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

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.

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Figura 1: estrutura do hidróxido de bário anidro (esquerda) e monohidrato (direita)

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).

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Figura 2: Estrutura cristalina do hidróxido de bário.

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).

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Figura 3: aparência do hidróxido de bário.

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).

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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

Hidróxido de bário (Ba (OH) 2): propriedades, riscos e usos 4

Figura 4: Reação endotérmica entre o hidróxido de bário e o cloreto de amônio.

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.

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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 )

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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

  1. MONOHIDRATO DE HIDRÓXIDO DE BÁRIO . (2016). Recuperado de camequímicos: cameochemicals.noaa.gov.
  2. Hidróxido de bário . (SF). Recuperado de chemistrylearner: chemistrylearner.com.
  3. Hidróxido de bário . (SF). Recuperado de chemicalland21: chemicalland21.com.
  4. IndiaMART InterMESH Ltd .. (SF). Hidróxido de bário . Recuperado da indiamart: dir.indiamart.com.
  5. 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
  6. Ficha de dados de segurança do material Hidróxido de bário monohidratado . (21 de maio de 2013). Recuperado de sciencelab: sciencelab.com/msds.
  7. 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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