בריום הידרוקסיד (BA (הו) 2): תכונות, סיכונים ושימושים - כִּימִיָה - 2025

הידרוקסיד בריום הוא תרכובת כימית של הנוסחה Ba (OH) ₂ (H ₂ O) _x . זהו בסיס חזק ויכול להיות בצורת מים, מונוהידראט או אוקטוהידראט. צורת המונוהידראט, המכונה גם מים בריטים, היא הנפוצה ביותר ומשתמשת בה מסחרית. מבנה התרכובות המימיות והחד-מימיות מוצג באיור 1.

ניתן להכין בריום הידרוקסיד על ידי המסת תחמוצת הבריום (BaO) במים: BaO + 9H ₂ O → Ba (OH) ₂ · 8H ₂ O. הוא מתגבש כאוקטהידרט, שהופך למונוהידראט בחימום באוויר. בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס תחת ואקום, המונואידראט ייצר BaO ומים.

איור 1: מבנה של בריום הידרוקסיד נטול מים (שמאל) ומונוהידראט (מימין)

המונוהידראט מאמץ מבנה שכבה (איור 2). מרכזי ה- Ba ²⁺ מאמצים גיאומטריה אוקטאהדרלית. כל מרכז Ba ²⁺ מקושר על ידי שני ligands מים ושש ligands hydroxide, אשר בהתאמה כפולים ומשולשים מגשרים למרכזי Ba ²⁺ הסמוכים.

באוקטאהידראט, מרכזי ה- Ba ²⁺ האישיים הם שוב שמונה קואורדינטות אך אינם חולקים ליגנדים (Barium Hydroxide, SF).

איור 2: מבנה גבישי של בריום הידרוקסיד.

תכונות בריום הידרוקסיד

בריום הידרוקסיד הוא גבישים אוקטאהדרליים לבנים או שקופים. חסר ריח ובעל טעם קאוסטי (המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי., 2017). המראה שלה מוצג באיור 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).

איור 3: הופעה של בריום הידרוקסיד.

לצורת המים נטול מים משקל מולקולרי של 171.34 גרם / מול, צפיפות של 2.18 גר '/ מ"ל, נקודת התכה של 407 מעלות צלזיוס ונקודת רתיחה של 780 מעלות צלזיוס (Royal Society of Chemistry, 2015) .

לצורת המונוהידראט משקל מולקולרי של 189.355 גרם / מול, צפיפות של 3.743 גרם / מ"ל ​​ונקודת התכה של 300 מעלות צלזיוס (Royal Society of Chemistry, 2015).

לצורת האוקטוהידראט משקל מולקולרי של 315.46 גרם / מול, צפיפות של 2.18 גרם / מ"ל ​​ונקודת התכה של 78 מעלות צלזיוס (Royal Society of Chemistry, 2015).

התרכובת מסיסה מעט במים ולא מסיסה באצטון. זהו בסיס חזק עם pKa של 0.15 ו- 0.64 ל- OH הראשון והשני ^- בהתאמה.

בריום הידרוקסיד מגיב באופן דומה לנתרן הידרוקסיד (NaOH), אך פחות מסיס במים. זה מנטרל חומצות באופן אקסותרמי ליצירת מלחים פלוס מים. זה יכול להגיב עם אלומיניום ואבץ ליצירת תחמוצות מתכת או הידרוקסיד וייצור גז מימן.

זה יכול ליזום תגובות פילמור בתרכובות אורגניות הניתנות לפירמור, במיוחד אפוקסידים.

זה יכול ליצור גזים דליקים ו / או רעילים עם מלחי אמוניום, ניטרידים, תרכובות אורגניות הלוגניות, מתכות שונות, פרוקסידים והידרופרוקסידים. תערובות עם חניכיים עם כלור מתפוצצות כשהן מחוממות או מרוסקות (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

בריום הידרוקסיד מתפרק לתחמוצת בריום כאשר הוא מחומם ל 800 מעלות צלזיוס. תגובה עם פחמן דו חמצני מייצרת בריום פחמתי. התמיסה המימית אלקליין מאוד שלה עוברת תגובות נטרול עם חומצות. לפיכך, הוא יוצר בריום סולפט ו בריום פוספט עם חומצות גופרתיות וזרחן, בהתאמה.

H ₂ SO ₄ + Ba (OH) ₂ BaSO ₄ + 2H ₂ O

תגובה עם מימן גופרתי מייצרת בריום סולפיד. משקעים של מלחי בריום רבים בלתי מסיסים, או פחות מסיסים, יכולים לנבוע מתגובה חלופית כפולה כאשר מעורבבים תמיסה מימית של בריום הידרוקסיד עם תמיסות רבות של מלחי מתכת אחרים.

ערבוב הברום הידרוקסיד המוצק עם אמוניום כלוריד מוצק בסופר מייצר תגובה אנדותרמית לייצור נוזל, עם התפתחות אמוניה. הטמפרטורה יורדת באופן דרסטי לכ -20 מעלות צלזיוס (Royal Society of Chemistry, 2017).

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

איור 4: תגובה אנדותרמית בין בריום הידרוקסיד לאמוניום כלוריד.

Ba (OH) 2 מגיב עם פחמן דו חמצני לייצור בריום פחמתי. זה בא לידי ביטוי בתגובה הכימית הבאה:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

תגובתיות ומפגעים

בריום הידרוקסיד מסווג כתרכובת יציבה ולא דליקה שמגיבה במהירות ואקזוטרמית עם חומצות, ואינה מתיישבת עם פחמן דו חמצני ולחות. התרכובת רעילה וכבסיס חזק היא מאכלת.

שאיפה, בליעה או מגע עור עם חומר עלולים לגרום לפציעה קשה או למוות. מגע עם החומר המותך עלול לגרום לכוויות קשות בעור ובעיניים.

יש להימנע ממגע עם העור. השפעות המגע או השאיפה עלולות להתעכב. אש יכולה לייצר גזים מרגיזים, מאכלים ו / או רעילים. שפכים לבקרת אש יכולים להיות מאכלים ו / או רעילים ולגרום לזיהום.

קשר עין

אם המתחם בא במגע עם העיניים, יש לבדוק את עדשות המגע ולהסיר אותן. יש לשטוף מיד את העיניים עם הרבה מים למשך 15 דקות לפחות, עם מים קרים.

מגע עור

במקרה של מגע עם העור, יש לשטוף את האזור הפגוע מייד למשך 15 דקות לפחות עם הרבה מים או חומצה חלשה, כמו חומץ, תוך הסרת בגדים ונעליים מזוהמות. כסה עור מגורה עם חומר נמרץ.

יש לשטוף בגדים ונעליים לפני שימוש חוזר. אם המגע חמור, יש לשטוף בסבון חיטוי ולכסות את העור המזוהם בקרם אנטיבקטריאלי.

שְׁאִיפָה

במקרה של שאיפה, יש להעביר את הקורבן למקום קריר. אם לא נושמים, ניתנת הנשמה מלאכותית. אם הנשימה קשה, תן חמצן.

הַכנָסַת מָזוֹן

אם תרכובת נקלטת, אין לגרום להקאות. שחרר בגדים צמודים כמו צווארון חולצה, חגורה או עניבה.

בכל המקרים יש לקבל טיפול רפואי מיידי (גיליון נתוני בטיחות חומרים בריום הידרוקסיד מונוהידראט, 2013).

יישומים

1 - תעשיה

מבחינה תעשייתית, בריום הידרוקסיד משמש כמבשר לתרכובות בריום אחרות. מונוהידראט משמש להתייבשות והוצאת סולפט ממוצרים שונים. יישום זה מנצל את המסיסות הנמוכה מאוד של בריום סולפט. יישום תעשייתי זה חל גם על שימושים במעבדה.

בריום הידרוקסיד משמש כתוסף לתרמופלסטים (כמו שרפים פנוולים), שריטות ומייצבי PVC לשיפור תכונות הפלסטיק. חומר זה משמש כתוסף לשימוש כללי לחומרי סיכה ושמנים.

יישומים תעשייתיים אחרים של בריום הידרוקסיד כוללים ייצור סוכר, ייצור סבונים, שאיפת שומן, התכת סיליקט וסינתזה כימית של תרכובות בריום ותרכובות אורגניות אחרות (BARIUM HYDROXIDE, SF).

2- מעבדה

בריום הידרוקסיד משמש בכימיה אנליטית לצורך טיטרציה של חומצות חלשות, בעיקר חומצות אורגניות. הפתרונות המימיים הצלולים שלה מובטחים כי הם חופשיים מפחממת שלא כמו נתרן הידרוקסיד ואשלגן הידרוקסיד שכן בריום קרבונט אינו מסיס במים.

זה מאפשר שימוש באינדיקטורים כמו פנולפתאלין או תימולפתאלין (עם שינויים בצבע אלקליין) ללא סיכון לטעויות טיטרציה הנגרמות על ידי נוכחותם של יוני קרבונט, שהם פחות פחות בסיסיים (מנדהם, דני, בארנס ותומאס, 2000).

בריום הידרוקסיד משמש לעיתים בסינתזה אורגנית כבסיס חזק, למשל להידרוליזה של אסטרים וניטרילים:

בריום הידרוקסיד משמש גם לדה-קרבוקסילציה של חומצות אמינו שמשחררות בריום פחמתי בתהליך.

הוא משמש גם להכנת ציקלופנטנון, אלכוהול דיאקטון וגמא-לקטון D-Gulonic.

3 - זרז בתגובה ויטיג-הורנר

תגובת Wittig-Horner, הידועה גם בשם תגובת Horner-Wadsworth-Emmons (או תגובת HWE) היא תגובה כימית המשמשת בכימיה אורגנית לייצוב קרבנות של פוספונטים עם אלדהידים (או קטונים) כדי לייצר בעיקר אלקונים אלקטרוניים (טרנס) ).

התגובה הסונכוכימית של וויטיג-הורנר מנותזת על ידי בריום הידרוקסיד מופעל ומתבצעת בתנאי ממשק נוזליים מוצקים.

התהליך הסונקו-כימי מתרחש בטמפרטורת החדר ועם משקל הזרז נמוך יותר וזמן התגובה מהתהליך התרמי. בתנאים אלה מתקבלות תשואות דומות לאלו של התהליך התרמי.

בעבודה של (JV Sinisterra, 1987) מנותחת ההשפעה על הביצוע של זמן ה sonication, משקל הזרז והממס. יש להוסיף כמויות קטנות של מים כדי שהתגובה תתקיים.

מנותח אופי האתר הפעיל של הזרז הפועל בתהליך. מוצע מנגנון ETC לתהליך הסונוכימי.

4- שימושים אחרים

בריום הידרוקסיד יש שימושים אחרים. הוא משמש למספר מטרות, כגון:

• ייצור אלקלי.
• בניית זכוכית.
• גיפור סינטטי בגומי.
• מעכבי קורוזיה.
• כמו נוזלי קידוח, חומרי הדברה ושמנים.
• לתרופת הדוד.
• לזיקוק שמנים צמחיים וחיות.
• לציור פרסקו.
• בריכוך מים.
• כמרכיב בתרופות הומאופתיות.
• כדי לנקות נשפכות חומצות.
• הוא משמש גם בתעשיית הסוכר להכנת סוכר סלק.
• חומרי בנייה.
• מוצרים חשמליים ואלקטרוניים.
• כיסויי רצפה.

הפניות

1. ברום הידרוקסיד מונוהידראט. (2016). התאושש מהקמוכימיקלים: cameochemicals.noaa.gov.
2. בריום הידרוקסיד. (SF). התאושש מכימיקלינר: chemistrylearner.com.
3. ברום הידרוקסיד. (SF). התאושש מ- chemicalland21: chemicalland21.com.
4. IndiaMART InterMESH בע"מ .. (SF). בריום הידרוקסיד. התאושש מאינדיאמארט: dir.indiamart.com.
5. V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 כזרז בתגובות אורגניות. 17. תגובת ויטיג-הורנר בין-פנים פנים-נוזלית בתנאים סונוכימיים. כתב העת לכימיה אורגנית 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
6. גיליון נתוני בטיחות חומרים בריום הידרוקסיד מונוהידראט. (2013, 21 במאי). נשלח מ- sciencelab: sciencelab.com/msds.
7. מנדהם, ג'יי, דני, RC, בארנס, ג'יי.די, ותומס, מ.ג'יי (2000). הניתוח הכימי הכמותי של פוגל (מהדורה 6). ניו יורק: פרנטיס הול.
8. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2017, 28 במרץ). מסד הנתונים של מתחם PubChem; CID = 16211219. התאושש מ- PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. החברה המלכותית לכימיה. (2015). בריום הידרוקסיד. התאושש מ- chemspider: chemspider.com.
10. החברה המלכותית לכימיה. (2015). בריום הידרוקסיד מימה (1: 2: 1). התאושש מ- chemspider: chemspider.com.
11. החברה המלכותית לכימיה. (2015). דיהידרוקסיבריום hydrat (1: 1). התאושש מ- chemspider: chemspider.com.
12. החברה המלכותית לכימיה. (2017). תגובות אנדותרמיות מוצקות-מוצקות. התאושש מ: ללמוד-כימיה: rsc.org.