- מִבְנֶה
- אנרגיית סריג קריסטל
- לחות
- הכנה או סינתזה
- נכסים
- מראה חיצוני
- מסה מולקולרית
- צְפִיפוּת
- נקודת המסה
- נקודת רתיחה
- מסיסות במים
- פירוק תרמי
- מִנוּחַ
- יישומים
- מפיק חמצן
- מפיק מי חמצן
- הפניות
חמצן הבריום הוא תרכובת יונית אורגנית אשר נוסח כימי היא באה 2 . בהיותו תרכובת יונית, הוא מורכב מ- Ba 2+ ו- O 2 2- יוני ; האחרון הוא מה שמכונה אניון החמצן ובגללו BaO 2 רוכש את שמו. לפיכך, BaO 2 הוא מי חמצן אורגני.
המטענים של היונים שלו חושפים כיצד מתחם זה נוצר מהיסודות. המתכת הבריום, מקבוצה 2, נותנת שני אלקטרונים למולקולת החמצן O 2 , שהאטומים שלהם אינם משתמשים בהם כדי להפחית את עצמם לאניוני תחמוצת, O 2- , אלא כדי להישאר מאוחדים על ידי קשר פשוט, 2- .
BaO2 מוצק. מקור: Ondřej Mangl, מ- Wikimedia Commons
חמצן בריום הוא מוצק גרגירי בטמפרטורת החדר, בצבע לבן עם גוונים אפרפרים קלים (תמונה עליונה). כמו כמעט כל חמצן, יש לטפל בזה ולאחסן בזהירות, מכיוון שהוא יכול להאיץ את התחמצנותם של חומרים מסוימים.
מבין כל החמצנים הנוצרים על ידי המתכות מקבוצה 2 (מר בקמברה), BaO 2 הוא התרמודינמי הכי יציב כנגד הפירוק התרמי שלו. כאשר הוא מחומם, הוא משחרר חמצן ותחמוצת בריום, BaO, מיוצר. BaO יכול להגיב עם חמצן בסביבה, בלחצים גבוהים, ליצור שוב BaO 2 .
מִבְנֶה
מבנה קריסטל של BaO2. מקור: אורסי, באמצעות ויקימדיה Commons
התמונה העליונה מציגה את תא היחידה הטטרגונאלית של בריום חמצן. בתוכו ניתן לראות את הקטיונים של Ba 2+ (כדורים לבנים), ואת ה- O 2 2- אניונים (כדורים אדומים). שימו לב שלתחומים אדומים מצטרפים קשר בודד, כך שהם מייצגים גיאומטריה לינארית 2- .
מתא יחידה זה ניתן לבנות גבישי BaO 2 . אם הוא נצפה, האניון O 2 2- רואים שהוא מוקף בשישה Ba 2+ , ומקבל אוקטהדרון שקודקודיו לבנים.
מצד שני, ברור עוד יותר, כל Ba 2+ מוקף בעשרה O 2 2- (כדור לבן במרכז). כל הגבישים מורכבים מסדר קבוע וארוך טווח קבוע זה.
אנרגיית סריג קריסטל
אם נצפים גם הספירות הלבנות האדומות, יצוין כי הן אינן שונות יותר מדי בגדלן או ברדיוסים היוניים. הסיבה לכך היא שקטיון ה- Ba 2+ הוא מגושם מאוד, והאינטראקציה שלו עם האניון O 2 2- מייצבת את אנרגיית הסריג של הגביש במידה טובה יותר בהשוואה לאופן שבו, למשל, היו קטיונים Ca 2+ ו- Mg . 2+ .
זה גם מסביר מדוע BaO הוא הכי לא יציב מתחמוצות האדמה הבסיסיות: יוני Ba 2+ ו- O 2- נבדלים זה מזה במידה ניכרת, ומערערים את גבישיהם.
ככל שהוא לא יציב יותר, כך נטייה של BaO 2 להתפרק ליצירת BaO; בניגוד לפרוקסידים SrO 2 , CaO 2 ו- MgO 2 , שהתחמוצות שלהם יציבות יותר.
לחות
ניתן למצוא BaO 2 בצורה של hydrates, מהם BaO 2 ∙ 8H 2 O הוא היציב ביותר מכולם; ולמעשה, זה זה שמשווק במקום הברוקסיד החמצני. בכדי להשיג את המים ללא מים, יש לייבש את ה- BaO 2 ∙ 8H 2 O על 350 מעלות צלזיוס , בכדי לחסל את המים.
המבנה הגבישי שלה הוא גם טטרגון, אך עם שמונה מולקולות H 2 O המתקיימות אינטראקציה עם O 2 2- דרך קשרי מימן, ועם Ba 2+ דרך אינטראקציות דיפול-יון.
Hydrates אחרים, אשר למבנים שלהם אין מידע רב בהקשר זה, הם: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O ו- BaO 2 ∙ H 2 O.
הכנה או סינתזה
ההכנה הישירה של בריום חמצן מורכבת מחמצון של תחמוצתו. ניתן להשתמש בזה מהבריט המינרלי, או ממלח הבריום חנקתי, Ba (NO 3 ) 2 ; שניהם מחוממים באווירה או מועשרת חמצן.
שיטה אחרת מורכבת מלהגיב Ba (NO 3 ) 2 עם נתרן חמצן במדיום מימי קר :
Ba (NO 3 ) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
ואז מיובש BaO 2 * xH 2 O מחומם, מסונן ומייבש באמצעות ואקום.
נכסים
מראה חיצוני
זהו מוצק לבן שיכול להפוך אפרפר אם הוא מכיל זיהומים (או BaO, Ba (OH) 2 , או מינים כימיים אחרים). אם הוא מחומם לטמפרטורה גבוהה מאוד, הוא יפטר להבות ירקרקות, בגלל המעברים האלקטרוניים של קטיוני Ba 2+ .
מסה מולקולרית
169.33 גרם / מול.
צְפִיפוּת
5.68 גרם / מ"ל.
נקודת המסה
450 מעלות צלזיוס
נקודת רתיחה
800 מעלות צלזיוס ערך זה תואם את מה שצריך לצפות מתרכובת יונית; ועוד יותר מכך, החמצן האדמה האלקליין היציב ביותר. עם זאת, BaO 2 לא ממש מרתיח , אך חמצן גזי משתחרר כתוצאה מפירוקו התרמי.
מסיסות במים
לֹא מָסִיס. עם זאת, הוא יכול לעבור לאט הידרוליזה לייצור מי חמצן, H 2 O 2 ; יתר על כן, המסיסות שלה במדיום מימי גדלה אם מוסיפים חומצה מדוללת.
פירוק תרמי
המשוואה הכימית הבאה מציגה את תגובת הפירוק התרמי שעובר BaO 2 :
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
התגובה היא חד כיוונית אם הטמפרטורה היא מעל 800 מעלות צלזיוס. אם הלחץ מוגבר מייד והטמפרטורה יורדת, כל ה- BaO יופנה חזרה ל- BaO 2 .
מִנוּחַ
דרך נוספת לנקוב בשם BaO 2 היא בריום חמצן, על פי המינוח המסורתי; מכיוון שלבריום יכול להיות רק הערכיות +2 בתרכובות שלו.
באופן לא נכון, הנונומקלטורה השיטתית משמשת בכינויה בריום דו חמצני (בינוקסיד), בהתחשב בזה כתחמוצת ולא חמצן.
יישומים
מפיק חמצן
באמצעות הבריט המינרלי (BaO) הוא מחומם בזרמי אוויר בכדי לחסל את תכולת החמצן שלו, בטמפרטורה של בערך 700 מעלות צלזיוס.
אם החמצן המתקבל מחומם בעדינות תחת ואקום, החמצן מתחדש במהירות רבה יותר וניתן לעשות שימוש חוזר בבריט ללא הגבלת זמן לאחסון וייצור חמצן.
תהליך זה תוכנן מסחרית על ידי LD ברין, מיושן כעת.
מפיק מי חמצן
חמצן בריום מגיב עם חומצה גופרתית לייצור מי חמצן:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
לפיכך זהו מקור ל- H 2 O 2 , שמופעל מעל לכל עם ההידרט שלו BaO 2 ∙ 8H 2 O.
על פי שני שימושים אלה, BaO 2 מאפשר פיתוח O 2 ו- H 2 O 2 , שניהם חומרים מחמצנים, בסינתזה אורגנית ובתהליכי הלבנה בתעשיית הטקסטיל והצביעה. זהו גם חומר חיטוי טוב.
בנוסף, ניתן לסנתז פרוקסידים אחרים מ- BaO 2 , כמו נתרן, Na 2 O 2 ומלחי בריום אחרים.
הפניות
- SC אברהמס, J Kalnajs. (1954). מבנה הקריסטל של בריום חמצן. המעבדה לחקר בידוד, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, קיימברידג ', מסצ'וסטס, ארה"ב
- ויקיפדיה. (2018). בריום חמצן. התאושש מ: en.wikipedia.org
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
- אטומיה. (2012). בריום חמצן. התאושש מ: barium.atomistry.com
- ח'וכאר ואח '. (2011). חקר הכנת סולם מעבדה ופיתוח של תהליך לחמצן בריום. התאושש מ: academia.edu
- PubChem. (2019). בריום חמצן. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). הכנת חמצן בריום. התאושש מ: prepchem.com