Bario karbonatas: savybės, cheminė struktūra, panaudojimas
Bario karbonatas yra neorganinė bario metalo druska, priešpaskutinis periodinės lentelės 2 grupės elementas, priklausantis šarminiams žemės metalams. Jo cheminė formulė yra BaCO 3 ir yra rinkoje kaip balti kristaliniai milteliai.
Kaip tai gauti? Bario metalas randamas mineraluose, tokiuose kaip baritas (BaSO 4 ) ir baltesnis (BaCO 3 ). Baltesnis yra susijęs su kitomis mineralinėmis medžiagomis, atimančiomis grynumo lygius iš baltųjų kristalų mainais į spalvą.
Norint generuoti BaCO 3 sintetiniam naudojimui, būtina pašalinti baltymus iš priemaišų, kaip rodo šios reakcijos:
BaCO3 (s, nešvarus) + 2NH4CI (s) + Q (šiluma) => BaCl2 (aq) + 2NH3 (g) + H20 (l) + CO 2 (g)
BaCl2 (aq) + (NH4) 2CO3 (s) => BaCO3 (s) + 2NH4Cl (aq)
Tačiau baritas yra pagrindinis bario šaltinis, todėl iš jo prasideda bario junginių pramoninė produkcija. Iš šio mineralinio, sintetinio bario sulfido, iš kurio gaunamas kitų junginių ir BaCO 3 sintezė:
BaS (s) + Na2CO3 (s) => BaCO 3 (s) + Na 2S (s)
BaS (s) + CO 2 (g) + H20 (l) => BaCO3 (s) + (NH4) 2S (aq)
Fizinės ir cheminės savybės
Tai yra miltelių pavidalo, balta ir kristalinė kieta medžiaga. Jis yra bekvapis, negražus ir jo molekulinė masė yra 197, 89 g / mol. Jo tankis yra 4, 43 g / ml, o garų slėgis neegzistuoja.
Jis turi lūžio rodiklius - 1, 529, 1, 676 ir 1, 677. Atotrūkis skleidžia šviesą, kai sugeria ultravioletinę spinduliuotę: nuo šviesiai baltos šviesos su melsvaisiais tonais iki geltonos šviesos.
Jis labai netirpsta vandenyje (0, 02 g / l) ir etanolyje. Rūgščiuose HCl tirpaluose susidaro tirpi bario chlorido druska (BaCl2), kuris paaiškina jo tirpumą šiose rūgštinėse terpėse. Sieros rūgšties atveju ji nusodina kaip netirpi druska BaSO 4 .
BaCO3 (s) + 2HCl (aq) => BaCl2 (aq) + CO 2 (g) + H20 (l)
BaCO3 (s) + H2S04 (aq) => BaSO 4 (s) + CO 2 (g) + H20 (l)
Kadangi tai yra joninė kieta medžiaga, ji taip pat netirpsta apoliniuose tirpikliuose. Bario karbonatas ištirpsta esant 811 ° C temperatūrai; jei temperatūra pakyla apie 1380–1400 ° C, sūrus skystis chemiškai skilsta vietoj virimo. Šis procesas vyksta visiems metalų karbonatams: MCO 3 (s) => MO (s) + CO 2 (g).
Terminis skilimas
BaCO3 (s) => BaO (s) + CO 2 (g)
Jei joninės kietosios medžiagos yra labai stabilios, kodėl karbonatai suskaidomi? Ar metalas M keičia temperatūrą, kurioje kietoji medžiaga suskaidoma? Jonų, kurie sudaro bario karbonatą, yra Ba2 + ir CO3 2-, abu stambūs (ty su dideliais jonų spinduliais). CO 3 2 yra atsakingas už skaidymą:
CO 3 2- (s) => O2- (g) + CO 2 (g)
Oksido jonas (O2-) jungiasi prie metalo, kad susidarytų MO, metalo oksidas. MO generuoja naują jonų struktūrą, kurioje, kaip taisyklė, kuo panašesnis yra jo jonų dydis, tuo stabilesnė yra gauta struktūra (tinklo entalpija). Priešingai, jei M + ir O2-jonai turi labai nevienodą jonų spindulį.
Jei tinklinio tinklo entalpija yra didelė, skilimo reakcija yra energingai palanki, todėl reikia mažesnės kaitinimo temperatūros (žemesnės virimo vietos).
Kita vertus, jei MO turi mažą tinklo entalpiją (kaip ir BaO atveju, kai Ba2 + yra didesnis jonų spindulys nei O2), skaidymas yra mažiau palankus ir reikalauja aukštesnės temperatūros (1380–1400 ° C). MgCO3, CaCO3 ir SrCO 3 atvejais jie mažėja esant žemesnei temperatūrai.
Cheminė struktūra
CO 3 2- anijonas turi dvigubą ryšį, rezonuojantį tarp trijų deguonies atomų, du iš jų neigiamai įkrauti, kad pritrauktų Ba 2+ katijoną.
Nors abu jonai gali būti laikomi įkrovusiomis sferomis, CO 3 2 turi trigoninės plokštumos geometriją (plokščią trikampį, sudarytą iš trijų deguonies atomų), galbūt tapus neigiama „pagalvė“ Ba2 +.
Šie jonai elektrostatiniu būdu sąveikauja suformuodami ororombombiško tipo kristalinį išdėstymą, kurių ryšiai yra daugiausia joniniai.
Tokiu atveju, kodėl BaCO 3 netirpsta vandenyje? Paaiškinimas grindžiamas tik tuo, kad jonai yra geriau stabilizuoti kristalų grotelėse, nei hidratuoti molekuliniais sferiniais vandens sluoksniais.
Kitu kampu vandens molekulėms sunku įveikti stiprius elektrostatinius atrakcionus tarp dviejų jonų. Šiuose kristaliniuose tinkluose jie gali užteršti priemaišas, kurios suteikia spalvą jų baltiems kristalams.
Naudojimas
Iš pirmo žvilgsnio „BaCO 3“ dalis negali pažadėti jokio praktinio taikymo kasdieniame gyvenime, bet jei pažvelgsite į baltesnio mineralinio, baltos kaip pieno, kristalą, priežastis, kodėl jūsų ekonominė paklausa prasidės.
Jis naudojamas bario akiniams gaminti arba kaip priedas jų stiprinimui. Jis taip pat naudojamas gaminant optinius stiklus.
Dėl didelio tinklo ir netirpumo entalpijos jis naudojamas gaminant įvairių rūšių lydinius, gumus, vožtuvus, grindų dangas, dažus, keramiką, tepalus, plastikus, tepalus ir cementus.
Taip pat jis naudojamas kaip nuodų pelėms. Trumpai tariant, ši druska naudojama kitiems bario junginiams gaminti ir taip naudojama kaip elektroninių prietaisų medžiaga.
BaCO 3 gali būti sintezuojama kaip nanodalelės, labai mažomis skalėmis išreiškiant naujas įdomias baltumo savybes. Šios nanodalelės naudojamos metalo paviršių, ypač cheminių katalizatorių, impregnavimui.
Nustatyta, kad jis pagerina oksidacijos katalizatorius, o tam tikru mastu skatina deguonies molekulių migraciją per jų paviršių.
Jie laikomi įrankiais, kurie pagreitina procesus, kuriuose yra įtraukti oksigenai. Galiausiai jie naudojami supramolekulinių medžiagų sintezei.
Rizika
BaCO 3 yra nuodingas nurijus, sukeldamas nemalonių simptomų, dėl kurių miršta kvėpavimo nepakankamumas arba širdies sustojimas, begalybė; Dėl šios priežasties nerekomenduojama transportuoti kartu su valgomosiomis prekėmis.
Jis sukelia akių ir odos paraudimą, be kosulio ir gerklės skausmo. Tai yra nuodingas junginys, nors ir lengvai manipuliuojamas su plikomis rankomis, jei jo kaina visais būdais išvengiama.
Jis nėra degus, tačiau esant aukštai temperatūrai jis suyra formuojant BaO ir CO 2, toksiškus produktus ir oksidantus, kurie gali deginti kitas medžiagas.
Organizme baris nusodinamas kauluose ir kituose audiniuose, daugelyje fiziologinių procesų išskiriant kalcio. Jis taip pat blokuoja kanalus, per kuriuos keliauja K + jonai, užkertant kelią jų difuzijai per ląstelių membranas.
