Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Bariumperoxid (BaO2)

Das Bariumperoxid ist eine ionische und anorganische Verbindung, deren chemische Formel BaO ist_zwei. Als ionische Verbindung besteht sie aus Ba-Ionen^zwei+ mich_zwei^zwei-;; Letzteres ist das sogenannte Peroxidanion und deshalb das BaO_zwei erwirbt seinen Namen. Dies ist der Fall, die BaO_zwei ist ein anorganisches Peroxid.

Die Ladungen seiner Ionen zeigen, wie diese Verbindung aus den Elementen gebildet wird. Das Bariummetall der Gruppe 2 gibt dem Sauerstoffmolekül O zwei Elektronen_zwei, deren Atome nicht verwendet werden, um sich zu Oxidanionen zu reduzieren, ODER^zwei-, aber um durch eine einfache Verbindung zusammengehalten zu werden, [O-O]^zwei-.

Bariumperoxid ist bei Raumtemperatur ein körniger Feststoff von weißer Farbe mit leichten Grautönen (oberes Bild). Wie fast alle Peroxide muss es vorsichtig behandelt und gelagert werden, da es die Oxidation bestimmter Substanzen beschleunigen kann.

Von allen Peroxiden, die von Metallen der Gruppe 2 (Mr. Becambara) gebildet werden, ist BaO_zwei es ist thermodynamisch am stabilsten gegen seine thermische Zersetzung. Beim Erhitzen wird Sauerstoff freigesetzt und es entsteht Bariumoxid, BaO. BaO kann bei hohen Drücken mit Sauerstoff in der Umgebung reagieren, um wieder BaO zu bilden_zwei.

Artikelverzeichnis

• 1 Struktur
  • 1.1 Kristallgitterenergie
  • 1.2 Hydrate
• 2 Herstellung oder Synthese
• 3 Eigenschaften
  • 3.1 Aussehen
  • 3.2 Molekularmasse
  • 3.3 Dichte
  • 3.4 Schmelzpunkt
  • 3.5 Siedepunkt
  • 3.6 Löslichkeit in Wasser
  • 3.7 Thermische Zersetzung
• 4 Nomenklatur
• 5 Verwendungen
  • 5.1 Sauerstoffproduzent
  • 5.2 Hersteller von Wasserstoffperoxid
• 6 Referenzen

Struktur

Das obere Bild zeigt die tetragonale Einheitszelle aus Bariumperoxid. Im Inneren sind die Kationen Ba zu sehen^zwei+ (weiße Kugeln) und die Anionen O._zwei^zwei- (rote Kugeln). Beachten Sie, dass die roten Kugeln durch eine Einfachbindung verbunden sind, sodass sie eine lineare Geometrie darstellen [O-O]^zwei-.

Aus dieser Elementarzelle können BaO-Kristalle aufgebaut werden_zwei. Wenn beobachtet, wird das Anion O._zwei^zwei- es wird gesehen, um von sechs Ba umgeben zu sein^zwei+, Erhalten eines Oktaeders, dessen Eckpunkte weiß sind.

Auf der anderen Seite, noch deutlicher, jeder Ba^zwei+ ist von zehn O umgeben_zwei^zwei- (weiße Kugel in der Mitte). Alle Kristalle bestehen aus dieser konstanten Nah- und Fernordnung.

Kristallgitterenergie

Wenn auch die rot-weißen Kugeln beobachtet werden, wird bemerkt, dass sie sich in ihrer Größe oder ihren Ionenradien nicht zu stark unterscheiden. Dies liegt am Ba kation^zwei+ ist sehr sperrig und seine Wechselwirkungen mit dem Anion O._zwei^zwei- stabilisieren die Gitterenergie des Kristalls in einem besseren Maße als beispielsweise Ca-Kationen^zwei+ und Mg^zwei+.

Dies erklärt auch, warum BaO das instabilste der Erdalkalioxide ist: Ba-Ionen.^zwei+ mich^zwei- unterscheiden sich erheblich in der Größe und destabilisieren ihre Kristalle.

Je instabiler es ist, desto geringer ist der Trend von BaO_zwei Zersetzung unter Bildung von BaO; im Gegensatz zu Peroxiden SrO_zwei, CaO_zwei und MgO_zwei, deren Oxide stabiler sind.

Hydrate

Die BaO_zwei kann in Form von Hydraten gefunden werden, von denen BaO_zweiH 8H_zweiOder es ist das stabilste von allen; und tatsächlich ist dies derjenige, der anstelle des wasserfreien Bariumperoxids vermarktet wird. Um das wasserfreie zu erhalten, muss das BaO bei 350 ° C getrocknet werden_zweiH 8H_zweiOder zum Entfernen des Wassers.

Seine Kristallstruktur ist ebenfalls tetragonal, jedoch mit acht Molekülen H._zweiO Interaktion mit dem O._zwei^zwei- durch Wasserstoffbrücken und mit dem Ba^zwei+ durch Dipol-Ionen-Wechselwirkungen.

Andere Hydrate, über deren Strukturen diesbezüglich nicht viele Informationen vorliegen, sind: BaO_zweiH 10H_zweiO BaO_zweiH 7H_zweiO und BaO_zwei∙ H._zweiODER.

Herstellung oder Synthese

Die direkte Herstellung von Bariumperoxid besteht in der Oxidation seines Oxids. Dies kann aus dem Mineral Baryt oder aus dem Bariumnitrat-Salz Ba (NO₃)_zwei;; beide werden in einer mit Luft oder Sauerstoff angereicherten Atmosphäre erhitzt.

Eine andere Methode besteht darin, Ba (NO₃)_zwei mit Natriumperoxid:

Bad₃)_zwei + N / A_zweiODER_zwei + xH_zweiO => BaO_zwei∙ xH_zweiO + 2NaNO₃

Dann das Hydrat BaO_zwei∙ xH_zweiOder es wird erhitzt, filtriert und durch Trocknen im Vakuum fertiggestellt.

Eigenschaften

Aussehen

Es ist ein weißer Feststoff, der grau werden kann, wenn er Verunreinigungen enthält (entweder BaO, Ba (OH))._zwei, oder andere chemische Spezies). Wenn es auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt wird, gibt es aufgrund der elektronischen Übergänge der Ba kationen grünliche Flammen ab.^zwei+.

Molekulare Masse

169,33 g / mol.

Dichte

5,68 g / ml.

Schmelzpunkt

450 ° C..

Siedepunkt

800 ° C Dieser Wert stimmt mit dem überein, was von einer ionischen Verbindung zu erwarten ist. und noch mehr aus dem stabilsten Erdalkaliperoxid. Das BaO kocht jedoch nicht wirklich_zwei, Vielmehr wird durch seine thermische Zersetzung gasförmiger Sauerstoff freigesetzt.

Wasserlöslichkeit

Unlöslich. Es kann jedoch langsam hydrolysiert werden, um Wasserstoffperoxid H zu erzeugen_zweiODER_zwei;; und außerdem nimmt seine Löslichkeit in wässrigem Medium zu, wenn eine verdünnte Säure zugesetzt wird.

Thermische Zersetzung

Die folgende chemische Gleichung zeigt die thermische Zersetzungsreaktion, die BaO durchläuft_zwei::

2BaO_zwei <=> 2BaO + O._zwei

Die Reaktion ist in eine Richtung, wenn die Temperatur über 800 ° C liegt. Wenn der Druck sofort erhöht wird und die Temperatur abnimmt, wird das gesamte BaO wieder in BaO umgewandelt_zwei.

Nomenklatur

Eine andere Möglichkeit, die BaO zu benennen_zwei es ist Bariumperoxid gemäß der traditionellen Nomenklatur; da Barium in seinen Verbindungen nur die Valenz +2 haben kann.

Die systematische Nomenklatur wird fälschlicherweise als Bariumdioxid (Binoxid) bezeichnet, wobei es sich um ein Oxid und nicht um ein Peroxid handelt.

Anwendungen

Sauerstoffproduzent

Unter Verwendung des Minerals Baryt (BaO) wird es mit Luftströmen erhitzt, um seinen Sauerstoffgehalt bei einer Temperatur von etwa 700 ° C zu beseitigen..

Wenn das resultierende Peroxid unter Vakuum leicht erhitzt wird, wird der Sauerstoff schneller regeneriert und der Baryt kann unbegrenzt wiederverwendet werden, um Sauerstoff zu speichern und zu produzieren..

Dieses Verfahren wurde von L. D. Brin kommerziell entwickelt, das inzwischen veraltet ist.

Wasserstoffperoxidproduzent

Bariumperoxid reagiert mit Schwefelsäure unter Bildung von Wasserstoffperoxid:

Strahl_zwei + H._zweiSW₄ => H._zweiODER_zwei + Baso₄

Es ist daher eine Quelle von H._zweiODER_zwei, manipuliert vor allem mit seinem Hydrat BaO_zweiH 8H_zweiODER.

Nach diesen beiden genannten Verwendungen ist das BaO_zwei ermöglicht die Entwicklung von O._zwei und H._zweiODER_zwei, sowohl Oxidationsmittel, in der organischen Synthese als auch in Bleichprozessen in der Textil- und Farbstoffindustrie. Es ist auch ein gutes Desinfektionsmittel..

Weiterhin von BaO_zwei andere Peroxide können synthetisiert werden, wie Natrium, Na_zweiODER_zwei, und andere Bariumsalze.

Verweise

1. S.C. Abrahams, J Kalnajs. (1954). Die Kristallstruktur von Bariumperoxid. Labor für Isolationsforschung, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA.
2. Wikipedia. (2018). Bariumperoxid. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
3. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie. (Vierte Edition). Mc Graw Hill.
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5. Khokhar et al. (2011). Untersuchung der Herstellung und Entwicklung eines Verfahrens für Bariumperoxid im Labormaßstab. Wiederhergestellt von: akademia.edu
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7. PrebChem. (2016). Herstellung von Bariumperoxid. Wiederhergestellt von: prepchem.com