Estrutura, propriedades e usos do peróxido de bário (BaO2)

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Philip Kelley
Estrutura, propriedades e usos do peróxido de bário (BaO2)

O peróxido de bário é um composto iônico e inorgânico cuja fórmula química é BaOdois. Por ser um composto iônico, consiste em íons Badois+ Eudoisdois-; o último é o que é conhecido como ânion peróxido, e por causa dele o BaOdois adquire seu nome. Sendo este o caso, o BaOdois é um peróxido inorgânico.

As cargas de seus íons revelam como esse composto é formado a partir dos elementos. O metal de bário do grupo 2 fornece dois elétrons para a molécula de oxigênio, Odois, cujos átomos não são usados ​​para se reduzir a ânions óxidos, OUdois-, mas para serem mantidos juntos por um link simples, [O-O]dois-.

BaO2 sólido. Fonte: Ondřej Mangl [domínio público], do Wikimedia Commons

O peróxido de bário é um sólido granular à temperatura ambiente, de cor branca com leves tons acinzentados (imagem superior). Como quase todos os peróxidos, deve ser manuseado e armazenado com cuidado, pois pode acelerar a oxidação de certas substâncias.

De todos os peróxidos formados por metais do grupo 2 (Sr. Becambara), BaOdois é termodinamicamente o mais estável contra sua decomposição térmica. Quando aquecido, ele libera oxigênio e é produzido óxido de bário, BaO. O BaO pode reagir com o oxigênio no ambiente, em altas pressões, para formar o BaO novamentedois.

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
    • 1.1 Energia de rede cristalina
    • 1.2 Hidratos
  • 2 Preparação ou síntese
  • 3 propriedades
    • 3.1 Aparência física
    • 3.2 Massa molecular
    • 3,3 Densidade
    • 3.4 Ponto de fusão
    • 3.5 Ponto de ebulição
    • 3.6 Solubilidade em água
    • 3.7 Decomposição térmica
  • 4 Nomenclatura
  • 5 usos
    • 5.1 Produtor de oxigênio
    • 5.2 Produtor de peróxido de hidrogênio
  • 6 referências

Estrutura

Estrutura cristalina de BaO2. Fonte: Orci [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

A imagem superior mostra a célula unitária tetragonal do peróxido de bário. Dentro dele podem ser vistos os cátions Badois+ (esferas brancas), e os ânions Odoisdois- (esferas vermelhas). Observe que as esferas vermelhas são unidas por uma única ligação, portanto, representam a geometria linear [O-O]dois-.

A partir desta célula unitária, os cristais BaO podem ser construídosdois. Se observado, o ânion Odoisdois- é visto como rodeado por seis Badois+, obtendo um octaedro cujos vértices são brancos.

Por outro lado, ainda mais evidente, cada Badois+ é cercado por dez Odoisdois- (esfera branca no centro). Todos os cristais consistem nesta ordem constante de curto e longo alcance.

Energia de rede cristalina

Se as esferas brancas vermelhas também forem observadas, será notado que elas não diferem muito em seus tamanhos ou raios iônicos. Isso ocorre porque o Ba cationdois+ é muito volumoso, e suas interações com o ânion Odoisdois- estabilizar a energia da rede do cristal em um grau melhor em comparação com como, por exemplo, cátions de cálciodois+ e Mgdois+.

Isso também explica porque o BaO é o mais instável dos óxidos alcalino-terrosos: os íons Ba.dois+ Eudois- diferem consideravelmente em tamanho, desestabilizando seus cristais.

Por ser mais instável, menor é a tendência do BaOdois decompondo-se para formar BaO; ao contrário dos peróxidos SrOdois, CaOdois e MgOdois, cujos óxidos são mais estáveis.

Hidratos

O BaOdois podem ser encontrados na forma de hidratos, dos quais BaOdois∙ 8HdoisOu é o mais estável de todos; e de fato, este é o que se comercializa, ao invés do peróxido de bário anidro. Para obter o anidro, o BaO deve ser seco a 350 ° Cdois∙ 8HdoisOu, com o propósito de remover a água.

Sua estrutura cristalina também é tetragonal, mas com oito moléculas de HdoisO interagindo com o Odoisdois- através de ligações de hidrogênio, e com o Badois+ por interações dipolo-íon.

Outros hidratos, de cujas estruturas não há muita informação a esse respeito, são: BaOdois∙ 10HdoisO, BaOdois∙ 7HdoisO e BaOdois∙ HdoisOU.

Preparação ou síntese

A preparação direta do peróxido de bário consiste na oxidação de seu óxido. Isso pode ser usado a partir do mineral barita ou do sal de nitrato de bário, Ba (NO3)dois; ambos são aquecidos em uma atmosfera enriquecida com ar ou oxigênio.

Outro método consiste em reagir Ba (NO3)dois com peróxido de sódio:

Banheiro3)dois + N / DdoisOUdois + xHdoisO => BaOdois∙ xHdoisO + 2NaNO3

Em seguida, o hidrato BaOdois∙ xHdoisOu é submetido a aquecimento, filtrado e finalizado por secagem a vácuo.

Propriedades

Aparência física

É um sólido branco que pode ficar acinzentado se tiver impurezas (tanto BaO, Ba (OH)dois, ou outras espécies químicas). Se for aquecido a uma temperatura muito alta, emitirá chamas esverdeadas, devido às transições eletrônicas das bases.dois+.

Massa molecular

169,33 g / mol.

Densidade

5,68 g / mL.

Ponto de fusão

450 ° C.

Ponto de ebulição

800 ° C. Este valor é consistente com o que se deve esperar de um composto iônico; e ainda mais, do peróxido alcalino-terroso mais estável. No entanto, o BaO realmente não fervedois, em vez disso, o oxigênio gasoso é liberado como resultado de sua decomposição térmica.

Solubilidade em água

Insolúvel. No entanto, ele pode sofrer hidrólise lentamente para produzir peróxido de hidrogênio, HdoisOUdois; e, além disso, sua solubilidade em meio aquoso aumenta se um ácido diluído for adicionado.

Decomposição termal

A seguinte equação química mostra a reação de decomposição térmica que BaO sofredois:

2BaOdois <=> 2BaO + Odois

A reação é unilateral se a temperatura estiver acima de 800 ° C. Se a pressão for aumentada imediatamente e a temperatura diminuir, todo o BaO será transformado de volta em BaOdois.

Nomenclatura

Outra maneira de nomear o BaOdois é peróxido de bário, segundo a nomenclatura tradicional; uma vez que o bário só pode ter a valência +2 em seus compostos.

Erroneamente, a nomenclatura sistemática é usada para se referir a ele como dióxido de bário (binóxido), considerando-o um óxido e não um peróxido..

Formulários

Produtor de oxigênio

Utilizando o mineral barita (BaO), é aquecido com correntes de ar para eliminar seu teor de oxigênio, a uma temperatura em torno de 700 ° C..

Se o peróxido resultante for suavemente aquecido sob vácuo, o oxigênio é regenerado mais rapidamente e a barita pode ser reutilizada indefinidamente para armazenar e produzir oxigênio..

Este processo foi desenvolvido comercialmente por L. D. Brin, agora obsoleto.

Produtor de peróxido de hidrogênio

O peróxido de bário reage com o ácido sulfúrico para produzir peróxido de hidrogênio:

Feixedois + HdoisSW4 => HdoisOUdois + Baso4

É, portanto, uma fonte de HdoisOUdois, manipulado especialmente com seu hidrato BaOdois∙ 8HdoisOU.

De acordo com esses dois usos mencionados, o BaOdois permite o desenvolvimento de Odois e HdoisOUdois, ambos agentes oxidantes, em síntese orgânica e em processos de branqueamento nas indústrias têxtil e de tinturas. Também é um bom agente desinfetante..

Além disso, do BaOdois outros peróxidos podem ser sintetizados, como sódio, NadoisOUdois, e outros sais de bário.

Referências

  1. S.C. Abrahams, J Kalnajs. (1954). A estrutura cristalina do peróxido de bário. Laboratório de Pesquisa de Isolamento, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge, Massachusetts, EUA.
  2. Wikipedia. (2018). Peróxido de bário. Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
  4. Atomistry. (2012). Peróxido de bário. Recuperado de: barium.atomistry.com
  5. Khokhar et al. (2011). Estudo de Preparação de Escala de Laboratório e Desenvolvimento de um Processo para Peróxido de Bário. Recuperado de: academia.edu
  6. PubChem. (2019). Peróxido de bário. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. PrebChem. (2016). Preparação de peróxido de bário. Recuperado de: prepchem.com

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