stringtranslate.com

Хлорид бария

Хлорид бариянеорганическое соединение с формулой BaCl2 . Это одна из наиболее распространенных водорастворимых солей бария . Как и большинство других водорастворимых солей бария, это белый порошок, очень токсичный и придающий пламени желто-зеленую окраску. Он также гигроскопичен , превращаясь в дигидрат BaCl2 · 2H2O , представляющий собой бесцветные кристаллы с горько-соленым вкусом. Он имеет ограниченное применение в лабораторных и промышленных условиях. [ 7] [3]

Подготовка

В промышленных масштабах хлорид бария получают в два этапа из барита ( сульфата бария ). [8] На первом этапе требуются высокие температуры.

BaSO4 + 4C BaS + 4CO

На втором этапе требуется реакция между сульфидом бария и хлористым водородом :

BaS + 2HCl → BaCl 2 + H 2 S

или между сульфидом бария и хлоридом кальция :

BaS + CaCl2 CaS + BaCl2 [ 2]

Вместо HCl можно использовать хлор . [7] Хлорид бария извлекается из смеси водой. Из водных растворов хлорида бария его дигидрат ( BaCl 2 ·2H 2 O ) может кристаллизоваться в виде бесцветных кристаллов. [2]

Хлорид бария в принципе может быть получен реакцией между гидроксидом бария или карбонатом бария с хлористым водородом . Эти основные соли реагируют с соляной кислотой, давая гидратированный хлорид бария.

Ba( OH ) 2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O
BaCO 3 + 2 HCl → BaCl 2 + H 2 O + CO 2

Структура и свойства

BaCl 2 кристаллизуется в двух формах ( полиморфах ). При комнатной температуре соединение стабильно в орторомбической структуре котуннита ( PbCl 2 ), тогда как кубическая структура флюорита ( CaF 2 ) стабильна между 925 и 963 °C. [9] Оба полиморфа обеспечивают предпочтение большого иона Ba 2+ для координационных чисел больше шести. [10] Координация Ba 2+ равна 8 в структуре флюорита [11] и 9 в структуре котуннита. [12] Когда структура котуннита BaCl 2 подвергается давлению 7–10 ГПа, он трансформируется в третью структуру, моноклинную посткотуннитную фазу. Координационное число Ba 2+ увеличивается с 9 до 10. [13]

В водном растворе BaCl2 ведет себя как простая соль ; в воде он является электролитом 1:2 [ необходимо разъяснение ] , а раствор имеет нейтральный pH . Его растворы реагируют с сульфат- ионом, образуя густой белый твердый осадок сульфата бария .

BaCl 2 + Na 2 SO 4 → 2 NaCl + BaSO 4

Эта реакция осаждения используется на хлорщелочных заводах для контроля концентрации сульфата в исходном рассоле для электролиза.

Оксалат вызывает похожую реакцию:

BaCl 2 + Na 2 C 2 O 4 → 2 NaCl + BaC 2 O 4

При смешивании с гидроксидом натрия получается гидроксид бария , который умеренно растворим в воде.

BaCl 2 + 2 NaOH → 2 NaCl + Ba(OH) 2

BaCl 2 ·2H 2 O стабилен на воздухе при комнатной температуре, но теряет одну кристаллизационную воду выше 55 °C (131 °F), превращаясь в BaCl 2 ·H 2 O , и становится безводным выше 121 °C (250 °F). [2] BaCl 2 ·H 2 O может быть образован путем встряхивания дигидрата с метанолом . [3]

BaCl2 легко образует эвтектики с хлоридами щелочных металлов . [3]

Использует

Несмотря на свою дешевизну, хлорид бария находит ограниченное применение в лабораторных условиях и промышленности.

Его основное лабораторное применение — в качестве реагента для гравиметрического определения сульфатов. Анализируемое сульфатное соединение растворяют в воде и добавляют соляную кислоту. При добавлении раствора хлорида бария присутствующий сульфат выпадает в осадок в виде сульфата бария, который затем фильтруют через беззольную фильтровальную бумагу. Бумагу сжигают в муфельной печи, полученный сульфат бария взвешивают и таким образом рассчитывают чистоту сульфатного соединения.

В промышленности хлорид бария в основном используется для очистки соляного раствора на заводах по производству едкого хлора, а также в производстве солей для термообработки, поверхностной закалки стали . [7] Он также используется для изготовления красных пигментов, таких как Lithol red и Red Lake C. Его токсичность ограничивает его применимость. [ необходима цитата ]

Токсичность

Хлорид бария, наряду с другими водорастворимыми солями бария, является высокотоксичным. [14] Он раздражает глаза и кожу, вызывая покраснение и боль. Он повреждает почки . Сообщается, что смертельная доза хлорида бария для человека составляет около 0,8-0,9 г. Системные эффекты острой токсичности хлорида бария включают боль в животе, диарею , тошноту, рвоту, сердечную аритмию , мышечный паралич и смерть. Ионы Ba2 + конкурируют с ионами K + , в результате чего мышечные волокна становятся электрически невозбудимыми, что вызывает слабость и паралич тела. [3] Сульфат натрия и сульфат магния являются потенциальными антидотами, поскольку они образуют сульфат бария BaSO4 , который относительно нетоксичен из-за своей нерастворимости в воде.

Хлорид бария не классифицируется как канцероген для человека. [3]

Ссылки

  1. Химические развлечения: серия забавных и поучительных экспериментов, которые можно выполнять легко, безопасно, успешно и экономно; к которым добавлена ​​«Романтика химии: исследование заблуждений господствующей теории химии: с новой теорией и новой номенклатурой». Р. Гриффин и компания. 1834.
  2. ^ abcd "Хлорид бария - обзор | Темы ScienceDirect".
  3. ^ abcdefgh "Хлорид бария".
  4. Справочник по химии и физике , 71-е издание, CRC Press, Энн-Арбор, Мичиган, 1990.
  5. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0045". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ ab "Барий (растворимые соединения, как Ba)". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  7. ^ abc Крессе, Роберт; Баудис, Ульрих; Йегер, Пауль; Рихерс, Х. Герман; Вагнер, Хайнц; Винклер, Йохер; Вольф, Ганс Уве (2007). "Барий и соединения бария". В Ульман, Франц (ред.). Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a03_325.pub2. ISBN 978-3527306732.
  8. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  9. ^ Эдгар, А.; Циммерманн, Дж.; фон Сеггерн, Х.; Варой, К. Р. (15.04.2010). «Кубический хлорид бария, легированный европием, стабилизированный лантаном: эффективный рентгеновский фосфор». Журнал прикладной физики . 107 (8). Издательство AIP: 083516–083516–7. Bibcode : 2010JAP...107h3516E. doi : 10.1063/1.3369162. ISSN  0021-8979.
  10. ^ Уэллс, А. Ф. (1984) Структурная неорганическая химия , Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6
  11. ^ Хаазе, А.; Брауэр, Г. (1978). «Гидрацтуфен и кристаллическая структура хлорида бария». З. аорган. аллг. хим. 441 : 181–195. дои : 10.1002/zaac.19784410120.
  12. ^ Брэкетт, ЭБ; Брэкетт, ТЕ; Сасс, РЛ (1963). «Кристаллические структуры хлорида бария, бромида бария и иодида бария». J. Phys. Chem. 67 (10): 2132. doi :10.1021/j100804a038.
  13. ^ Léger, JM; Haines, J.; Atouf, A. (1995). "Пост-котуннитовая фаза в BaCl 2 , BaBr 2 и BaI 2 под высоким давлением". J. Appl. Crystallogr. 28 (4): 416. Bibcode :1995JApCr..28..416L. doi :10.1107/S0021889895001580.
  14. The Merck Index , 7-е издание, Merck & Co., Рауэй, Нью-Джерси, 1960.

Внешние ссылки