أكسيد الباريوم (حمام): الهيكل ، الخصائص ، الاستخدامات ، المخاطر - كيمياء - 2025

يتكون أكسيد الباريوم من ذرة صلبة غير عضوية الباريوم (Ba) والأكسجين (O). صيغته الكيميائية هي BaO. إنها مادة صلبة بلورية بيضاء وهي ماصة للرطوبة ، أي أنها تمتص الرطوبة من الهواء ، لكنها بذلك تتفاعل معها.

يؤدي التفاعل السريع لأكسيد الباريوم مع الماء إلى استخدامه في معامل التحليل الكيميائي حتى يجف ، أي إزالة الماء من المذيبات العضوية ، وهي مركبات سائلة تعمل على إذابة المواد الأخرى.

أكسيد الباريوم BaO صلب. ليم. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يتصرف BaO كقاعدة قوية ، لذلك يتفاعل مع العديد من أنواع الأحماض. على سبيل المثال ، يتفاعل بسهولة مع ثاني أكسيد الكربون CO _{2 في} الهواء لتكوين كربونات الباريوم BaCO ₃.

يتم استخدامه في تصنيع البوليمرات لكابلات الطاقة وكمكون للراتنجات لإغلاق الثقوب في الأسنان التي تم علاجها.

يستخدم أكسيد الباريوم (BaO) أيضًا في صناعة السيراميك ، سواء لتغطيته بالتزجيج أو لتصنيعه. كما أنها تستخدم في مخاليط الأسمنت لزيادة قوة الضغط للمنتج النهائي.

بناء

يتكون أكسيد الباريوم BaO من كاتيون Ba ²⁺ وأكسجين O ₂ ^- أنيون.

أيونات أكسيد الباريوم BaO. المؤلف: Marilú Stea.

تشكل BaO في بلوراتها شبكات أيونية مكعبة (على شكل مكعب) من نوع كلوريد الصوديوم.

هيكل بلوري على شكل مكعب لأكسيد الباريوم BaO مماثل لكلوريد الصوديوم. الأخضر: الباريوم. أزرق: أكسجين. Benjah-bmm27 (نقاش · مساهمات). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

تكوين الإلكترون لأيون الباريوم هو: 6s ⁰ لأنه فقد إلكترونين من غلاف 6s. هذا التكوين مستقر للغاية.

التسمية

- أكسيد الباريوم

-أول أكسيد الباريوم

الخصائص الفيزيائية

الحالة الفيزيائية

مادة صلبة بلورية بيضاء مائلة للصفرة.

الوزن الجزيئي الغرامي

153.33 جم / مول

نقطة الانصهار

1923 درجة مئوية

نقطة الغليان

حوالي 2000 درجة مئوية.

كثافة

5.72 جم / سم ³

الذوبان

قليل الذوبان في الماء: 3.8 جم / 100 مل عند 20 درجة مئوية.

الخواص الكيميائية

يتفاعل أكسيد الباريوم BaO بسرعة مع الماء ، مما يعطي الحرارة ويشكل محلول تآكل من هيدروكسيد الباريوم Ba (OH) ₂ ، وهو أكثر هيدروكسيد قابل للذوبان في هيدروكسيدات فلز الأرض القلوية.

BaO + H ₂ O → Ba (OH) ₂

BaO هي قاعدة قوية. يتفاعل بشكل طارد للحرارة (أي مع تطور الحرارة) مع جميع أنواع الأحماض.

مع CO ₂ ، يتفاعل BaO لتشكيل كربونات الباريوم BaCO ₃.

BaO + CO ₂ → BaCO ₃

BaO هو مادة استرطابية ، لذلك إذا تُركت مكشوفة للبيئة ، فإنها تنضم شيئًا فشيئًا مع رطوبة الهواء ، مكونًا Ba (OH) ₂ الذي يتحد مع ثاني أكسيد الكربون CO ₂ في الهواء ليعطي كربونات الباريوم BaCO ₃.

عندما يتم تسخين أول أكسيد الباريوم BaO في وجود الهواء فإنه يتحد مع الأكسجين لتكوين بيروكسيد الباريوم BaO ₂. رد الفعل قابل للعكس.

2 BaO + O ₂ ⇔ 2 BaO ₂

في وجود الماء ، يمكن أن يتفاعل مع الألمنيوم Al أو الزنك Zn ، مكونًا أكاسيد أو هيدروكسيدات المعادن المذكورة وتوليد غاز الهيدروجين H ₂.

قد يبدأ بلمرة المركبات العضوية القابلة للبلمرة ، مثل الإيبوكسيدات.

المخاطر

قد تكون سامة عن طريق الابتلاع. يجب ألا يتلامس مع الجلد. إنه مهيج للعينين والجلد والجهاز التنفسي. يمكن أن يكون ضارًا بالجهاز العصبي. إنه قادر على التسبب في انخفاض مستويات البوتاسيوم ، مما يؤدي إلى اضطرابات القلب والعضلات.

الحصول

يمكن الحصول على أكسيد الباريوم BaO عن طريق تسخين كربونات الباريوم BaCO ₃ بالفحم. يتكون BaO ويتطور غاز أول أكسيد الكربون CO.

BaCO ₃ + C → BaO + 2 CO

التطبيقات

كمجفف للمذيبات العضوية

نظرًا لسهولة التفاعل مع الماء ، فقد تم استخدام BaO منذ منتصف القرن الماضي كمجفف للبنزين والمذيبات العضوية الأساسية أو المحايدة.

BaO هو تجفيف نشط للغاية حوله ، فهو يمتص الرطوبة بسرعة كبيرة ، مع تطور كبير للحرارة ، مكونًا هيدروكسيد الباريوم Ba (OH) ₂ وهو ثابت حتى 1000 درجة مئوية. لهذا السبب ، يمكن استخدام BaO في درجات حرارة عالية.

كما أن لديها قدرة عالية على امتصاص الماء. لكل جزيء من BaO ، يمكن امتصاص جزيء واحد من الماء ويمكن أيضًا أن يمتص Ba (OH) ₂ الناتج كمية معينة من الماء.

وهي مناسبة لمختبرات الكيمياء التحليلية. انها ليست لزجة.

يمكن استخدامه في المجففات وهي عبارة عن عبوات زجاجية كبيرة بغطاء حيث تبقى البيئة الداخلية جافة. يحافظ BaO على جفاف الجو المصغر للمجفف.

مجففات في المختبر. يتم وضع المجفف الصلب مثل BaO في الجزء السفلي من القاعدة. كان القائم بالتحميل الأصلي هو Rifleman 82 في ويكيبيديا الإنجليزية.. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

تستخدم هذه المجففات لوضع المواد أو الكواشف وبالتالي منعها من امتصاص الماء من البيئة.

كما انها تستخدم لتجفيف الغازات الأساسية مثل NH ₃ الأمونيا.

في مصابيح التفريغ

يتم وضع BaO على أقطاب مصابيح التفريغ كمادة تنبعث منها الإلكترون.

تصنع مصابيح التفريغ من أنبوب زجاجي أو كوارتز أو مادة أخرى مناسبة ، وتحتوي على غاز خامل وفي معظم الحالات بخار معدني. يمكن أن يكون البخار المعدني صوديوم أو زئبق.

مصباح الزئبق. ديمتري ج. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يحدث التفريغ الكهربائي داخل الأنبوب لأنه يحتوي على قطب كهربائي موجب وسالب.

يتم وضع BaO على أقطاب المصباح. تتصادم الإلكترونات التي تنبعث منها مع ذرات بخار المعدن وتنقل الطاقة إليها.

يؤدي تمرير تيار كهربائي عبر هذا الغاز أو البخار إلى إنتاج ضوء مرئي أو أشعة فوق بنفسجية (UV).

في صناعة السيراميك

يستخدم BaO في تركيبات طلاء السيراميك.

واجهة المبنى مغطاة بالسيراميك المصقول. بيني مايز / الواجهة الزجاجية. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

ومع ذلك ، فقد تم اختباره أيضًا كمادة مضافة في تحضير الزجاج والسيراميك.

يعمل BaO بشكل فعال على تحسين الخصائص الميكانيكية والمقاومة الكيميائية لهذا النوع من السيراميك. له تأثير قوي على الخصائص الحرارية وتكوين المرحلة البلورية للمواد التي تم الحصول عليها.

في تحضير مخاليط الأسمنت

تم اختبار BaO كعنصر من مكونات الأسمنت الفسفوري.

هذا النوع من الأسمنت مفيد في البيئات البحرية ، حيث أنه ليس لديه نفس الميل للترطيب مثل الأنواع الأخرى من الأسمنت ، لذلك لا يعاني من تكوين المسام أو التمدد.

ومع ذلك ، تحتاج الأسمنت الفسفوري إلى التعزيز في أدائها الميكانيكي من أجل مقاومة التيارات المحيطية والضربات من قطع الجليد العائمة الموجودة في المحيط.

تعمل إضافة BaO إلى الأسمنت الفسفوري على تعديل الهيكل المعدني للمادة المذكورة ، ويحسن هيكل المسام ويزيد بشكل كبير من قوة الضغط لعجينة الأسمنت.

بمعنى آخر ، يعمل BaO على تحسين قوة الضغط لهذا النوع من الأسمنت.

مزيج للخرسانة. أكسيد الباريوم BaO مفيد لتحسين خصائص معينة للأسمنت. ثاميزباريثي معاري. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

في تطبيقات مختلفة

يتم استخدامه كمكون لتوفير التعتيم في راتنجات الأسنان لملء الثقوب في الأسنان ، والتي يقوم بها أطباء الأسنان.

كما أنها تستخدم كعامل نواة لتحضير بوليمرات فلوريد البولي فينيلدين التي تستخدم لعزل كبلات الطاقة.

المراجع

1. بارتيكا ، ج. وآخرون. (2016). تأثير إضافة باو على تلبد المواد الزجاجية والسيراميك من شافي ₂ بمكة ₂ O ₃ -Na ₂ O-K ₂ O-كاو نظام / أهداب الشوق. J Therm Anal Calorim (2016) 125: 1095. تعافى من link.springer.com.
2. تشانغ ، ب وآخرون. (2019). تأثير BaO على التركيب المعدني وسلوك الترطيب للأسمنت الفوسفوري. J Therm Anal Calorim (2019) 136: 2319. تعافى من link.springer.com.
3. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). أكسيد الباريوم. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. سميث ، NA (2003). إضاءة. المبدأ. في الكتاب المرجعي للمهندس الكهربائي (الطبعة السادسة عشر). تعافى من sciencedirect.com.
5. إبنساجاد ، س. (2003). رغوة البوليمر الفلوري. رغوة PVDF. في البلاستيك الفلوري القابل للذوبان. تعافى من sciencedirect.com.
6. بوث ، HS و McIntyre ، LH (1930). أكسيد الباريوم كمادة مُجففة. الهندسة الصناعية كيم. الشرج. 1930 ، 2 ، 1 ، 12-15. تعافى من pubs.acs.org.