Hidróxido de bário (Ba (OH) 2): propriedades, riscos e usos - Ciência - 2023

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o hidróxido de bário é um composto químico com a fórmula Ba (OH)₂(H₂OU)_x. É uma base forte e pode estar na forma anidra, monohidratada ou octo-hidratada. A forma monohidratada, também chamada de água barita, é a mais comum e usada comercialmente. A estrutura dos compostos anidros e monohidratos é apresentada na Figura 1.

O hidróxido de bário pode ser preparado dissolvendo o óxido de bário (BaO) em água: BaO + 9H₂O → Ba (OH)₂8h₂O. Ele se cristaliza na forma de octahidrato, que se torna monohidratado quando aquecido ao ar. A 100 ° C sob vácuo, o monohidrato produzirá BaO e água.

O monohidrato adota uma estrutura em camadas (figura 2). Os centros Ba²⁺ eles adotam uma geometria octaédrica. Cada centro Ba²⁺ é ligado por dois ligantes de água e seis ligantes de hidróxido, que são respectivamente duplas e triplas em ponte para os centros Ba²⁺ vizinhos.

No octahidrato, os centros de Ba²⁺ Os indivíduos são novamente oito coordenadas, mas não compartilham ligantes (Barium Hydroxide, S.F.).

Propriedades do hidróxido de bário

O hidróxido de bário são cristais octaédricos brancos ou transparentes. Sem odor e com sabor cáustico (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sua aparência é mostrada na figura 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., S.F.).

A forma anidra tem um peso molecular de 171,34 g / mol, uma densidade de 2,18 g / ml, um ponto de fusão de 407 ° C e um ponto de ebulição de 780 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015) .

A forma monohidratada tem um peso molecular de 189,355 g / mol, uma densidade de 3,743 g / ml e um ponto de fusão de 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

A forma octo-hidratada tem um peso molecular de 315,46 g / mol, uma densidade de 2,18 g / ml e um ponto de fusão de 78 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

O composto é ligeiramente solúvel em água e insolúvel em acetona. É uma base forte com um pKa de 0,15 e 0,64 para o primeiro e o segundo OH^– respectivamente.

O hidróxido de bário reage de forma semelhante ao hidróxido de sódio (NaOH), mas é menos solúvel em água. Neutraliza ácidos exotermicamente para formar sais mais água. Ele pode reagir com alumínio e zinco para formar óxidos ou hidróxidos de metal e gerar gás hidrogênio.

Pode iniciar reações de polimerização em compostos orgânicos polimerizáveis, especialmente epóxidos.

Pode gerar gases inflamáveis e / ou tóxicos com sais de amônio, nitretos, compostos orgânicos halogenados, vários metais, peróxidos e hidroperóxidos. As misturas com gomas cloradas explodem quando aquecidas ou trituradas (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).

O hidróxido de bário se decompõe em óxido de bário quando aquecido a 800 ° C. A reação com o dióxido de carbono produz carbonato de bário. Sua solução aquosa altamente alcalina sofre reações de neutralização com ácidos. Assim, forma sulfato de bário e fosfato de bário com os ácidos sulfúrico e fosfórico, respectivamente.

H₂SW₄ + Ba (OH)₂ Basso₄ + 2H₂OU

A reação com sulfeto de hidrogênio produz sulfeto de bário. A precipitação de muitos sais de bário insolúveis ou menos solúveis pode resultar de uma reação de dupla substituição quando uma solução aquosa de hidróxido de bário é misturada com muitas soluções de outros sais de metal.

Misturar o hidróxido de bário hidratado sólido com cloreto de amônio sólido em um béquer produz uma reação endotérmica para produzir um líquido, com a evolução de amônia. A temperatura cai drasticamente para aproximadamente -20ºC (Royal Society of Chemistry, 2017).

Ba (OH)₂ (s) + 2NH₄Cl (s) → BaCl₂ (aq) + 2NH₃ (g) + H₂OU

O Ba (OH) 2 reage com o dióxido de carbono para produzir carbonato de bário. Isso é expresso pela seguinte reação química:

Ba (OH) 2 + CO2 → BaCO3 + H2O.

Reatividade e perigos

O hidróxido de bário é classificado como um composto estável e não combustível que reage rápida e exotermicamente com ácidos e é incompatível com dióxido de carbono e umidade. O composto é tóxico e, como base forte, é corrosivo.

A inalação, ingestão ou contato da pele com o material pode causar ferimentos graves ou morte. O contato com a substância fundida pode causar queimaduras graves na pele e nos olhos.

O contato com a pele deve ser evitado. Os efeitos do contato ou inalação podem ser retardados. O fogo pode produzir gases irritantes, corrosivos e / ou tóxicos. Águas residuais de controle de incêndio podem ser corrosivas e / ou tóxicas e causar contaminação.

Contato visual

Se o composto entrar em contato com os olhos, as lentes de contato devem ser verificadas e removidas. Os olhos devem ser lavados imediatamente com bastante água por pelo menos 15 minutos com água fria.

Contato com a pele

Em caso de contato com a pele, a área afetada deve ser enxaguada imediatamente por pelo menos 15 minutos com água em abundância ou um ácido fraco, como vinagre, enquanto se remove roupas e sapatos contaminados. Cubra a pele irritada com um emoliente.

Lave roupas e sapatos antes de reutilizá-los. Se o contato for severo, lave com sabonete desinfetante e cubra a pele contaminada com um creme antibacteriano.

Inalação

Em caso de inalação, a vítima deve ser removida para local fresco. Se não estiver respirando, é administrada respiração artificial. Se a respiração estiver difícil, dê oxigênio.

Ingestão

Se o composto for engolido, o vômito não deve ser induzido. Afrouxe roupas apertadas, como colarinho de camisa, cinto ou gravata.

Em todos os casos, deve-se obter atenção médica imediata (Folha de Dados de Segurança de Hidróxido de Bário monohidratado, 2013).

Formulários

1- Indústria

Industrialmente, o hidróxido de bário é usado como um precursor de outros compostos de bário. Monohidrato é usado para desidratar e remover o sulfato de vários produtos. Esta aplicação explora a solubilidade muito baixa do sulfato de bário. Esta aplicação industrial também se aplica a usos de laboratório.

O hidróxido de bário é usado como aditivo em termoplásticos (como resinas fenólicas), arranhões e estabilizadores de PVC para melhorar as propriedades do plástico. Este material é usado como aditivo de uso geral para lubrificantes e graxas.

Outras aplicações industriais do hidróxido de bário incluem fabricação de açúcar, fabricação de sabões, saponificação de gordura, fusão de silicato e síntese química de outros compostos de bário e compostos orgânicos (BARIUM HYDROXIDE, S.F.).

2- Laboratório

O hidróxido de bário é usado em química analítica para a titulação de ácidos fracos, particularmente ácidos orgânicos.Sua solução aquosa transparente é garantidamente livre de carbonato, ao contrário do hidróxido de sódio e do hidróxido de potássio, pois o carbonato de bário é insolúvel em água.

Isso permite o uso de indicadores como fenolftaleína ou timolftaleína (com alteração de cor alcalina) sem o risco de erros de titulação causados pela presença de íons carbonato, que são muito menos básicos (Mendham, Denney, Barnes, & Thomas, 2000).

O hidróxido de bário é ocasionalmente usado na síntese orgânica como uma base forte, por exemplo, para a hidrólise de ésteres e nitrilos:

O hidróxido de bário também é usado na descarboxilação de aminoácidos que liberam carbonato de bário no processo.

Também é utilizado na preparação de ciclopentanona, álcool de diacetona e gama-lactona D-Gulonic.

3- Catalisador na reação de Wittig-Horner

A reação de Wittig-Horner, também conhecida como reação de Horner-Wadsworth-Emmons (ou reação HWE) é uma reação química usada em química orgânica para estabilizar carbânions de fosfonatos com aldeídos (ou cetonas) para produzir predominantemente E-alcenos (trans )

A reação soncoquímica de Wittig-Horner é catalisada por hidróxido de bário ativado e é realizada em condições de interface sólido-líquido.

O processo soncoquímico ocorre à temperatura ambiente e com um peso de catalisador e tempo de reação menores do que o processo térmico. Nessas condições, obtêm-se rendimentos semelhantes aos do processo térmico.

No trabalho de (J. V. Sinisterra, 1987) é analisada a influência no desempenho do tempo de sonicação, o peso do catalisador e do solvente. Pequenas quantidades de água devem ser adicionadas para que a reação ocorra.

A natureza do sítio ativo do catalisador atuando no processo é analisada. Um mecanismo ETC é proposto para o processo sonoquímico.

4- Outros usos

O hidróxido de bário tem outros usos. Ele é usado para vários fins, como:

A fabricação de álcalis.
A construção de vidro.
Vulcanização de borracha sintética.
Inibidores de corrosão.
Como fluidos de perfuração, pesticidas e lubrificantes.
Para o remédio da caldeira.
Para refinar óleos vegetais e animais.
Para pinturas a fresco.
Em amaciamento de água.
Como ingrediente em remédios homeopáticos.
Para limpar derramamentos de ácido.
Também é usado na indústria de açúcar para preparar açúcar de beterraba.
Materiais de construção.
Produtos elétricos e eletrônicos.
Revestimentos para pisos.

Referências

MONOIDRATO DE HIDRÓXIDO DE BÁRIO. (2016). Recuperado de cameochemicals: cameochemicals.noaa.gov.
Hidróxido de bário. (S.F.). Recuperado de chemistrylearner: chemistrylearner.com.
HIDROXIDO DE BÁRIO. (S.F.). Recuperado de chemicalland21: chemicalland21.com.
IndiaMART InterMESH Ltd .. (S.F.). Hidróxido de bário. Recuperado de indiamart: dir.indiamart.com.
V. Sinisterra, A. F. (1987). Ba (OH) 2 como catalisador em reações orgânicas. 17. Reação de Wittig-Horner sólido-líquido interfacial sob condições sonoquímicas.The Journal of Organic Chemistry 52 (17), 3875-3879. researchgate.net.
Folha de dados de segurança de material monohidrato de hidróxido de bário. (2013, 21 de maio). Obtido em sciencelab: sciencelab.com/msds.
Mendham, J., Denney, R. C., Barnes, J. D., & Thomas, M. J. (2000). Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6ª ed.). Nova York: Prentice Hall.
Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2017, 28 de março). PubChem Compound Database; CID = 16211219. Recuperado do PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
Royal Society of Chemistry. (2015). Hidróxido de bário. Recuperado de chemspider: chemspider.com.
Royal Society of Chemistry. (2015). Hidróxido de bário hidratado (1: 2: 1). Recuperado de chemspider: chemspider.com.
Royal Society of Chemistry. (2015). Hidrato de dihidroxibário (1: 1). Recuperado de chemspider: chemspider.com.
Royal Society of Chemistry. (2017). Reações endotérmicas sólido-sólido. Recuperado de: learn -ochemical: rsc.org.