- Struttura
- Energia del reticolo cristallino
- idrata
- Preparazione o sintesi
- Proprietà
- Aspetto fisico
- Massa molecolare
- Densità
- Punto di fusione
- Punto di ebollizione
- Solubilità dell'acqua
- Decomposizione termica
- Nomenclatura
- applicazioni
- Produttore di ossigeno
- Produttore di perossido di idrogeno
- Riferimenti
Il perossido di bario è un composto ionico e inorganico la cui formula chimica è BaO 2 . Essendo un composto ionico, è costituito da ioni Ba 2+ e O 2 2- ; Quest'ultimo è ciò che è noto come l'anione perossido, e per questo BaO 2 acquisisce il suo nome. Pertanto, BaO 2 è un perossido inorganico.
Le cariche dei suoi ioni rivelano come questo composto è formato dagli elementi. Il bario metallico, del gruppo 2, dà due elettroni alla molecola di ossigeno, O 2 , i cui atomi non li utilizzano per ridursi agli anioni di ossido, O 2- , ma per restare uniti da un semplice legame, 2- .
BaO2 solido. Fonte: Ondřej Mangl, da Wikimedia Commons
Il perossido di bario è un solido granulare a temperatura ambiente, di colore bianco con lievi sfumature grigiastre (immagine in alto). Come quasi tutti i perossidi, va maneggiato e conservato con cura, poiché può accelerare l'ossidazione di alcune sostanze.
Di tutti i perossidi formati dai metalli del gruppo 2 (Mr. Becambara), BaO 2 è termodinamicamente il più stabile contro la sua decomposizione termica. Quando riscaldato, rilascia ossigeno e viene prodotto ossido di bario, BaO. BaO può reagire con l'ossigeno nell'ambiente, ad alte pressioni, per formare nuovamente BaO 2 .
Struttura
Struttura cristallina di BaO2. Fonte: Orci, tramite Wikimedia Commons
L'immagine in alto mostra la cellula unitaria tetragonale del perossido di bario. Al suo interno puoi vedere i cationi Ba 2+ (sfere bianche) e gli anioni O 2 2- (sfere rosse). Si noti che le sfere rosse sono unite da un unico legame, quindi rappresentano la geometria lineare 2- .
Da questa cella unitaria è possibile costruire cristalli BaO 2 . Se si osserva l'anione O 2 2- si vede che è circondato da sei Ba 2+ , ottenendo un ottaedro i cui vertici sono bianchi.
D'altra parte, ancora più evidente, ogni Ba 2+ è circondato da dieci O 2 2- (sfera bianca al centro). Tutto il cristallo consiste in questo ordine costante a breve e lungo raggio.
Energia del reticolo cristallino
Se si osservano anche le sfere bianche rosse, si noterà che non differiscono troppo nelle dimensioni o nei raggi ionici. Questo perché il catione Ba 2+ è molto voluminoso e le sue interazioni con l'anione O 2 2- stabilizzano l'energia del reticolo del cristallo a un grado migliore rispetto a come farebbero, ad esempio, i cationi Ca 2+ e Mg . 2+ .
Questo spiega anche perché BaO è il più instabile degli ossidi alcalino terrosi: gli ioni Ba 2+ e O 2- differiscono notevolmente per dimensioni, destabilizzando i loro cristalli.
Poiché è più instabile, minore è la tendenza del BaO 2 a decomporsi per formare BaO; A differenza dei perossidi SrO 2 , CaO 2 e MgO 2 , i cui ossidi sono più stabili.
idrata
BaO 2 può essere trovato sotto forma di idrati, di cui BaO 2 ∙ 8H 2 O è il più stabile di tutti; e infatti, questo è quello che viene commercializzato, al posto del perossido di bario anidro. Per ottenere quello anidro, il BaO 2 ∙ 8H 2 O deve essere essiccato a 350 ° C , in modo da eliminare l'acqua.
La sua struttura cristallina è anche tetragonale, ma con otto H 2 O molecole che interagiscono con O 2 2- attraverso legami idrogeno, e con Ba 2+ attraverso interazioni dipolo-ioni.
Altri idrati, di cui non si hanno molte informazioni sulla struttura al riguardo, sono: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O e BaO 2 ∙ H 2 O.
Preparazione o sintesi
La preparazione diretta del perossido di bario consiste nell'ossidazione del suo ossido. Questo può essere utilizzato dalla barite minerale o dal sale di nitrato di bario, Ba (NO 3 ) 2 ; entrambi sono riscaldati in un'atmosfera arricchita di aria o ossigeno.
Un altro metodo consiste nel far reagire Ba (NO 3 ) 2 con perossido di sodio in un mezzo acquoso freddo :
Ba (NO 3 ) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2NaNO 3
Quindi l' idrato BaO 2 * xH 2 O viene riscaldato, filtrato ed essiccato sotto vuoto.
Proprietà
Aspetto fisico
È un solido bianco che può diventare grigiastro se contiene impurità (BaO, Ba (OH) 2 o altre specie chimiche). Se viene riscaldato a una temperatura molto elevata, emetterà fiamme verdastre, a causa delle transizioni elettroniche dei cationi Ba 2+ .
Massa molecolare
169,33 g / mol.
Densità
5,68 g / mL.
Punto di fusione
450 ° C.
Punto di ebollizione
800 ° C. Questo valore è coerente con quello che ci si dovrebbe aspettare da un composto ionico; e ancora di più, il perossido alcalino terroso più stabile. Tuttavia, BaO 2 in realtà non bolle , ma viene rilasciato ossigeno gassoso a causa della sua decomposizione termica.
Solubilità dell'acqua
Insolubile. Tuttavia, può subire lentamente idrolisi per produrre perossido di idrogeno, H 2 O 2 ; e inoltre, la sua solubilità in mezzo acquoso aumenta se viene aggiunto un acido diluito.
Decomposizione termica
La seguente equazione chimica mostra la reazione di decomposizione termica che BaO 2 subisce :
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
La reazione è unidirezionale se la temperatura è superiore a 800 ° C. Se la pressione viene immediatamente aumentata e la temperatura diminuisce, tutto il BaO verrà ritrasformato in BaO 2 .
Nomenclatura
Un altro modo per denominare BaO 2 è il perossido di bario, secondo la nomenclatura tradizionale; poiché il bario può avere solo la valenza +2 nei suoi composti.
A torto, la nomenclatura sistematica viene utilizzata per riferirsi ad esso come biossido di bario (binoossido), considerandolo un ossido e non un perossido.
applicazioni
Produttore di ossigeno
Utilizzando la barite minerale (BaO), viene riscaldato con correnti d'aria per eliminarne il contenuto di ossigeno, ad una temperatura di circa 700 ° C.
Se il perossido risultante viene riscaldato delicatamente sotto vuoto, l'ossigeno viene rigenerato più rapidamente e la barite può essere riutilizzata indefinitamente per immagazzinare e produrre ossigeno.
Questo processo è stato ideato commercialmente da LD Brin, ora obsoleto.
Produttore di perossido di idrogeno
Il perossido di bario reagisce con l'acido solforico per produrre perossido di idrogeno:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
È quindi una fonte di H 2 O 2 , manipolata soprattutto con il suo idrato BaO 2 ∙ 8H 2 O.
Secondo questi due usi, BaO 2 consente lo sviluppo di O 2 e H 2 O 2 , entrambi agenti ossidanti, nella sintesi organica e nei processi di sbiancamento nell'industria tessile e tintoria. È anche un buon agente disinfettante.
Inoltre, altri perossidi possono essere sintetizzati da BaO 2 , come sodio, Na 2 O 2 e altri sali di bario.
Riferimenti
- SC Abrahams, J Kalnajs. (1954). La struttura cristallina del perossido di bario. Laboratorio per la ricerca sull'isolamento, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA
- Wikipedia. (2018). Perossido di bario. Estratto da: en.wikipedia.org
- Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica. (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
- Atomica. (2012). Perossido di bario. Estratto da: barium.atomistry.com
- Khokhar et al. (2011). Studio della preparazione di bilance da laboratorio e sviluppo di un processo per il perossido di bario. Estratto da: academia.edu
- PubChem. (2019). Perossido di bario. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). Preparazione del perossido di bario. Estratto da: prepchem.com