的过氧化钡是离子和无机化合物,其化学式为的BaO 2。它是离子性化合物,由Ba 2+和O 2 2-离子组成。后者是所谓的过氧化物阴离子,BaO 2因此得名。因此,BaO 2是无机过氧化物。
其离子的电荷揭示了该化合物是如何由元素形成的。第2组的钡金属为氧分子O 2提供了两个电子,该氧分子的原子不使用它们将自身还原为氧阴离子O 2,而是通过简单的键2保持结合。
BaO2固体。来源:OndřejMangl,来自Wikimedia Commons
过氧化钡在室温下为颗粒状固体,颜色为白色,略带灰色调(上图)。像几乎所有过氧化物一样,必须小心处理和储存,因为它会加速某些物质的氧化。
在第2组金属(Becambara先生)形成的所有过氧化物中,BaO 2在热力学上对其热分解最稳定。加热时会释放氧气,并生成氧化钡BaO。BaO可以在高压下与环境中的氧气反应,再次形成BaO 2。
结构体
BaO2的晶体结构。来源:Orci,通过Wikimedia Commons
上图显示了过氧化钡的四方晶胞。在其中可以看到Ba 2+阳离子(白色球)和O 2 2-阴离子(红色球)。请注意,红色球体通过单键连接,因此它们表示线性几何图形2-。
从该晶胞中,可以构建BaO 2晶体。如果观察到,则可以看到阴离子O 2 2-被六个Ba 2+包围,得到了一个顶点为白色的八面体。
另一方面,更明显的是,每个Ba 2+被十个O 2 2-(中心为白色球)包围。所有晶体均由这种恒定的短程和长程顺序组成。
晶格能量
如果还观察到红白色球体,将注意到它们的大小或离子半径没有太大差异。这是因为与例如Ca 2+和Mg 阳离子相比,Ba 2+阳离子非常庞大,并且其与O 2 2-阴离子的相互作用将晶体的晶格能稳定在更好的程度。2+。
这也解释了为什么BaO是碱土金属氧化物中最不稳定的:Ba 2+和O 2-离子的尺寸相差很大,从而使它们的晶体不稳定。
BaO 2越不稳定,则分解成BaO 的趋势越小。与过氧化物SrO 2,CaO 2和MgO 2不同,后者的氧化物更稳定。
水合物
BaO 2以水合物形式存在,其中BaO 2 ∙8H 2 O最稳定。实际上,这是市售的,而不是无水过氧化钡。要获得无水硫酸盐,必须将BaO 2 ∙8H 2 O 于350°C干燥,以消除水分。
它的晶体结构也是四方的,但有八个H 2 O 分子通过氢键与O 2 2-相互作用,并通过偶极离子相互作用与Ba 2+相互作用。
其他的水合物,其结构没有这方面的大量信息,是:BAO 2 ∙10H 2 O,BaO的2 ∙7H 2 O和BaO的2 ∙^ h 2 O.
制备或合成
过氧化钡的直接制备包括其氧化物的氧化。可从矿物重晶石或硝酸钡盐Ba(NO 3)2中使用。两者都在空气或富氧气氛中加热。
另一种方法是使Ba(NO 3)2与过氧化钠在冷的水性介质中反应:
Ba(NO 3)2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙xH 2 O + 2NaNO 3
然后加热BaO 2 * xH 2 O 水合物,过滤并真空干燥。
物产
外观
它是白色固体,如果包含杂质(BaO,Ba(OH)2或其他化学物质),则可能变成灰色。如果将其加热到很高的温度,由于Ba 2+阳离子的电子跃迁,它将发出绿色火焰。
分子质量
169.33 g /摩尔
密度
5.68克/毫升。
熔点
450°C
沸点
800℃。该值与离子化合物的预期值一致;甚至更稳定的碱土金属过氧化物。然而,BaO 2实际上并未沸腾,而是由于其热分解而释放出气态氧。
水溶性
不溶。但是,它可以缓慢地水解产生过氧化氢H 2 O 2。而且,如果添加稀酸,则其在水性介质中的溶解度增加。
热分解
以下化学方程式显示BaO 2经历的热分解反应:
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
如果温度高于800°C,则反应为单向反应。如果立即增加压力并降低温度,则所有BaO都将转变回BaO 2。
命名法
根据传统术语,BaO 2的另一种命名方法是过氧化钡。因为钡的化合价只能为+2。
错误地,使用系统术语将其称为二氧化钡(二氧化钡),因为它是氧化物而不是过氧化物。
应用领域
制氧机
使用矿物重晶石(BaO),在约700°C的温度下,用空气流对其进行加热以消除其氧含量。
如果将生成的过氧化物在真空下缓慢加热,氧气将更快地再生,并且重晶石可以无限期地重复使用以存储和产生氧气。
该方法由LD Brin商业设计,现已淘汰。
过氧化氢生产商
过氧化钡与硫酸反应生成过氧化氢:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
因此,它是H 2 O 2的来源,首先是用其水合物BaO 2 ∙8H 2 O对其进行处理。
根据这两种用途,BaO 2允许在有机合成中以及在纺织和染料工业的漂白过程中形成氧化剂O 2和H 2 O 2。它也是很好的消毒剂。
另外,可以从BaO 2合成其他过氧化物,例如钠,Na 2 O 2和其他钡盐。
参考文献
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