Tlenek baru: przygotowanie i zastosowanie

Różnorodność świata nie przestaje zadziwiać ludzkości. Naukowcy otwierają przed nami nowe horyzonty, oparte na wynikach poprzedniej generacji. W tym sensie chemia jest nauką, której nie można w pełni zbadać, a nowoczesne rozwiązania technologiczne znajdują najbardziej optymalne i niezbędne obszary zastosowań dla elementów już znanych ludzkości. Wiek XIX był czasem odkryć, XXI - okresem bardziej efektywnego ich wykorzystania. Na przykład tlenek baru jest substancją badaną wielostronnie, ale kto wie, jakie nowe technologie będą z nią związane w przyszłości.

Bar

Metal ziem alkalicznych, który jest częścią skorupy, przyciągnął uwagę chemików w XVIII wieku. Pierwsza wzmianka o tym pierwiastku związana jest z jego związkiem tlenu - tlenkiem baru. Ma on bardzo dużą gęstość dla swojego typu, dlatego otrzymał nazwę "ciężki", która później stała się nazwą samego elementu. Metal jest aktywny chemicznie, więc aby otrzymać go w czystej postaci, konieczne jest przeprowadzenie szeregu reakcji w obecności katalizatora. Najczęściej występującym minerałem zawierającym bar jest siarczan BaSO ₄ (baryt barytański ciężki) i BaCO ₃ (witteryt). Właśnie z tymi związkami związany jest proces otrzymywania substancji, takiej jak tlenek baru. W przyszłości służy do izolowania metalu w jego czystej postaci i ma własne kierunki zastosowania.

Najważniejsze związki

Podobnie jak wszystkie typowe metale, bar wchodzi w reakcję chemiczną z tlenem, a otrzymana substancja zależy od warunków procesu i katalizatora. Na przykład prosta reakcja tlenku z wodą umożliwia utworzenie Ba (OH) _{2 -} wodorotlenku baru. Tlenek baru otrzymuje się z azotanu. Typowe związki ze wszystkimi halogenami: BaF2, BaCI2, BaI2, BaS, BaBr2. Tworzenie azotanów, siarczków, siarczanów zachodzi w wyniku oddziaływania minerałów z odpowiednimi roztworami kwasów. Obecnie stosowane są wszystkie najważniejsze związki baru. Ale nie da się wykluczyć nowych odkryć w sferze stosowania tej substancji, wraz ze wzrostem efektywności technologicznej urządzeń, jej wartość wzrośnie zarówno na poziomie przemysłowym, jak i gospodarstw domowych.

Tlenki

Dwójkowe wiązanie pierwiastka z tlenem jest najczęstszą postacią substancji w przyrodzie. W tym przypadku tlenki tworzą metale i niemetale. Jest to cecha pierwiastka wchodzącego w interakcje z tlenem, który stał się podstawą do utworzenia układu okresowego Mendeleev DI. Dla przemysłu hutniczego proces jego produkcji z tlenku jest najbardziej akceptowalnym sposobem wydobycia substancji. Przedmetalowa ruda naturalna (sole metali) jest poddawana różnym wpływom chemicznym w celu uzyskania tlenku. Z reguły procesowi temu towarzyszy ogrzewanie do wymaganej temperatury. Tlenek baru nie jest wyjątkiem. Wzór otrzymanej substancji to: BaO. Tlenki można uzyskać w inny sposób. Na przykład same wodorotlenki, sole i wyższe tlenki stany utleniania.

Tlenek baru

Przede wszystkim należy zauważyć, że wszystkie związki tego metalu są toksyczne (wyjątkiem jest siarczan), dlatego podczas pracy należy przestrzegać podstawowych zasad bezpieczeństwa. Dotyczy to wielu pierwiastków chemicznych. Innej nazwy - bezwodny baryt - nie należy mylić z siarczanem, który jest naturalnym minerałem. W normalnych (standardowych) warunkach, białe kryształy lub proszek, czasami bezbarwny o typowej sieci o regularnym wyglądzie, są związkiem metalu z tlenem i nazywane są tlenkiem baru. Formuła substancji to BaO. Techniczna modyfikacja tlenku może mieć szary kolor, co powoduje, że węgiel nie zostaje całkowicie usunięty z kompozycji.

Właściwości fizyczne

Typowy stan skupienia tlenku jest stały, gęstość wynosi 5,72 (20 ^° C), masa molowa wynosi 153,34 g / mol. Związek ma dość wysoką przewodność cieplną 4,8-7,8 W / (mK) (80-1100 K), a ogniotrwałość temperatury wrzenia wynosi 2000 ^° C, temperatura topnienia wynosi 1920 ^° C. Tlenek baru został odkryty w 1774 roku przez Scheele Karla Wilhelma.

Pierwsze

Istnieje kilka sposobów izolowania substancji takich jak tlenek baru. Są one stosowane zgodnie z przeznaczeniem i ilością uzyskanej substancji. Wszystkie metody są odpowiednie dla warunków laboratoryjnych i przemysłowych, więc producent wybiera sposób pozyskania tlenku baru. Obowiązujące metody:

1. Kalcynacja wstępnie wytrąconego azotanu baru, który zachodzi wraz z uwolnieniem czystego tlenu. 2Ba (NO3) ₂ = 2BaO + 4NO2 + O2.
2. Bar reaguje z tlenem. 2Ba + O ₂ = 2BaO. Katalizator ma temperaturę 500-600 ⁰ C, w tym przypadku możliwe jest wytwarzanie nadtlenku. 2Ba + O ₂ = 2BaO ₂ . Po dalszym ogrzaniu do 700 ^° C substancja rozkłada się na wolny tlen i tlenek baru.
3. Do procesu rozkładu węglanu baru na tlenek i dwutlenek węgla wymagane jest narażenie na wysoką temperaturę. BaCO ₃ = BaO + CO ₂ . Aby uzyskać czystszą końcową substancję, konieczne jest usunięcie nadmiaru dwutlenku węgla.

Właściwości chemiczne

Większość dwuskładnikowych związków metali z tlenem wykazuje podstawowe właściwości. Równanie tlenku baru (wzór BaO) pokazuje, że substancja ta należy szczególnie do takich tlenków. Ponadto związek ten tworzy sól. Typowe interakcje chemiczne występują w następujących klasach substancji:

1. Interakcja z wodą zachodzi dość szybko, wraz z wydzielaniem ciepła i powstawaniem alkalicznego roztworu. BaO + H20 = Ba (OH) ₂ .
2. Tlenek oddziałuje z tlenem w obecności katalizatora (wysoka temperatura 600-500 ^° C), w wyniku czego powstaje nadtlenek, który jest następnie rozkładany na jego części składowe w celu ekstrakcji czystego metalu lub tlenku. W takim przypadku konieczne jest zwiększenie temperatury do 700 ^° C. 2Ba + O ₂ = 2BaO ₂ .
3. Jak typowo podstawowy tlenek baru oddziałuje z kwasami, w wyniku reakcji chemicznej otrzymuje się wodę i odpowiednią sól. BaO + H 2SO ₄ = H20 + BaS04 lub BaO + 2HCl = H20 + BaCI2 _.
4. Tlenki kwasowe reagują z BaO, wynikiem interakcji są sole. BaO + C02 = BaCO3 lub BaO + SO3 = BaSO ₄ .
5. W celu uwolnienia czystego baru tlenek jest kalcynowany za pomocą metali, które pochłaniają wydalany tlen. Są to krzem, aluminium, cynk lub magnez.

Aplikacja

Bar i jego związki dają bardzo silną jasność koloru podczas pokrywania powierzchni innych substancji. Dlatego tlenki manganu i baru są jednostkami miary współczynnika jasności. Stosuje się go do uzyskania zielonego koloru w pirotechnice, z dekoracyjną dekoracją składającą się z glazury i emalii. Niskie koszty przetwarzania i produkcji, wysoki poziom wytwarzania ciepła umożliwia stosowanie tlenku jako katalizatora przy przeprowadzaniu reakcji chemicznych. W szczególności ta substancja jest stosowana do izolowania czystego metalu (Ba), aby otrzymać wodorotlenek i nadtlenek. Produkcja ceramiki stosowanej w najniższych temperaturach (ciekły azot), występuje z tlenkiem baru. Proces syntezy obejmuje metale ziem rzadkich i tlenek miedzi. Zakres zastosowania substancji w tworzeniu instrumentów jest dość szeroki. Tlenek baru stosuje się do pokrywania oscylograficznych i telewizyjnych lamp, różnych typów katod i elektronicznych produktów próżniowych. Służy jako aktywna masa dla potężnych akumulatorów tlenkowych. Tlenek baru jest jednym z głównych elementów w kompozycji szkła, który ma raczej specyficzny kierunek stosowania, jest stosowany do powlekania powierzchni prętów uranowych. Aby stworzyć okulary optyczne, ta substancja jest również niezbędna.