Barijev oksid: priprava in uporaba

Raznolikost sveta ne preneha presenetiti človeštva. Raziskovalci nam odpirajo nova obzorja na podlagi rezultatov prejšnje generacije. V tem smislu je kemija znanost, ki je ni mogoče v celoti proučiti, sodobne tehnološke rešitve najdejo najbolj optimalna in potrebna področja uporabe za elemente, ki so že znani človeštvu. XIX. Stoletje je bilo čas odkritja, XXI - obdobje učinkovitejše uporabe. Na primer, barijev oksid je snov, ki se preučuje na večstranski ravni, vendar pa ve, katere nove tehnologije bodo povezane z njo v prihodnosti.

Barij

Alkalno-zemeljska kovina, ki je del skorje, je v 18. stoletju pritegnila pozornost kemikov. Prva omemba tega elementa je povezana s kisikovo spojino - barijevim oksidom. Ima zelo visoko gostoto za svoj tip, zato je dobil ime »težko«, ki je kasneje postalo ime samega elementa. Kovina je kemično aktivna, zato je za pridobitev v čisti obliki potrebno izvesti vrsto reakcij v prisotnosti katalizatorja. Najpogostejši v naravi mineral, ki vsebuje barij, je njegov sulfat BaSO ₄ (težji barit) in BaCO ₃ (witterite). Pri teh spojinah je povezan postopek pridobivanja snovi, kot je barijev oksid. V prihodnosti se uporablja za izolacijo kovine v čisti obliki in ima lastne smeri uporabe.

Najpomembnejše spojine

Tako kot vse običajne kovine barij vstopi v kemijsko reakcijo s kisikom, pri čemer nastala snov odvisna od pogojev postopka in katalizatorja. Na primer, preprosta reakcija oksida z vodo omogoča tvorbo Ba (OH) _2- barijevega hidroksida. Barijev oksid dobimo iz nitrata. Tipične spojine z vsemi halogeni: BaF2, BaCI2, BaI2, BaS, BaBr2. Nastajanje nitratov, sulfidov, sulfatov nastane zaradi interakcije mineralov z ustreznimi kislinskimi raztopinami. Danes se uporabljajo vse najpomembnejše barijeve spojine. Vendar pa je nemogoče izključiti nova odkritja na področju uporabe te snovi, z naraščanjem tehnološke učinkovitosti naprav pa se bo njegova vrednost povečala le tako na ravni industrije kot na ravni gospodinjstva.

Oksidi

Binarna vezava kemičnega elementa s kisikom je najpogostejša oblika snovi v naravi. V tem primeru oksidi tvorijo kovine in nekovine. To je značilnost elementa pri medsebojnem delovanju s kisikom, ki je postal osnova za oblikovanje periodnega sistema Mendeleev DI.Za metalurško industrijo je postopek njegove proizvodnje iz oksida najbolj sprejemljiv način za pridobivanje snovi. Naravna kovinska ruda (kovinske soli) je izpostavljena različnim kemičnim vplivom, katerih cilj je pridobivanje oksida. Praviloma ta postopek spremlja segrevanje na želeno temperaturo. Barijev oksid ni izjema. Formula pridobljene snovi je: BaO. Okside lahko dobimo na druge načine. Na primer iz samih hidroksidov, soli in višjih oksidov oksidacijska stanja.

Barijev oksid

Najprej je treba opozoriti, da so vse spojine te kovine toksične (izjema je sulfat), zato je pri delu potrebno upoštevati osnovna varnostna pravila. To velja za številne kemijske elemente. Drugo ime - brezvodni barit - ne smemo zamenjevati s sulfatom, ki je naravni mineral. V normalnih (standardnih) pogojih so beli kristali ali prah, včasih brezbarvni s tipično mrežico kubičnega videza, spojina kovine s kisikom in se imenujejo barijev oksid. Formula snovi je BaO. Tehnična modifikacija oksida ima lahko sivo barvo, kar daje premogu, ki ni popolnoma odstranjen iz sestave.

Fizične lastnosti

Tipično agregatno stanje oksida je trdno, gostota je 5,72 (20 ^° C), molska masa je 153,34 g / mol. Spojina ima precej visoko toplotno prevodnost 4,8-7,8 W / (mK) (80-1100 K), refraktornost vrelišča pa je 2000 ^° C, tališče je 1920 ^° C. Barijev oksid je leta 1774 odkril Scheele Karl Wilhelm.

Pridobivanje

Obstaja več načinov za izolacijo snovi, kot je barijev oksid. Uporabljajo se v skladu s predvidenim namenom in količino dobljene snovi. Vse metode so primerne za laboratorijske in industrijske pogoje, zato se proizvajalec odloči, kako bo dobil barijev oksid. Metode, ki se uporabljajo:

1. Žganje predhodno oborjenega barijevega nitrata, ki nastane s sproščanjem čistega kisika. 2Ba (NO3) ₂ = 2BaO + 4NO2 + O2.
2. Barij reagira s kisikom. 2Ba + O2 = 2BaO. Katalizator je temperatura 500-600 ^° C, v tem primeru je možna proizvodnja peroksida. 2Ba + O2 = 2BaO2. Ob nadaljnjem segrevanju na 700 ^° C se snov razgradi v prosti kisik in barijev oksid.
3. Za postopek razgradnje barijevega karbonata v oksid in. T ogljikov dioksid potrebna je izpostavljenost visoki temperaturi. BaCO ₃ = BaO + CO ₂ . Za pridobitev čistejše končne snovi je potrebno odstraniti odvečni ogljikov dioksid.

Kemijske lastnosti

Večina binarnih kovinskih spojin s kisikom ima osnovne lastnosti. Enačba barijevega oksida (formula BaO) kaže, da ta snov pripada specifično takim oksidom. Poleg tega je ta spojina tvorba soli. Tipične kemične interakcije se pojavljajo z naslednjimi razredi snovi: t

1. Interakcija z vodo poteka precej hitro, s sproščanjem toplote in nastajanjem alkalne raztopine. BaO + H ₂ O = Ba (OH) ₂ .
2. Oksid medsebojno deluje s kisikom v prisotnosti katalizatorja (visoka temperatura 600-500 ^° C), rezultat je peroksid, ki se nadalje razgradi v sestavne dele za ekstrakcijo čiste kovine ali oksida. V tem primeru je potrebno ogrevanje povečati na 700 ^° C. 2Ba + O ₂ = 2BaO ₂ .
3. Kako tipično osnovni oksid barij medsebojno deluje s kislinami, zaradi kemijske reakcije dobimo vodo in ustrezno sol. BaO + H2SO4 = H20 + BaS04 ali BaO + 2HCI = H20 + BaCI2 _.
4. Kislinski oksidi reagirajo s BaO, rezultat interakcije so soli. BaO + CO2 = BaCO3 ali BaO + SO3 = BaSO4.
5. Da bi se sprostil čisti barij, se oksid žari s kovinami, ki prevzamejo izločeni kisik. To so silicij, aluminij, cink ali magnezij.

Uporaba

Barij in njegove spojine dajejo zelo močno barvno svetlost pri premazovanju površine drugih snovi. Zato so manganovi in ​​barijevi oksidi merske enote koeficienta svetlosti. Uporablja se za pridobivanje zelene barve v pirotehniki, z dekorativno dekoracijo, ki jo sestavljajo glazure in emajli. Precej nizki stroški predelave in proizvodnje, visoka stopnja proizvodnje toplote omogoča uporabo oksida kot katalizatorja pri izvajanju kemičnih reakcij. Ta snov se uporablja predvsem za izolacijo čiste kovine (Ba), da se pridobi hidroksid in peroksid. Proizvodnja keramike pri najnižjih temperaturah (tekoči dušik), pride do barijevega oksida. Sintezni postopek vključuje kovine redkih zemelj in bakrov oksid. Obseg uporabe snovi pri izdelavi instrumentov je precej širok. Barijev oksid se uporablja za pokrivanje oscilografskih in televizijskih cevk, različnih vrst katod in elektronskih vakuumskih izdelkov. Služi kot aktivna masa za močne bakrene oksidne baterije. Barijev oksid je eden glavnih elementov v sestavi stekla, ki ima precej specifično smer uporabe, ki se uporablja za prekrivanje površine uranovih palic. Za ustvarjanje optičnih stekel je ta snov nepogrešljiva.