خصائص كربونات الباريوم ، التركيب الكيميائي ، الاستخدامات

ال كربونات الباريوم هو ملح غير عضوي من معدن الباريوم ، وهو عنصر ما قبل الأخير من المجموعة 2 من الجدول الدوري وينتمي إلى المعادن الأرضية القلوية. الصيغة الكيميائية لها هي BaCO₃ وهو متوفر في السوق على شكل مسحوق أبيض بلوري.

كيف تحصل عليه؟ تم العثور على معدن الباريوم في المعادن ، مثل الباريت (BaSO)₄) وبيريتا (باكو)₃). يرتبط Whiterite بالمعادن الأخرى التي تطرح مستويات النقاء من بلوراتها البيضاء في مقابل الألوان.

لتوليد BaCO₃ الاستخدام الصناعي من الضروري القضاء على شوائب البياض ، كما هو مبين في ردود الفعل التالية:

باكو₃(s ، نجس) + 2NH₄Cl (s) + Q (heat) => BaCl₂(م أ) + 2NH₃(ز) + ح₂يا (ل) + CO₂(G)

بووتون₂(aq) + (NH₄)₂CO₃(s) => BaCO₃(ق) + 2NH₄Cl (aq)

ومع ذلك ، فإن الباريت هو المصدر الرئيسي للباريوم ، ولهذا السبب تبدأ المنتجات الصناعية لمركبات الباريوم منه. يتم تصنيع كبريتيد الباريوم (BaS) من هذا المعدن ، المنتج الذي يتم من خلاله توليف المركبات الأخرى و BaCO₃:

BaS (s) + Na₂CO₃(s) => BaCO₃(ق) + نا₂ق (ق)

BaS (s) + CO₂(ز) + ح₂O (l) => BaCO₃(ق) + (NH₄)₂S (aq)

مؤشر

• 1 الخصائص الفيزيائية والكيميائية
  • 1.1 التحلل الحراري
• 2 التركيب الكيميائي
• 3 الاستخدامات
• 4 مخاطر
• 5 المراجع

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

إنه مسحوق ناعم ، أبيض وبلوري. إنه عديم الرائحة ، قبيح ويبلغ وزنه الجزيئي 197.89 جم / مول. لها كثافة 4.43 جم / مل وضغط بخار غير موجود.

فقد مؤشرات الانكسار من 1،529 ، 1،676 ، و 1،677. ينبعث المصباح من الضوء عندما يمتص الأشعة فوق البنفسجية: من الضوء الأبيض الساطع بألوان زرقاء إلى ضوء أصفر.

وهو غير قابل للذوبان بشدة في الماء (0.02 جم / لتر) وفي الإيثانول. في المحاليل الحمضية حمض الهيدروكلوريك يشكل الملح الذائب من كلوريد الباريوم (BaCl₂) ، وهو ما يفسر ذوبانه في هذه الوسائط الحمضية. في حالة حمض الكبريتيك ، يترسب كملح غير قابل للذوبان BaSO₄.

باكو₃(s) + 2HCl (aq) => BaCl₂(أ ك) + CO₂(ز) + ح₂يا (ل)

باكو₃(ق) + ح₂SW₄(aq) => BaSO₄(ق) + CO₂(ز) + ح₂يا (ل)

نظرًا لأنها مادة صلبة أيونية ، فهي أيضًا غير قابلة للذوبان في المذيبات غير القطبية. كربونات الباريوم يذوب في 811 درجة مئوية ؛ إذا ارتفعت درجة الحرارة حوالي 1380-1400 درجة مئوية ، فإن السائل المالح يخضع لتحلل كيميائي بدلاً من الغليان. تحدث هذه العملية لجميع كربونات المعادن: MCO₃(s) => MO (s) + CO₂(G).

التحلل الحراري

باكو₃(s) => BaO (s) + CO₂(G)

إذا كانت المواد الصلبة الأيونية تتميز بأنها مستقرة للغاية ، فلماذا تتحلل الكربونات؟ هل يغير المعدن M درجة الحرارة التي تتحلل بها المادة الصلبة؟ الأيونات التي تشكل كربونات الباريوم هي با²⁺ و CO₃^2-, كلاهما ضخم (أي مع نصف قطر أيون كبير). CO₃^2- هي المسؤولة عن التحلل:

CO₃^2-(ق) => O^2-(ز) + CO₂(G)

أيون أكسيد (O^2-) مستعبدين بالمعادن لتشكيل MO ، أكسيد المعدن. يولد MO هيكلًا أيونيًا جديدًا ، حيث كقاعدة عامة ، كلما كان حجم أيوناته أكثر تشابهًا ، كان الهيكل الناتج (شبكة المحتوى الحراري) أكثر استقرارًا. يحدث العكس إذا كانت أيونات M⁺ و يا^2- لديهم نصف قطر أيون غير متكافئ للغاية.

إذا كانت شبكة المحتوى الحراري لـ MO كبيرة ، فسيكون تفاعل التحلل مفضلاً بشدة ، مما يتطلب درجات حرارة منخفضة للتدفئة (نقاط غليان منخفضة).

من ناحية أخرى ، إذا كان MO لديه شبكة صغيرة enthalpy (كما في حالة باو ، حيث با²⁺ لديه دائرة نصف قطرها الأيونية أكبر من O^2-) التحلل أقل تفضيلًا ويتطلب درجات حرارة أعلى (1380-1400 درجة مئوية). في حالات MgCO₃, كربونات الكالسيوم₃ و SrCO₃, تتحلل في درجات حرارة منخفضة.

التركيب الكيميائي

أنيون CO₃^2- لديه رابطة مزدوجة يتردد صداها بين ثلاث ذرات أكسجين ، اثنتان منها مشحونة سلبا لجذب الكاتيون²⁺.

بينما يمكن اعتبار كل من الأيونات كرات مشحونة ، CO₃^2- لديها هندسة مستوية مثلثية (مثلث مسطح مرسوم بواسطة ذرات الأكسجين الثلاثة) ، وربما تصبح "وسادة" سلبية لبا²⁺.

تتفاعل هذه الأيونات كهربائيا لتشكيل ترتيب بلوري من نوع تقويم العظام ، مع الروابط الأيونية في الغالب.

في هذه الحالة ، لماذا لا يكون BaCO قابل للذوبان؟₃ في الماء؟ يعتمد التفسير ببساطة على حقيقة أن الأيونات مثبتة بشكل أفضل في الشبكة البلورية ، بدلاً من ترطيبها بواسطة طبقات كروية جزيئية من الماء.

من زاوية أخرى ، تجد جزيئات الماء صعوبة في التغلب على عوامل الجذب الكهروستاتيكية القوية بين الأيونيين. ضمن هذه الشبكات البلورية يمكن أن تؤوي الشوائب التي تعطي اللون لبلوراتها البيضاء.

تطبيقات

في لمحة ، جزء من BaCO₃ قد لا يعد بأي تطبيق عملي في الحياة اليومية ، ولكن إذا رأيت بلورة معدنية بياضًا بيضاء اللون مثل الحليب ، فيبدأ في إدراك سبب طلبك الاقتصادي.

يتم استخدامه لصنع نظارات الباريوم أو كإضافة لتعزيزها. كما أنها تستخدم في صناعة النظارات البصرية.

نظرًا لشبكتها العظيمة وكونها غير قابلة للذوبان ، فهي تستخدم في تصنيع أنواع مختلفة من السبائك والمطاط والصمامات وأغطية الأرضيات والدهانات والسيراميك ومواد التشحيم والبلاستيك والشحوم والأسمنت..

وبالمثل ، يتم استخدامه بمثابة السم للفئران. في التوليف ، يستخدم هذا الملح لإنتاج مركبات الباريوم الأخرى ، وبالتالي فهو بمثابة مواد للأجهزة الإلكترونية.

و BaCO₃ يمكن تصنيعها كجسيمات متناهية الصغر ، معبرًا على نطاقات صغيرة جدًا عن خصائص جديدة مثيرة للاهتمام من البياض. تُستخدم هذه الجسيمات النانوية في تشريب الأسطح المعدنية ، وخاصة المواد الحفازة الكيميائية.

لقد وجد أنه يحسن محفزات الأكسدة ، وأنه يفضل بطريقة ما هجرة جزيئات الأكسجين بواسطة سطحه.

تعتبر أدوات لتسريع العمليات التي يتم فيها دمج الأكسجين. وأخيرا ، يتم استخدامها لتوليف المواد supramolecular.

المخاطر

و BaCO₃ أنها سامة عن طريق الابتلاع ، مما تسبب في لانهائية من الأعراض غير السارة التي تؤدي إلى الوفاة من فشل الجهاز التنفسي أو السكتة القلبية ؛ لهذا السبب ، لا يوصى بنقلها بجانب البضائع الصالحة للأكل.

يسبب احمرار العينين والجلد ، بالإضافة إلى السعال والتهاب الحلق. إنه مركب سام ، على الرغم من أنه يمكن التحكم فيه بسهولة بأيدي عارية إذا تم تجنب تناوله بأي ثمن.

إنها ليست قابلة للاشتعال ، لكن في درجات الحرارة العالية تتحلل لتشكيل باو وأول أكسيد الكربون₂, المنتجات السامة والمؤكسدة التي يمكن أن تحرق المواد الأخرى.

في الكائن الحي تترسب الباريوم في العظام والأنسجة الأخرى ، لتحل محل الكالسيوم في العديد من العمليات الفسيولوجية. كما أنه يحظر القنوات التي تسافر فيها الأيونات K⁺, منع انتشاره من خلال أغشية الخلايا.

مراجع

1. بوب كيم. (2018). كربونات الباريوم. تم الاسترجاع في 24 مارس 2018 ، من PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. ويكيبيديا. (2017). كربونات الباريوم. تم الاسترجاع في 24 مارس 2018 ، من ويكيبيديا: en.wikipedia.org
3. ChemicalBook. (2017). كربونات الباريوم. تم الاسترجاع في 24 مارس 2018 ، من ChemicalBook: chemicalbook.com
4. Hong T.، S. Brinkman K.، Xia C. (2016). جزيئات الباريوم النانوية كحفازات تآزرية لتفاعل الحد من الأكسجين في الكاثودات لخلايا الوقود ذات الأكسيد الصلب La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 ChemElectroChem 3 ، 1 - 10.
5. روبنز مانويل أ. (1983) ، كتاب روبنز لهواة جمع المعادن الفلورية. وصف المعادن الفلورسنت ، ص 117.
6. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية في هيكل المواد الصلبة البسيطة (الطبعة الرابعة ، الصفحات 99-102). مولودية جراو هيل.