- estructura
- Energia reticular cristal·lina
- hidrats
- Preparació o síntesi
- propietats
- aparença física
- massa molecular
- densitat
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- Solubilitat en aigua
- descomposició tèrmica
- Nomenclatura
- usos
- Productor d'oxigen
- Productor de peròxid d'hidrogen
- referències
El peròxid de bari és un compost iònic i inorgànic la fórmula química és BaO 2. A l'tractar-se d'un compost iònic, consisteix en ions Ba 2+ i O 2 2-; aquest últim és el que es coneix com anió peròxid, ia causa d'ell el BaO 2 adquireix el seu nom. Sent així, el BaO 2 és un peròxid inorgànic.
Les càrregues dels seus ions deixen entreveure com es forma aquest compost a partir dels elements. El metall bari, de el grup 2, cedeix dos electrons a la molècula d'oxigen, O 2, els àtoms no els utilitzen per reduir-se als anions òxids, O 2-, sinó per mantenir-se units per un enllaç simple, 2-.
Sòlid de BaO2. Font: Ondřej Mangl, from Wikimedia Commons
El peròxid de bari és un sòlid granular a temperatura ambient, de color blanc amb lleugeres tonalitats grisenques (imatge superior). Com gairebé tots els peròxids, ha de manipular i emmagatzemar amb cura, ja que pot accelerar l'oxidació de certes substàncies.
De tots els peròxids formats pels metalls de el grup 2 (Sr. Becambara), el BaO 2 és termodinàmicament el més estable davant la seva descomposició tèrmica. Quan s'escalfa, allibera oxigen i es produeix òxid de bari, BaO. El BaO pot reaccionar amb l'oxigen de l'ambient, a altes pressions, per formar novament el BaO 2.
estructura
Estructura cristal·lina de l'BaO2. Font: Orci, via Wikimedia Commons
A la imatge superior es mostra la cel·la unitària tetragonal de l'peròxid de bari. Dins d'ella es poden veure els cations Ba 2+ (esferes blanques), i els anions O 2 2- (esferes vermelles). Notin que les esferes vermelles estan unides per un enllaç simple, pel que representen la geometria lineal 2-.
A partir d'aquesta cel·la unitària, es poden construir els cristalls de BaO 2. Si s'observa, l'anió O 2 2- es veu que està envoltat per sis Ba 2+, obtenint-se un octàedre els vèrtexs són blancs.
D'altra banda, encara més evident, cada Ba 2+ està envoltat de deu O 2 2- (esfera blanca de centre). Tot el vidre consisteix d'aquest ordre constant a curt i llarg abast.
Energia reticular cristal·lina
Si a més s'observen les esferes blanques vermelles, es notarà que no difereixen massa en les seves mides o radis iònics. Això es deu al fet que el catió Ba 2+ és molt voluminós, i les seves interaccions amb l'anió O 2 2- estabilitzen en millor grau l'energia reticular d'el vidre en comparació a com ho farien, per exemple, els cations Ca 2+ i Mg 2+.
Així mateix, això explica per què el BaO és dels òxids alcalinoterris el més inestable: els ions Ba 2+ i O 2- difereixen considerablement de grandària, desestabilitzant seus cristalls.
Com és més inestable, menor és la tendència de l'BaO 2 a descompondre per formar el BaO; a l'contrari dels peròxids SrO 2, CaO 2 i MgO 2, els òxids són més estables.
hidrats
El BaO 2 pot trobar-se en forma d'hidrats, dels quals el BaO 2 ∙ 8H 2 O és el més estable de tots; i de fet, aquest és el que es comercialitza, en lloc de el peròxid de bari anhidre. Per obtenir el anhidre, ha d'assecar a 350 ° C l'BaO 2 ∙ 8H 2 O, amb el propòsit d'eliminar l'aigua.
La seva estructura cristal·lina també és tetragonal, però amb vuit molècules d'H 2 O interaccionant amb els O 2 2- mitjançant ponts d'hidrogen, i amb els Ba 2+ mitjançant interaccions dipol-ió.
Altres hidrats, de les estructures no hi ha molta informació a l'respecte, són: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O i BaO 2 ∙ H 2 O.
Preparació o síntesi
La preparació directa de l'peròxid de bari consisteix en l'oxidació del seu òxid. Aquest pot emprar des del mineral barita, o des de la sal nitrat de bari, Ba (NO 3) 2; tots dos es sotmeten a escalfament en una atmosfera d'aire o enriquida amb oxigen.
Un altre mètode consisteix a fer reaccionar en un medi aquós fred el Ba (NO 3) 2 amb el peròxid de sodi:
Ba (NO 3) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
Després el hidrat BaO 2 ∙ xH 2 O se sotmet a escalfament, es filtra i acaba per assecar-se emprant buit.
propietats
aparença física
És un sòlid blanc que pot tornar-se grisenc si presenta impureses (ja sigui de BaO, Ba (OH) 2, o altres espècies químiques). Si s'escalfa a una temperatura molt alta, desprendrà flames verdoses, a causa de les transicions electròniques dels cations Ba 2+.
massa molecular
169,33 g / mol.
densitat
5,68 g / ml.
Punt de fusió
450 ° C.
Punt d'ebullició
800 ° C. Aquest valor concorda amb el que cal esperar d'un compost iònic; i encara més, de l'peròxid alcalinoterri més estable. No obstant això, realment no bull el BaO 2, sinó que es desprèn oxigen gasós producte de la seva descomposició tèrmica.
Solubilitat en aigua
Insoluble. No obstant això, lentament pot patir hidròlisi per produir peròxid d'hidrogen, H 2 O 2; ia més, la seva solubilitat en medi aquós augmenta si s'afegeix un àcid diluït.
descomposició tèrmica
La següent equació química mostra la reacció de descomposició tèrmica que pateix el BaO 2:
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
La reacció és d'una sola direcció si la temperatura és superior als 800 ° C. Si tot seguit s'augmenta la pressió i disminueix la temperatura, tot el BaO es transformarà novament en BaO 2.
Nomenclatura
Una altra manera per nomenar el BaO 2 és peròxid bàric, d'acord a la nomenclatura tradicional; ja que el bari només pot tenir en els seus compostos la valència +2.
Equivocadament, s'empra la nomenclatura sistemàtica per referir-se a ell com diòxid (binóxido) de bari, considerant-un òxid i no un peròxid.
usos
Productor d'oxigen
Fent ús de l'mineral barita (BaO), s'escalfa amb corrents d'aire per eliminar-ne el contingut d'oxigen, a una temperatura al voltant dels 700 ° C.
Si a l'peròxid resultant se li sotmet a un escalfament tènue, sota buit, l'oxigen es regenera amb més rapidesa i la vareta pot reutilitzar indefinida vegades per emmagatzemar i produir oxigen.
Aquest procés es va idear comercialment per LD Brin, avui dia obsolet.
Productor de peròxid d'hidrogen
El peròxid de bari reacciona amb àcid sulfúric per produir peròxid d'hidrogen:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
És per tant una font d'H 2 O 2, manipulat sobretot amb el seu hidrat BaO 2 ∙ 8H 2 O.
D'acord a aquests dos usos esmentats, l'BaO 2 permet el desenvolupament d'O 2 i H 2 O 2, tots dos agents oxidants, en síntesi orgàniques i en processos de blanquejament a la indústria tèxtil i de colorants. Així mateix, és un bon agent desinfectant.
A més, a partir d'el BaO 2 poden sintetitzar altres peròxids, com el de sodi, Na 2 O 2, i altres sals de bari.
referències
- SC Abrahams, J Kalnajs. (1954). The crystal structure of barium peroxide. Laboratory for Insulation Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA
- Wikipedia. (2018). Barium peroxide. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Atomistry. (2012). Barium peroxide. Recuperat de: barium.atomistry.com
- Khokhar i col. (2011). Study of Laboratory Scale Preparation and Development of a Process for Barium peroxide. Recuperat de: academia.edu
- PubChem. (2019). Barium peroxide. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). Preparation of barium peroxide. Recuperat de: prepchem.com