Карбонат барію

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Карбонат барію
Barium carbonate.png
Uhličitan barnatý.JPG
Назва за IUPAC барій карбонат
Інші назви вуглекислий барій
Ідентифікатори
Номер CAS 513-77-9
Властивості
Молекулярна формула BaCO3
Молекулярна маса 197,336 г/моль
Зовнішній вигляд білі кристали
Густина 4,2865 г/см³
Тпл розкл. при 1360 °C
Розчинність (вода) 0,0024 г / 100 г
Показник заломлення (nD) 1,6
Структура
Кристалічна структура ортогональна
Термохімія
Ст. ентальпія
утворення
ΔfHo298
-1213,0 кДж/моль
Ст. ентропія So298 112,1 Дж/(моль·K)
Теплоємність, cop 86,0 Дж/(моль·K)
Пов'язані речовини
Інші аніони сульфід барію, хлорид барію
Інші катіони карбонат кальцію, карбонат натрію
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Карбона́т ба́рію, ба́рій карбона́т — неорганічна сполука, барієва сіль ряду карбонатів складу BaCO3. За звичайних умов є білими, малорозчинними у воді кристалами.

У природі сполука поширена у вигляді мінералів вітериту (BaCO3) й альстоніту (BaCO3·CaCO3, із домiшками SrCO3)[1].

Застосовується у виробництві скла, цегли і бетону, магнітних матеріалів, у фотографії.

Фізичні властивості[ред.ред. код]

Мінерал вітерит

Карбонат барію може існувати у трьох модифікаціях: ромбічній γ-BaCO3 (стійка до 811 °C), гексагональній β-формі (стійка у проміжку 811—982 °C) та кубічній α-формі (від 912 °C і до температури плавління)

При нагрівання карбонату утворюється оксид барію (реакція підсилюється наявністю слідів води). Ці дві сполуки розчиняються одна в одній за підвищених температур (наприклад, при 1000 °C розчиняється 10 мол. % оксиду в карбонаті і 5 мол. % карбонату в оксиді).

У воді BaCO3 майже не розчиняється (добуток розчинності 2,58⋅10-9). Часткове розчинення можливе при насиченні води вуглекислим газом (процес відбувається за рахунок утворення розчинного гідрокарбонату).

Отримання[ред.ред. код]

Основною сировиною для отримання карбонату барію є природний сульфат барію BaSO4 (барит). Його відновлюють при взаємодії з коксом:

Реакцію проводять при температурі 1100—1200 °C (відхилення від цих меж на 50 °C помітно зменшує швидкість реакції) протягом 10 хвилин. Після завершення взаємодії розчинний сульфід барію вимивають гарячою водою, відділяючи від мінеральних залишків. Інший продукт відновлення, оксид вуглецю CO2, регенерується коксом і повертається у піч:

У випадку присутності у руді домішок SiO2 відбувається втрата як сировини, так і продукту — внаслідок утворення нерозчинного ортосилікату:

Наступною стадією є осадження карбонату. Переважним способом є його осадження шляхом пропускання вуглекислого газу (його отримують як продукт згоряння):

Іншим способом є содовий процес:

Взаємодія проводиться між 15% розчином сульфіду і 30% розчином карбонату натрію у резервуарі з перемішуванням.

Економічно обидва способи є рівноцінними, тому вибір між ними здійснюється з міркувань застосування побічних продуктів — сірководню чи сульфіду натрію: сірководень може бути сировиною для отримання сірки чи сульфатної кислоти, а з розчину сульфіду отримують кристалогідрати Na2S (з 60% солі).

Хімічні властивості[ред.ред. код]

При нагріванні більше 1360 °C розкладається із утворенням оксиду барію:

Він є практично нерозчинним у воді; під тиском вуглекислого газу частково переходить у розчинний гідрокарбонат:

Як типовий карбонат, легко розкладається кислотами, утворюючи відповідну сіль і нестійку карбонатну кислоту:

(розчинення у флуоридній кислоті, висушування розчину і прокалювання залишку)

Карбонат барію бере участь у реакціях обміну з іншими солями:

Кристалічний карбонат при нагріванні реагує з деякими неметалами:

Сполука має виражені осно́вні властивості і при сплавленні взаємодіє з амфотерними оксидами:

При нагріванні з коксом відновлюється:

Застосування[ред.ред. код]

Значна кількість карбонату барію йде на виробництво скла: його додавання надає склу міцність, збільшує густину і вагу, заломлення світла, а також поглинає рентгенівське випромінювання. BaCO3 додається до цегли і бетонів, щоб зменшити вивітрювання і збільшити опір матеріалу до дії сульфатів у воді (з якими він утворює нарозчинні сполуки).

Карбонат барію дрібної фракції застосовується для отримання фериту барію — промислово важливого магнітного матеріалу. А продукт реакції карбонату з оксидом титану TiO2, титанат барію, є фероелектриком із надвисокою діелектричною проникністю.

У фотографічній справі карбонат барію є реагентом для отримання сульфату барію, що зумовлює появу білих кольорів.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • CRC Handbook of Chemistry and Physics / Lide, D. R., editor. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
  • Patnaik, P. Handbook of Inorganic Chemicals. — McGraw-Hill, 2003. — 1086 p. — ISBN 0-07-049439-8. (англ.)
  • Dibello, P. M., Manganaro, J. L., Aguinaldo, E. R., Mahmood, T., Lindahl, C. B. Barium Compounds // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — P. 477—480. — ISBN 978-0-471-48517-9. — DOI:10.1002/0471238961.0201180904090205.a01.pub2. (англ.)
  • Lange's Handbook of Chemistry / Dean, John A., editor. — 15th. — New York : McGraw-Hill, 1999. — ISBN 0-07-016384-7. (англ.)
  • Jager, P., Riechers, H. H., Wagner, H., Winkler, J., Wolf H. U. Barium and Barium Compounds // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — P. 11—13. — DOI:10.1002/14356007.a03_325.pub2. (англ.)
  • Рипан Р., Чертяну И. Неорганическая химия: Химия металлов / Под ред. В. И. Спицына. — М. : Мир, 1971. — Т. 1. — С. 254—255. (рос.)
  • Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Под ред. Р. А. Лидина. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)