OSSIDO DI BARIO (BAGNO): STRUTTURA, PROPRIETÀ, USI, RISCHI - CHIMICA - 2024

L' ossido di bario è formato da un atomo solido inorganico di bario (Ba) e ossigeno (O). La sua formula chimica è BaO. È un solido cristallino bianco ed è igroscopico, cioè assorbe umidità dall'aria, ma così facendo reagisce con essa.

La rapida reazione dell'ossido di bario con l'acqua lo rende utilizzato nei laboratori di analisi chimiche per essiccare, cioè rimuovere l'acqua dai solventi organici, che sono composti liquidi che servono a sciogliere altre sostanze.

Ossido di bario BaO solido. Leiem. Fonte: Wikimedia Commons.

BaO si comporta come una base forte, quindi reagisce con molti tipi di acidi. Ad esempio, reagisce facilmente con l'anidride carbonica CO ₂ nell'aria per formare il carbonato di bario BaCO ₃ .

Viene utilizzato nella produzione di polimeri per cavi di alimentazione e come ingrediente per le resine per sigillare i fori nei denti che sono stati polimerizzati.

L'ossido di bario (BaO) è utilizzato anche nell'industria ceramica, sia per rivestirlo di smalto che per produrlo. Viene anche utilizzato nelle miscele cementizie per aumentare la resistenza a compressione del prodotto finale.

Struttura

Bario BaO ossido è costituito da un Ba ²⁺ catione ed un ossigeno O ₂ ^- anione .

Ioni BaO ossido di bario. Autore: Marilú Stea.

Nei suoi cristalli, BaO forma reti ioniche cubiche (a forma di cubo) del tipo cloruro di sodio.

Struttura cristallina a forma di cubo di ossido di bario BaO simile al cloruro di sodio. Verde: bario. Blu: ossigeno. Benjah-bmm27 (conversazione · contributi). Fonte: Wikimedia Commons.

La configurazione elettronica dello ione bario è: 6s ⁰ perché ha perso i due elettroni del guscio 6s. Questa configurazione è molto stabile.

Nomenclatura

-Ossido di bario

-Monossido di bario

Proprietà fisiche

Stato fisico

Solido cristallino bianco-giallastro.

Peso molecolare

153,33 g / mol

Punto di fusione

1923 ºC

Punto di ebollizione

Circa 2000 ºC.

Densità

5,72 g / cm ³

solubilità

Leggermente solubile in acqua: 3,8 g / 100 mL a 20 ºC.

Proprietà chimiche

L'ossido di bario BaO reagisce rapidamente con l'acqua, emettendo calore e formando una soluzione corrosiva di idrossido di bario Ba (OH) ₂ , che è l'idrossido più solubile degli idrossidi di metalli alcalino terrosi.

BaO + H ₂ O → Ba (OH) ₂

BaO è una base forte. Reagisce esotermicamente (cioè con l'evoluzione del calore) con tutti i tipi di acidi.

Con CO ₂ , BaO reagisce per formare il carbonato di bario BaCO ₃ .

BaO + CO ₂ → BaCO ₃

BaO è igroscopico, quindi se lasciato esposto all'ambiente si unisce poco a poco con l'umidità dell'aria formando Ba (OH) ₂ che si combina con l'anidride carbonica CO ₂ dell'aria per dare il carbonato di bario BaCO ₃ .

Quando il monossido di bario BaO viene riscaldato in presenza di aria, si combina con l'ossigeno per formare il perossido di bario BaO ₂ . La reazione è reversibile.

2 BaO + O ₂ ⇔ 2 BaO ₂

In presenza di acqua, può reagire con alluminio Al o zinco Zn, formando gli ossidi o idrossidi di detti metalli e generando idrogeno gassoso H ₂ .

Può iniziare la polimerizzazione di composti organici polimerizzabili, come gli epossidi.

rischi

Può essere tossico per ingestione. Non deve entrare in contatto con la pelle. È irritante per gli occhi, la pelle e le vie respiratorie. Può essere dannoso per il sistema nervoso. È in grado di causare bassi livelli di potassio, con conseguenti disturbi cardiaci e muscolari.

Ottenere

L'ossido di bario BaO può essere ottenuto riscaldando il carbonato di bario BaCO ₃ con carbone. Si forma BaO e si sviluppa il gas monossido di carbonio CO.

BaCO ₃ + C → BaO + 2 CO ↑

applicazioni

Come essiccante per solventi organici

A causa della sua facilità di reazione con l'acqua, BaO è stato utilizzato dalla metà del secolo scorso come essiccante per benzina e solventi organici basici o neutri.

BaO è molto attivo essiccando attorno ad esso, assorbe l'umidità molto rapidamente, con un notevole sviluppo di calore, formando idrossido di bario Ba (OH) ₂ che è stabile fino a circa 1000 ºC. Per questo motivo BaO può essere utilizzato ad alte temperature.

Possiede inoltre un'elevata capacità di assorbimento d'acqua. Per ogni molecola di BaO, una molecola di acqua può essere assorbita e il Ba (OH) ₂ risultante può anche assorbire una certa quantità di acqua.

È adatto per laboratori di chimica analitica. Non è appiccicoso.

Può essere utilizzato negli essiccatori, che sono grandi contenitori di vetro con coperchio dove l'ambiente interno viene mantenuto asciutto. Il BaO mantiene asciutta l'atmosfera in miniatura dell'essiccatore.

Essiccatori in un laboratorio. Un essiccante solido come BaO è posizionato sul fondo della base. L'uploader originale era Rifleman 82 su Wikipedia in inglese. . Fonte: Wikimedia Commons.

Questi essiccatori vengono utilizzati per posizionare sostanze o reagenti e quindi impedire loro di assorbire acqua dall'ambiente.

Viene anche utilizzato per essiccare gas basici come l'ammoniaca NH ₃ .

Nelle lampade a scarica

BaO è posto sugli elettrodi delle lampade a scarica come materiale che emette elettroni.

Le lampade a scarica sono costituite da un tubo di vetro, quarzo o altro materiale idoneo, contengono un gas inerte e nella maggior parte dei casi un vapore metallico. Il vapore metallico può essere sodio o mercurio.

Lampada al mercurio. Dmitry G. Fonte: Wikimedia Commons.

Le scariche elettriche si verificano all'interno del tubo perché ha un elettrodo positivo e uno negativo.

Il BaO è posto sugli elettrodi della lampada. Gli elettroni che emette entrano in collisione con gli atomi del vapore del metallo e trasmettono loro energia.

Il passaggio di una corrente elettrica attraverso questo gas o vapore produce luce visibile o radiazione ultravioletta (UV).

Nella produzione di ceramiche

BaO è utilizzato nelle composizioni di rivestimento in smalto ceramico.

Facciata di edificio rivestita in ceramica smaltata. Penny Mayes / Facciata vetrata. Fonte: Wikimedia Commons.

Tuttavia, è stato testato anche come additivo nella preparazione della vetroceramica.

BaO migliora efficacemente le caratteristiche meccaniche e la resistenza chimica di questo tipo di ceramica. Ha una forte influenza sulle proprietà termiche e sulla composizione della fase cristallina dei materiali ottenuti.

Nella preparazione di miscele cementizie

BaO è stato testato come componente del cemento fosfoalluminato.

Questo tipo di cemento è utile in ambienti marini, poiché non ha la stessa tendenza ad idratarsi di altri tipi di cemento, quindi non soffre di formazione di pori o dilatazioni.

Tuttavia, i cementi fosfoalluminosi devono essere rafforzati nelle loro prestazioni meccaniche per resistere alle correnti oceaniche e ai colpi di pezzi di ghiaccio galleggianti presenti nell'oceano.

L'aggiunta di BaO al cemento fosfoalluminato modifica la struttura minerale di detto materiale, migliora la struttura dei pori e aumenta notevolmente la resistenza a compressione della pasta cementizia.

In altre parole, BaO migliora la resistenza alla compressione di questo tipo di cemento.

Miscela per calcestruzzo. L'ossido di bario BaO è utile per migliorare alcune proprietà del cemento. Thamizhpparithi Maari. Fonte: Wikimedia Commons.

In varie applicazioni

È usato come ingrediente per fornire opacità nelle resine dentali per il riempimento di buchi nei denti, eseguito dai dentisti.

Viene anche utilizzato come agente nucleante per la preparazione di polimeri di polivinilidene fluoruro utilizzati per isolare i cavi di alimentazione.

Riferimenti

1. Partyka, J. et al. (2016). Effetto dell'aggiunta di BaO sulla sinterizzazione di materiali vetroceramici dal sistema SiO ₂ -Al ₂ O ₃ -Na ₂ O-K ₂ O-CaO / MgO. J Therm Anal Calorim (2016) 125: 1095. Recuperato da link.springer.com.
2. Zhang, P. et al. (2019). Effetto del BaO sulla struttura minerale e sul comportamento di idratazione del cemento fosfoalluminato. J Therm Anal Calorim (2019) 136: 2319. Recuperato da link.springer.com.
3. Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti. (2019). Ossido di bario. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Smith, NA (2003). Illuminazione. Principio. Nel libro di riferimento dell'ingegnere elettrico (sedicesima edizione). Recupero da sciencedirect.com.
5. Ebnesajjad, S. (2003). Schiume fluoropolimeriche. PVDF schiumogeno. In fluoroplastica processabile allo stato fuso. Recupero da sciencedirect.com.
6. Booth, HS e McIntyre, LH (1930). Ossido di bario come essiccante. Ind. Ing. Chem. Anal. Ed. 1930, 2, 1, 12-15. Recuperato da pubs.acs.org.