Бариев оксид: подготовка и употреба

Разнообразието на света не престава да учудва човечеството. Изследователите ни откриват нови хоризонти, основани на резултатите от предишното поколение. В този смисъл химията е наука, която не може да бъде изцяло изучена, съвременните технологични решения намират най-оптималните и необходими области на приложение за елементи, които са вече известни на човечеството. XIX век е време на откриване, XXI - период на по-ефективно използване на тях. Например, бариев оксид е вещество, изследвано многостранно, но знае кои нови технологии ще бъдат свързани с него в бъдеще.

барий

Алкалоземният метал, който е част от кората, привлече вниманието на химиците през 18-ти век. Първото споменаване на този елемент е свързано с неговото кислородно съединение - бариев оксид. Тя има много висока плътност за своя тип, така че получава името „тежък”, което по-късно става име на самия елемент. Металът е химически активен, така че за да се получи в чиста форма, е необходимо да се проведат серии от реакции в присъствието на катализатор. Най-често срещаният в природата минерал, съдържащ барий е неговият сулфат BaSO ₄ (тежък барит) и BaCO ₃ (witterite). Именно с тези съединения се свързва процесът на получаване на вещество като бариев оксид. В бъдеще тя се използва за изолиране на метала в чист вид и има собствени направления на приложение.

Най-важните съединения

Подобно на всички типични метали, барият влиза в химична реакция с кислород, като полученото вещество зависи от условията на процеса и катализатора. Например, простата реакция на оксид с вода прави възможно образуването на Ba (OH) _2- бариев хидроксид. Бариев оксид се получава от нитрат. Типични съединения с всички халогени: BaF2, BaCI2, BaI2, BaS, BaBr2. Образуването на нитрати, сулфиди, сулфати се дължи на взаимодействието на минерали със съответните киселинни разтвори. Днес се използват всички най-важни бариеви съединения. Но е невъзможно да бъдат изключени нови открития в областта на употребата на това вещество, с увеличаването на технологичната ефективност на устройствата, като стойността му ще се увеличи само както на промишлено, така и на домакинско ниво.

оксиди

Двоичното свързване на химически елемент с кислород е най-разпространената форма на веществото в природата. В този случай, оксидите образуват метали и неметали. Това е характеристиката на елемент при взаимодействие с кислород, който е станал основа за формирането на периодичната таблица.Менделеев Д. За металургичната промишленост процесът на неговото производство от оксид е най-приемливият начин за извличане на вещество. Преметалната естествена руда (метални соли) се подлага на различни химически влияния, насочени към получаване на оксид. По правило този процес се придружава от нагряване до необходимата температура. Бариевият оксид не е изключение. Формулата на полученото вещество е: BaO. Оксидите могат да бъдат получени по други начини. Например, от самите хидроксиди, соли и по-високи оксиди окислителни състояния.

Бариев оксид

На първо място, трябва да се отбележи, че всички съединения на този метал са токсични (изключение е сулфатът), поради което е необходимо да се спазват основните правила за безопасност при работа. Това се отнася за много химични елементи. Друго име - безводен барит - не трябва да се бърка със сулфат, който е естествен минерал. При нормални (стандартни) условия, бели кристали или прах, понякога безцветни с типична решетка с кубичен вид, са съединение на метал с кислород и се наричат ​​бариев оксид. Формулата на веществото е BaO. Техническата модификация на оксида може да има сив цвят, което му дава въглища, които не са напълно отстранени от състава.

Физични свойства

Типичното агрегатно състояние на оксида е твърдо, плътността е 5.72 (20 ^° С), моларната маса е 153.34 g / mol. Съединението има доста висока топлопроводимост от 4.8-7.8 W / (mK) (80-1100 K) и огнеупорността на точката на кипене е 2000 ^° С, температурата на топене е 1920 ^° С.

приемане

Има няколко начина за изолиране на вещество като бариев оксид. Те се използват в съответствие с предназначението и количеството на полученото вещество. Всички методи са подходящи за лабораторни и промишлени условия, така че производителят избира как да получи бариев оксид. Приложими методи:

1. Калциниране на предварително утаен бариев нитрат, който се получава с отделянето на чист кислород. 2Ba (NO3) ₂ = 2BaO + 4NO2 + O2.
2. Барий реагира с кислород. 2Ba + O2 = 2BaO. Катализаторът е температура от 500-600 ^° С, в този случай е възможно производството на пероксид. 2Ba + O2 = 2BaO2. При по-нататъшно загряване до 700 ^° С, веществото се разлага на свободен кислород и бариев оксид.
3. За процеса на разлагане на бариев карбонат до оксид и въглероден диоксид изисква се висока температура на излагане. BaCO ₃ = BaO + CO ₂ . За да се получи по-чиста крайна субстанция, е необходимо да се отстрани излишният въглероден диоксид.

Химични свойства

Повечето от двойните метални съединения с кислород проявяват основни свойства. Уравнението на бариев оксид (формула BaO) показва, че това вещество принадлежи специално на такива оксиди. Освен това, това съединение е солеобразуващо. Типични химични взаимодействия се наблюдават със следните класове вещества:

1. Взаимодействието с водата протича доста бързо, с отделянето на топлина и образуването на алкален разтвор. ВаО + Н2О = Ва (ОН) ₂ .
2. Оксидът взаимодейства с кислорода в присъствието на катализатор (висока температура от 600-500 ^° С), резултатът е пероксид, който се разлага допълнително в съставните си части за екстракция на чист метал или оксид. В този случай е необходимо да се увеличи нагряването до 700 ^° C. 2Ba + O ₂ = 2BaO ₂ .
3. Колко типично основен оксид барий взаимодейства с киселини, в резултат на химическа реакция се получава вода и съответната сол. ВаО + Н2О4 = Н20 + ВаС04 или ВаО + 2НС1 = Н20 + ВаСЬ2 _.
4. Киселинни оксиди взаимодействат със BaO, резултатът от взаимодействието са соли. BaO + CO ₂ = BaCO ₃ или BaO + SO ₃ = BaSO ₄ .
5. За да се освободи чист барий, оксидът се калцинира с метали, които поемат отделения кислород. Това са силиций, алуминий, цинк или магнезий.

приложение

Барийът и неговите съединения дават много силна цветова яркост, когато покриват повърхността на други вещества. Следователно манганови и бариеви оксиди са единиците за измерване на коефициента на яркост. Използва се за получаване на зелен цвят при пиротехника, с декоративна декорация, състояща се от глазури и емайли. Сравнително ниската цена на преработката и производството, високото ниво на топлинна енергия дава възможност да се използва оксид като катализатор при извършване на химични реакции. По-специално, това вещество се използва за изолиране на чист метал (Ва), за да се получи хидроксид и пероксид. Производство на керамика, използвана при най-ниските температури (течен азот), се среща с бариев оксид. Процесът на синтез включва редкоземни метали и меден оксид. Обхватът на приложение на веществото в приборостроенето е доста широк. Бариевият оксид се използва за покриване на осцилографски и телевизионни тръби, различни видове катоди и електронни вакуумни продукти. Служи като активна маса за мощни батерии от меден оксид. Бариевият оксид е един от основните елементи в стъклото, който има доста специфична посока на употреба, използва се за покриване на повърхността на урановите пръчки. За да се създадат оптични стъкла, това вещество също е необходимо.