แบเรียมคาร์บอเนต: คุณสมบัติโครงสร้างทางเคมีการใช้ประโยชน์
แบเรียมคาร์บอเนต เป็นเกลืออนินทรีย์ของโลหะแบเรียมองค์ประกอบสุดท้ายของกลุ่มที่ 2 ของตารางธาตุและเป็นของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ สูตรทางเคมีของมันคือ BaCO 3 และวางจำหน่ายในตลาดในรูปแบบผงผลึกสีขาว
คุณจะได้รับมันได้อย่างไร โลหะแบเรียมพบได้ในแร่ธาตุเช่นแร่แบไรท์ (BaSO 4 ) และสีขาว (BaCO 3 ) Whiterite มีความเกี่ยวข้องกับแร่ธาตุอื่น ๆ ที่ลบระดับความบริสุทธิ์ออกจากผลึกสีขาวเพื่อแลกเปลี่ยนกับสี
เพื่อสร้าง BaCO 3 สำหรับการใช้งานสังเคราะห์จำเป็นต้องกำจัดสิ่งสกปรกออกจากสีขาวตามที่ระบุโดยปฏิกิริยาต่อไปนี้:
BaCO 3 (s, ไม่บริสุทธิ์) + 2NH 4 Cls (s) + Q (ความร้อน) => BaCl 2 (aq) + 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g)
BaCl 2 (aq) + (NH 4 ) 2 CO 3 (s) => BaCO 3 (s) + 2NH 4 Cl (aq)
อย่างไรก็ตามแร่แบไรท์เป็นแหล่งหลักของแบเรียมและนั่นคือสาเหตุที่อุตสาหกรรมการผลิตสารประกอบแบเรียมเริ่มต้นจากมัน จากแร่นี้แบเรียมซัลไฟด์ (BaS) ถูกสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่การสังเคราะห์สารประกอบอื่นและ BaCO 3 นำไปสู่ :
BaS + Na 2 CO 3 (s) => BaCO 3 (s) + Na 2 S
BaS (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l) => BaCO 3 (s) + (NH 4 ) 2 S (aq)
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
มันเป็นผงแป้งสีขาวและผลึก มันไม่มีกลิ่นไม่น่าดูและมีน้ำหนักโมเลกุล 197.89 g / mol มีความหนาแน่น 4.43 g / mL และความดันไอไม่มีอยู่จริง
มันมีดัชนีการหักเหของ 1, 529, 1, 676 และ 1, 677 แสงที่เปล่งออกมาเมื่อดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต: จากแสงสีขาวสว่างพร้อมโทนสีน้ำเงินไปจนถึงแสงสีเหลือง
มันไม่ละลายในน้ำสูง (0.02 g / L) และเอทานอล ในสารละลายที่เป็นกรดของ HCl จะสร้างเกลือที่ละลายได้ของแบเรียมคลอไรด์ (BaCl 2 ) ซึ่งจะอธิบายการละลายของมันในสื่อที่เป็นกรดเหล่านี้ ในกรณีของกรดซัลฟิวริกจะตกตะกอนเป็นเกลือที่ไม่ละลายน้ำ BaSO 4
BaCO 3 (s) + 2HCl (aq) => BaCl 2 (aq) + CO 2 (g) + H 2 O (l)
BaCO 3 (s) + H 2 SO 4 (aq) => BaSO 4 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l)
เนื่องจากเป็นของแข็งไอออนิกจึงไม่ละลายในตัวทำละลาย apolar แบเรียมคาร์บอเนตละลายที่ 811 ºC หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นประมาณ 1380-1400 ºCของเหลวที่มีรสเค็มจะผ่านการสลายตัวทางเคมีแทนการต้ม กระบวนการนี้เกิดขึ้นกับคาร์บอเนตโลหะทั้งหมด: MCO 3 (s) => MO (s) + CO 2 (g)
การสลายตัวของความร้อน
BaCO 3 (s) => BaO (s) + CO 2 (g)
ถ้าของแข็งไอออนิกมีลักษณะเสถียรมากทำไมคาร์บอเนตจึงสลายตัว โลหะ M เปลี่ยนอุณหภูมิที่ของแข็งสลายตัวหรือไม่? ไอออนที่ประกอบเป็นแบเรียมคาร์บอเนตคือ Ba2 + และ CO3 2- ทั้งใหญ่ (นั่นคือมีรัศมีไอออนิกขนาดใหญ่) CO 3 2- มีหน้าที่ในการสลายตัว:
CO 3 2- (s) => O2- (g) + CO 2 (g)
ออกไซด์ของไอออน (O2-) จับกับโลหะเพื่อสร้าง MO, โลหะออกไซด์ MO สร้างโครงสร้างไอออนิกใหม่ซึ่งตามกฎทั่วไปขนาดของไอออนที่ใกล้เคียงกันยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นก็คือโครงสร้างที่เกิดขึ้น (เครือข่ายเอนทาลปี) สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นหาก M + และ O2- มีรัศมีไอออนที่ไม่เท่ากันมาก
หากเครือข่ายเอนทาลปีสำหรับ MO มีขนาดใหญ่ปฏิกิริยาการสลายตัวจะได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากต้องการอุณหภูมิความร้อนต่ำกว่า (จุดเดือดต่ำกว่า)
ในทางตรงกันข้ามถ้า MO มีเอนทาลปีของเครือข่ายขนาดเล็ก (เช่นในกรณีของ BaO โดยที่ Ba2 + มีรัศมีไอออนิกมากกว่า O2-) การย่อยสลายจะได้รับความนิยมน้อยกว่าและต้องการอุณหภูมิที่สูงขึ้น (1380-1400 ในกรณีของ MgCO 3, CaCO 3 และ SrCO 3 พวกมันจะสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า
โครงสร้างทางเคมี
CO 3 2- anion มีการสะท้อนพันธะคู่ระหว่างอะตอมออกซิเจนสามตัวซึ่งประจุสองตัวนี้จะดึงดูดประจุบวก Ba 2+
ในขณะที่ไอออนทั้งสองสามารถพิจารณาว่าเป็นทรงกลมที่มีประจุไฟฟ้าได้ CO 3 2- มีรูปทรงเรขาคณิตระนาบตรีโกณมิติ (รูปสามเหลี่ยมแบนที่วาดโดยออกซิเจนสามอะตอม) ซึ่งอาจกลายเป็น "หมอน" ลบสำหรับ Ba2 +
ไอออนเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับไฟฟ้าสถิตเพื่อสร้างการเรียงตัวของผลึกออร์โธร์ฮอมอิกประเภทผลึกซึ่งเป็นพันธะไอออนิกส่วนใหญ่
ในกรณีนั้นเหตุใด BaCO 3 จึง ไม่ละลายในน้ำ คำอธิบายนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าไอออนนั้นมีความเสถียรในผลึกคริสตัลดีกว่าความชุ่มชื้นจากชั้นน้ำทรงกลมโมเลกุล
จากอีกมุมหนึ่งโมเลกุลของน้ำพบว่ามันยากที่จะเอาชนะแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนทั้งสอง ภายในเครือข่ายผลึกเหล่านี้พวกเขาสามารถปิดบังสิ่งสกปรกที่ให้สีกับผลึกสีขาวของพวกเขา
การใช้งาน
เมื่อมองแวบแรกส่วนหนึ่งของ BaCO 3 อาจไม่รับประกันการใช้งานจริงใด ๆ ในชีวิตประจำวัน แต่ถ้าคุณดูผลึกแร่สีขาวสีขาวเหมือนนมเหตุผลที่ความต้องการทางเศรษฐกิจของคุณเริ่มต้นขึ้น
มันถูกใช้เพื่อทำแก้วแบเรียมหรือเป็นสารเติมแต่งเพื่อเสริมสร้างพวกเขา นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแก้วแสง
เนื่องจากเครือข่ายและการแก้ปัญหาไม่ได้อย่างยอดเยี่ยมจึงถูกนำมาใช้ในการผลิตโลหะผสมประเภทต่าง ๆ, ยาง, วาล์ว, แผ่นปิดพื้น, สี, เซรามิก, น้ำมันหล่อลื่น, พลาสติก, จาระบีและซีเมนต์
เช่นเดียวกันมันถูกใช้เป็นพิษสำหรับหนู ในระยะสั้นเกลือนี้ใช้ในการผลิตสารประกอบแบเรียมอื่น ๆ และทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
BaCO 3 สามารถสังเคราะห์เป็นอนุภาคนาโนซึ่งแสดงคุณสมบัติขนาดเล็กที่น่าสนใจของไวท์เทอร์ไลท์ อนุภาคนาโนเหล่านี้ใช้สำหรับชุบโลหะพื้นผิวโดยเฉพาะตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี
มันถูกพบว่าช่วยปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและในระดับหนึ่งก็เอื้อต่อการเคลื่อนย้ายของโมเลกุลออกซิเจนผ่านพื้นผิวของมัน
พวกมันถูกพิจารณาว่าเป็นเครื่องมือในการเร่งกระบวนการที่ออกซิเจนรวมอยู่ด้วย และในที่สุดพวกมันก็ถูกใช้เพื่อสังเคราะห์วัสดุโมเลกุล supramolecular
ความเสี่ยง
BaCO 3 เป็นพิษจากการกลืนกินทำให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์ที่นำไปสู่การเสียชีวิตจากการหายใจล้มเหลวหรือภาวะหัวใจหยุดเต้น ด้วยเหตุนี้จึงไม่แนะนำให้ขนส่งพร้อมกับของกินได้
มันทำให้เกิดสีแดงของดวงตาและผิวหนังนอกเหนือจากการไอและเจ็บคอ มันเป็นสารประกอบที่เป็นพิษถึงแม้ว่าจะถูกจัดการด้วยมือเปล่าได้ง่ายหากการบริโภคนั้นหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายทั้งหมด
ไม่ติดไฟ แต่ที่อุณหภูมิสูงจะสลายตัวเป็น BaO และ CO 2 ผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษและสารออกซิแดนท์ที่สามารถเผาไหม้วัสดุอื่น ๆ
ในสิ่งมีชีวิตแบเรียมจะสะสมอยู่ในกระดูกและเนื้อเยื่ออื่น ๆ แทนที่แคลเซียมในกระบวนการทางสรีรวิทยา นอกจากนี้ยังปิดกั้นช่องทางที่ K + ไอออนเคลื่อนที่ป้องกันการแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
