanjem čistog kisika. 2Ba (NO3) 2 = 2BaO + 4NO2 + O2.
  2. Barij reagira s kisikom. 2Ba + O2 = 2BaO. Katalizator je temperatura od 500-600 ° C, u ovom slučaju je moguća proizvodnja peroksida. 2Ba + O2 = 2BaO2. Nakon daljnjeg zagrijavanja do 700 ° C, tvar se raspada u slobodni kisik i barijev oksid.
  3. Za proces razgradnje barijevog karbonata do oksida i ugljični dioksid potrebno je izlaganje visokoj temperaturi. BaCO3 = BaO + COz. Da bi se dobila čišća konačna tvar, potrebno je ukloniti višak ugljičnog dioksida.

kako dobiti barijev oksid

Kemijska svojstva

Većina binarnih metalnih spojeva s kisikom pokazuje osnovna svojstva. Jednadžba barijevog oksida (formula BaO) pokazuje da ta tvar pripada upravo takvim oksidima. Štoviše, ovaj spoj je sol-formiranje. Tipične kemijske interakcije događaju se sa sljedećim razredima tvari:

  1. Interakcija s vodom odvija se vrlo brzo, uz oslobađanje topline i stvaranje alkalne otopine. BaO + H20 = Ba (OH) 2 .
  2. Oksid u interakciji s kisikom u prisutnosti katalizatora (visoka temperatura od 600-500 ° C), rezultat je peroksid, koji se dalje razlaže na sastavne dijelove za ekstrakciju čistog metala ili oksida. U tom slučaju potrebno je povećati zagrijavanje do 700 ° C. 2Ba + O2 = 2BaO2.
  3. Kako tipično osnovni oksid barij reagira s kiselinama, kao rezultat kemijske reakcije, dobiva se voda i odgovarajuća sol. BaO + H2O4 = H20 + BaS04 ili BaO + 2HCl = H20 + BaC12 .
  4. Kiseli oksidi reagiraju sa BaO, rezultat interakcije su soli. BaO + CO2 = BaCO3 ili BaO + SO3 = BaS04.
  5. Da bi se oslobodio čisti barij, oksid se kalcinira s metalima koji preuzimaju izlučeni kisik. To su silicij, aluminij, cink ili magnezij.

s barijevim oksidom

primjena

Barij i njegovi spojevi daju vrlo snažnu svjetlinu boje prilikom premazivanja površine drugih tvari. Stoga su manganovi i barijev oksidi mjerne jedinice koeficijenta svjetline. Koristi se za dobivanje zelene boje kod pirotehnike, s dekorativnim ukrasom koji se sastoji od glazura i emajla. Niska cijena obrade i proizvodnje, visoka razina proizvodnje topline omogućuje korištenje oksida kao katalizatora pri izvođenju kemijskih reakcija. Konkretno, ova tvar se koristi za izoliranje čistog metala (Ba), da se dobije hidroksid i peroksid. Proizvodnja keramike koja se koristi na najnižim temperaturama (tekući dušik), pojavljuje se s barijevim oksidom. Postupak sinteze uključuje metale rijetkih zemalja i bakrov oksid. Raspon primjene tvari u izradi instrumenata je vrlo širok. Barijev oksid se koristi za pokrivanje oscilografskih i televizijskih cijevi, raznih vrsta katoda i elektroničkih vakuumskih proizvoda. Služi kao aktivna masa za snažne bakrene oksidne baterije. Barijev oksid je jedan od glavnih elemenata u sastavu stakla, koji ima vrlo specifičan smjer uporabe, a služi za premazivanje površine štapića uranija. Za stvaranje optičkih stakala ova tvar je također neophodna.