هيدروكسيد الباريوم (با (أوه) 2): الخصائص والمخاطر والاستخدامات - كيمياء - 2024

و هيدروكسيد الباريوم هو مركب كيميائي من صيغة با (OH) ₂ (H ₂ O) _س. إنها قاعدة قوية ويمكن أن تكون في شكل لا مائي أو أحادي الهيدرات أو أوكتوهيدرات. شكل أحادي الهيدرات ، المعروف أيضًا باسم ماء الباريت ، هو الأكثر شيوعًا واستخدامًا تجاريًا. يتم عرض هيكل المركبات اللامائية وأحادي الهيدرات في الشكل 1.

يمكن تحضير هيدروكسيد الباريوم بإذابة أكسيد الباريوم (BaO) في الماء: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. يتبلور على شكل أوكتاهيدراتي ، والذي يصبح أحادي الهيدرات عند التسخين في الهواء. عند 100 درجة مئوية تحت التفريغ ، سينتج أحادي الهيدرات BaO والماء.

الشكل 1: هيكل هيدروكسيد الباريوم اللامائي (يسار) ومونوهيدرات (يمين)

يعتمد مونوهيدرات على هيكل متعدد الطبقات (الشكل 2). تتبنى مراكز Ba ²⁺ هندسة ثماني السطوح. يرتبط كل مركز Ba ²⁺ بروابط مائية وستة روابط هيدروكسيد ، وهي على التوالي مزدوجة وثلاثية الجسور إلى مراكز Ba ²⁺ المجاورة.

في الثماني هيدرات ، مراكز Ba ²⁺ الفردية هي مرة أخرى ثمانية إحداثيات ولكنها لا تشترك في الروابط (Barium Hydroxide ، SF).

الشكل 2: التركيب البلوري لهيدروكسيد الباريوم.

خصائص هيدروكسيد الباريوم

هيدروكسيد الباريوم عبارة عن بلورات ثماني السطوح بيضاء أو شفافة. تفتقر إلى الرائحة ومذاق كاوي (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017). يظهر مظهره في الشكل 3 (IndiaMART InterMESH Ltd. ، SF).

الشكل 3: ظهور هيدروكسيد الباريوم.

الشكل اللامائي له وزن جزيئي قدره 171.34 جم / مول ، وكثافة 2.18 جم / مل ، ونقطة انصهار تبلغ 407 درجة مئوية ونقطة غليان تبلغ 780 درجة مئوية (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015).

يبلغ الوزن الجزيئي أحادي الهيدرات 189.355 جم / مول ، وكثافة 3.743 جم / مل ، ونقطة انصهار تبلغ 300 درجة مئوية (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015).

يبلغ الوزن الجزيئي لشكل الأوكتوهيدرات 315.46 جم / مول ، وكثافة 2.18 جم / مل ، ونقطة انصهار تبلغ 78 درجة مئوية (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015).

المركب قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء وغير قابل للذوبان في الأسيتون. إنها قاعدة قوية مع pKa 0.15 و 0.64 للأول والثاني OH ^- على التوالي.

يتفاعل هيدروكسيد الباريوم بشكل مشابه مع هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ، ولكنه أقل قابلية للذوبان في الماء. يحيد الأحماض طاردًا للحرارة لتشكيل الأملاح بالإضافة إلى الماء. يمكن أن يتفاعل مع الألومنيوم والزنك لتكوين أكاسيد معدنية أو هيدروكسيدات وتوليد غاز الهيدروجين.

يمكن أن تبدأ تفاعلات البلمرة في المركبات العضوية القابلة للبلمرة ، وخاصة الإيبوكسيدات.

يمكن أن تولد غازات قابلة للاشتعال و / أو سامة بأملاح الأمونيوم والنتريد والمركبات العضوية المهلجنة والمعادن المختلفة والبيروكسيدات والهيدروبيروكسيدات. تنفجر الخلائط مع اللثة المكلورة عند تسخينها أو سحقها (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE ، 2016).

يتحلل هيدروكسيد الباريوم إلى أكسيد الباريوم عند تسخينه إلى 800 درجة مئوية. التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون ينتج كربونات الباريوم. يخضع محلولها المائي القلوي للغاية لتفاعلات معادلة مع الأحماض. وبالتالي ، فإنه يشكل كبريتات الباريوم وفوسفات الباريوم مع أحماض الكبريتيك والفوسفوريك ، على التوالي.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

التفاعل مع كبريتيد الهيدروجين ينتج كبريتيد الباريوم. يمكن أن ينتج ترسيب العديد من أملاح الباريوم غير القابلة للذوبان أو الأقل قابلية للذوبان عن تفاعل استبدال مزدوج عندما يتم خلط محلول مائي من هيدروكسيد الباريوم مع العديد من محاليل أملاح معدنية أخرى.

ينتج عن خلط هيدروكسيد الباريوم المميأ الصلب مع كلوريد الأمونيوم الصلب في دورق تفاعل ماص للحرارة لإنتاج سائل ، مع تطور الأمونيا. تنخفض درجة الحرارة بشكل كبير إلى ما يقرب من -20 درجة مئوية (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2017).

Ba (OH) ₂ (s) + 2NH ₄ Cl (s) → BaCl ₂ (aq) + 2NH ₃ (g) + H ₂ O

الشكل 4: تفاعل ماص للحرارة بين هيدروكسيد الباريوم وكلوريد الأمونيوم.

يتفاعل Ba (OH) 2 مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج كربونات الباريوم. يتم التعبير عن ذلك من خلال التفاعل الكيميائي التالي:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

التفاعلية والمخاطر

يصنف هيدروكسيد الباريوم كمركب مستقر وغير قابل للاحتراق يتفاعل بسرعة وبطرد للحرارة مع الأحماض ، ولا يتوافق مع ثاني أكسيد الكربون والرطوبة. المركب سام ، وكقاعدة قوية ، فهو مادة أكالة.

يمكن أن يؤدي الاستنشاق أو البلع أو ملامسة المواد للجلد إلى إصابة خطيرة أو الوفاة. يمكن أن يتسبب ملامسة المادة المنصهرة في حروق شديدة في الجلد والعينين.

يجب تجنب ملامسة الجلد. قد تتأخر آثار التلامس أو الاستنشاق. يمكن أن ينتج عن الحريق غازات مزعجة و / أو أكالة و / أو سامة. يمكن أن تكون مياه الصرف الناتجة عن مكافحة الحرائق مسببة للتآكل و / أو سامة وتسبب التلوث.

اتصال العين

إذا لامس المركب العينين ، يجب فحص العدسات اللاصقة وإزالتها. يجب شطف العين على الفور بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل ، بماء بارد.

ملامسة الجلد

في حالة ملامسة الجلد ، يجب شطف المنطقة المصابة فورًا لمدة 15 دقيقة على الأقل بكمية كبيرة من الماء أو بحمض ضعيف ، مثل الخل ، مع إزالة الملابس والأحذية الملوثة. تغطية الجلد المتهيج بالمطريات.

اغسل الملابس والأحذية قبل إعادة استخدامها. إذا كان التلامس شديدًا ، اغسله بصابون مطهر وقم بتغطية الجلد الملوث بكريم مضاد للبكتيريا.

استنشاق

في حالة الاستنشاق ، يجب نقل الضحية إلى مكان بارد. إذا لم يتنفس ، يتم إعطاء تنفس صناعي. إذا كان التنفس صعبًا ، أعط الأكسجين.

ابتلاع

إذا تم ابتلاع المركب ، فلا ينبغي أن يسبب القيء. قم بفك الملابس الضيقة مثل طوق القميص أو الحزام أو ربطة العنق.

في جميع الحالات ، يجب الحصول على عناية طبية فورية (صحيفة بيانات سلامة المواد هيدروكسيد الباريوم أحادي الهيدرات ، 2013).

التطبيقات

1- الصناعة

صناعيًا ، يستخدم هيدروكسيد الباريوم كمقدمة لمركبات الباريوم الأخرى. يستخدم مونوهيدرات لتجفيف وإزالة الكبريتات من المنتجات المختلفة. يستغل هذا التطبيق قابلية الذوبان المنخفضة للغاية لكبريتات الباريوم. ينطبق هذا التطبيق الصناعي أيضًا على الاستخدامات المختبرية.

يستخدم هيدروكسيد الباريوم كمادة مضافة في اللدائن الحرارية (مثل الراتنجات الفينولية) والخدوش ومثبتات PVC لتحسين خصائص البلاستيك. تُستخدم هذه المادة كمادة مضافة للأغراض العامة لزيوت التشحيم والشحوم.

تشمل التطبيقات الصناعية الأخرى لهيدروكسيد الباريوم تصنيع السكر ، والصابون ، وتصبن الدهون ، وذوبان السيليكات ، والتوليف الكيميائي لمركبات الباريوم الأخرى والمركبات العضوية (BARIUM HYDROXIDE ، SF).

2- المختبر

يستخدم هيدروكسيد الباريوم في الكيمياء التحليلية لمعايرة الأحماض الضعيفة ، وخاصة الأحماض العضوية. يضمن محلولها المائي الصافي أن يكون خاليًا من الكربونات على عكس هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم لأن كربونات الباريوم غير قابلة للذوبان في الماء.

يسمح هذا باستخدام مؤشرات مثل الفينول فثالين أو ثيمول فثالين (مع تغيرات اللون القلوي) دون التعرض لخطر أخطاء المعايرة الناتجة عن وجود أيونات الكربونات ، والتي تكون أقل أساسية (Mendham، Denney، Barnes، & Thomas، 2000).

يستخدم هيدروكسيد الباريوم أحيانًا في التخليق العضوي كقاعدة قوية ، على سبيل المثال للتحلل المائي للإسترات والنتريل:

يستخدم هيدروكسيد الباريوم أيضًا في نزع الكربوكسيل من الأحماض الأمينية التي تطلق كربونات الباريوم في العملية.

كما أنه يستخدم في تحضير السيكلوبنتانون ، وكحول دياسيتون وجاما لاكتون D-Gulonic.

3- محفز في تفاعل Wittig-Horner

تفاعل Wittig-Horner ، المعروف أيضًا باسم تفاعل Horner-Wadsworth-Emmons (أو تفاعل HWE) هو تفاعل كيميائي يستخدم في الكيمياء العضوية لتثبيت الكربونات من الفوسفونات مع الألدهيدات (أو الكيتونات) لإنتاج الألكينات الإلكترونية في الغالب (عبر).

يتم تحفيز تفاعل Wittig-Horner soncochemical بواسطة هيدروكسيد الباريوم المنشط ويتم تنفيذه في ظروف واجهة صلبة سائلة.

تحدث عملية سونكيميائية في درجة حرارة الغرفة وبوزن محفز أقل ووقت رد فعل أقل من العملية الحرارية. في ظل هذه الظروف ، يتم الحصول على عوائد مماثلة لتلك الناتجة عن العملية الحرارية.

في عمل (JV Sinisterra ، 1987) تم تحليل التأثير على أداء زمن الصوتنة ووزن المحفز والمذيب. يجب إضافة كميات صغيرة من الماء حتى يحدث التفاعل.

يتم تحليل طبيعة الموقع النشط للمحفز الذي يعمل في العملية. تم اقتراح آلية ETC لعملية سونوتشيميكال.

4- استخدامات أخرى

لهيدروكسيد الباريوم استخدامات أخرى. يتم استخدامه لعدد من الأغراض ، مثل:

• صناعة القلويات.
• زجاج المبنى.
• تقسية المطاط الصناعي.
• مثبطات التآكل.
• مثل سوائل الحفر ومبيدات الآفات ومواد التشحيم.
• لعلاج المرجل.
• لتكرير الزيوت النباتية والحيوانية.
• للرسم في الهواء الطلق.
• في تليين الماء.
• كعنصر في العلاجات المثلية.
• لتنظيف الانسكابات الحمضية.
• كما أنها تستخدم في صناعة السكر لتحضير سكر البنجر.
• مواد بناء.
• المنتجات الكهربائية والإلكترونية.
• اغطية الارضية.

المراجع

1. هيدروكسيد الباريوم مونوهيدرات. (2016). تم الاسترجاع من المواد الكيميائية: comochemicals.noaa.gov.
2. هيدروكسيد الباريوم. (سادس). تم الاسترجاع من معمل الكيمياء: chemistrylearner.com.
3. هيدروكسيد الباريوم. (سادس). تعافى من chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH Ltd.. (سادس). هيدروكسيد الباريوم. تم الاسترجاع من indiamart: dir.indiamart.com.
5. سينيسترا ، AF (1987). Ba (OH) 2 كمحفز في التفاعلات العضوية. 17. تفاعل Wittig-Horner الصلبة والسائلة البينية تحت ظروف سونوكيميائية. مجلة الكيمياء العضوية 52 (17) ، 3875-3879. Researchgate.net.
6. ورقة بيانات سلامة المواد هيدروكسيد الباريوم مونوهيدرات. (2013 ، 21 مايو). تم الاسترجاع من sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. ميندهام ، جيه ، ديني ، آر سي ، بارنز ، جي دي ، وتوماس ، إم جي (2000). التحليل الكيميائي الكمي لفوغل (الطبعة السادسة). نيويورك: برنتيس هول.
8. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (2017 ، 28 مارس). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ الرقم التعريفي للعميل = 16211219. تم الاسترجاع من PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). هيدروكسيد الباريوم. تعافى من chemspider: chemspider.com.
10. الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). هيدرات هيدروكسيد الباريوم (1: 2: 1). تعافى من chemspider: chemspider.com.
11. الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). هيدرات ثنائي هيدروكسي باريوم (1: 1). تعافى من chemspider: chemspider.com.
12. الجمعية الملكية للكيمياء. (2017). تفاعلات صلبة صلبة ماصة للحرارة. تم الاسترجاع من: Learn-chemistry: rsc.org.