O hidróxido de bário é um composto químico de fórmula Ba (OH) 2 (H 2 O) x . É uma base forte e pode estar na forma anidra, monohidratada ou octo-hidratada. A forma monohidratada, também chamada de água de barita, é o uso mais comum e comercial. A estrutura dos compostos anidro e monohidratado é apresentada na Figura 1.
O hidróxido de bário pode ser preparado dissolvendo o óxido de bário (BaO) em água: BaO + 9H 2 O → Ba (OH) 2 · 8H 2 O. Cristaliza como octa-hidrato, que se torna monohidratado quando aquecido ao ar. A 100 ° C sob vácuo, o monohidrato produz BaO e água.
O monohidrato adota uma estrutura estratificada (figura 2). Os centros Ba 2+ adotam uma geometria octaédrica. Cada centro Ba 2+ é ligado por dois ligantes de água e seis ligantes de hidróxido, que são pontes duplas e triplas, respectivamente, aos centros Ba 2+ vizinhos.
No octa-hidrato, os centros individuais Ba 2+ são novamente oito coordenadas, mas não compartilham ligantes (hidróxido de bário, SF).
Propriedades do hidróxido de bário
O hidróxido de bário são cristais octaédricos brancos ou transparentes. Sem odor e com um sabor cáustico (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sua aparência é mostrada na Figura 3 (IndiaMART InterMESH Ltd., SF).
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 maneira semelhante ao hidróxido de sódio (NaOH), mas é menos solúvel em água. Neutraliza ácidos exotermicamente para formar sais mais água. Pode reagir com alumínio e zinco para formar óxidos ou hidróxidos metálicos 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 esmagadas (BARIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE, 2016).
O hidróxido de bário se decompõe em óxido de bário quando aquecido a 800 ° C. A reação com 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 ácidos sulfúrico e fosfórico, respectivamente.
H 2 SO 4 + Ba (OH) 2 BaSO 4 + 2H 2 O
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 metais.
A mistura de hidróxido de bário hidratado sólido com cloreto de amônio sólido em um copo produz uma reação endotérmica para produzir um líquido, com a evolução da amônia. A temperatura diminui drasticamente para aproximadamente -20 ° C (Royal Society of Chemistry, 2017).
Ba (OH) 2 (s) + 2NH 4 Cl (s) → BaCl 2 (aq) + 2NH 3 (g) + H 2 O
Ba (OH) 2 reage com 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 incombustível, 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.
Evite o contato com a pele. Os efeitos do contato ou inalação podem demorar. O fogo pode produzir gases irritantes, corrosivos e / ou tóxicos. As águas residuais de controle de incêndio podem ser corrosivas e / ou tóxicas e causar contaminação.
Contato com os olhos
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 água em abundância por pelo menos 15 minutos, com água fria.
Contato com a pele
Em caso de contato com a pele, a área afetada deve ser lavada imediatamente por pelo menos 15 minutos com água em abundância ou um ácido fraco, por exemplo, vinagre, enquanto remove roupas e sapatos contaminados. Cubra a pele irritada com um emoliente.
Lave roupas e sapatos antes de reutilizá-los. Se o contato for intenso, lave com sabão desinfetante e cubra a pele contaminada com um creme antibacteriano.
Inalação
Em caso de inalação, a vítima deve ser levada para um local fresco. Se você não respirar, é fornecida respiração artificial. Se a respiração estiver difícil, forneça oxigênio.
Ingestão
Se o composto for ingerido, o vômito não deve ser induzido. Afrouxe roupas apertadas, como colarinho da camisa, cinto ou gravata.
Em todos os casos, deve-se obter atenção médica imediata (Folha de dados de segurança do material Hidróxido de bário monohidratado, 2013).
Usos
1- Indústria
Industrialmente, o hidróxido de bário é usado como precursor de outros compostos de bário. O 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 em laboratório.
O hidróxido de bário é usado como aditivo em termoplásticos (como resinas fenólicas), arranhões e estabilizadores de PVC para melhorar as propriedades plásticas. Este material é usado como um aditivo de uso geral para lubrificantes e graxas.
Outras aplicações industriais do hidróxido de bário incluem a fabricação de açúcar, a fabricação de sabonetes, a saponificação de gorduras, a fusão de silicatos e a síntese química de outros compostos de bário e compostos orgânicos (HIDRÓXIDO DE BARIUM, SF).
2- Laboratório
O hidróxido de bário é usado na química analítica para a titulação de ácidos fracos, particularmente ácidos orgânicos. É garantido que a sua solução aquosa transparente é isenta de carbonatos, ao contrário das do hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, uma vez que o carbonato de bário é insolúvel em água.
Isso permite o uso de indicadores como fenolftaleína ou timolftaleína (com alterações da 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 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 de HWE) é uma reação química usada na química orgânica para estabilizar carbonatos de fosfonato com aldeídos (ou cetonas) para produzir predominantemente E-alcenos (trans )
A reação sonroquímica de Wittig-Horner é catalisada pelo hidróxido de bário ativado e é realizada sob condições de interface sólido-líquido.
O processo sonroquímico ocorre à temperatura ambiente e com menor peso do catalisador e tempo de reação que o processo térmico. Sob essas condições, são obtidos rendimentos semelhantes aos do processo térmico.
No trabalho de (JV 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 local ativo do catalisador que atua no processo é analisada. Um mecanismo ETC é proposto para o processo sonoquímico.
4- Outros usos
O hidróxido de bário tem outros usos. É usado para vários propósitos, como:
- A fabricação de álcalis.
- Construção de vidro.
- Vulcanização de borracha sintética.
- Inibidores de corrosão
- Como fluidos de perfuração, pesticidas e lubrificantes.
- Para o remédio da caldeira.
- Refinar óleos vegetais e animais.
- Para pintura a fresco.
- Na água amolecendo.
- Como ingrediente de remédios homeopáticos.
- Para limpar derramamentos de ácido.
- Também é usado na indústria açucareira para preparar açúcar de beterraba.
- Materiais de construção.
- Produtos elétricos e eletrônicos.
- Revestimentos para pavimentos.
Referências
- MONOHIDRATO DE HIDRÓXIDO DE BÁRIO . (2016). Recuperado de camequímicos: cameochemicals.noaa.gov.
- Hidróxido de bário . (SF). Recuperado de chemistrylearner: chemistrylearner.com.
- Hidróxido de bário . (SF). Recuperado de chemicalland21: chemicalland21.com.
- IndiaMART InterMESH Ltd .. (SF). Hidróxido de bário . Recuperado da indiamart: dir.indiamart.com.
- V. Sinisterra, AF (1987). Ba (OH) 2 como catalisador em reações orgânicas. 17. Interface sólido-líquido Reação de Wittig-Horner sob condições sonoquímicas.The Journal of Organic Chemistry 52 (17) , 3875-3879. researchgate.net
- Ficha de dados de segurança do material Hidróxido de bário monohidratado . (21 de maio de 2013). Recuperado de sciencelab: sciencelab.com/msds.
- Mendham, J., Denney, RC, Barnes, JD e Thomas, MJ (2000). Quantitative Chemical Analysis de Vogel (6ª ed.). Nova York: Prentice Hall.
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