اقرأ في هذا المقال
- مركبات الهيدروكسيد
- هيدروكسيد الباريوم
- بنية هيدروكسيد الباريوم وكيفية تحضيره
- تفاعلات مركب هيدروكسيد الباريوم
في الكيمياء يعد مركب هيدروكسيد الباريوم عبارة عن مصدر باريوم بلوري للغاية غير قابل للذوبان في الماء للاستخدامات المتوافقة مع بيئات الأس الهيدروجيني (الأساسية) الأعلى، والهيدروكسيد (OH-) عبارة عن أنيون المكون من ذرة أكسجين مرتبطة بذرة هيدروجين، وموجود بشكل شائع في الطبيعة وهو يعد من أكثر الجزيئات التي تمت دراستها على نطاق واسع في الكيمياء الفيزيائية.
مركبات الهيدروكسيد
إن مركبات الهيدروكسيد تمتلك خصائص واستخدامات متنوعة، من الحفز الأساسي إلى الكشف عن ثاني أكسيد الكربون، وفي تجربة مستجمعات المياه عام 2013 ميلادي حقق العلماء في (JILA) المعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية التبريد التبخيري للمركبات لأول مرة باستخدام جزيئات الهيدروكسيد، وهو اكتشاف قد يؤدي إلى طرق جديدة للتحكم في التفاعلات الكيميائية ومن الممكن أن يؤثر على مجموعة من التخصصات، بما في ذلك علوم الغلاف الجوي وتقنيات إنتاج الطاقة.
هيدروكسيد الباريوم
إن مركب هيدروكسيد الباريوم عبارة عن مونوهيدرات متوفر بدرجتين مختلفتين: (SPG) بلورات بيضاء ومسحوق أبيض، كما وإن مركب هيدروكسيد الباريوم هو مركب كيميائي يمتلك الصيغة الكيميائية Ba(OH)2، وهو عبارة عن أحد المركبات الرئيسية للباريوم.
كما ويتوفر مركب هيدروكسيد الباريوم بشكل عام على الفور في معظم الأحجام، وفي التركيبات فائقة النقاء وعالية النقاء حيث تعمل على تحسين الجودة البصرية وتحسين فائدتها كمعايير علمية، ويمكن النظر في مساحيق العناصر النانوية والمعلقات، كأشكال بديلة لمساحة السطح العالية.
بنية هيدروكسيد الباريوم وكيفية تحضيره
من الممكن أن يتم تحضير مركب هيدروكسيد الباريوم عن طريق إذابة أكسيد الباريوم (BaO) في الماء كما في المعادلة الكيميائية:
BaO + H2O → Ba (OH) 2
فإنه يتبلور على شكل ثماني هيدرات والذي يتحول إلى مونوهيدرات عند التسخين في الهواء، وعند 100 درجة مئوية في الفراغ حيث سينتج أحادي الهيدرات (BaO) والماء، كما وتعتمد أحادي الهيدرات بنية ذات طبقات، وتتبنى مراكز أيون الباريوم (+Ba2) هندسة مربعة مضادة للمنشور.
إن كل مركز المكون من أيون الباريوم الموجب يكون مرتبط برابطتين مائيتين بالإضافة إلى ستة روابط هيدروكسيد، والتي تكون على التوالي مضاعفة وثلاثية الروابط إلى مواقع مركز أيون الباريوم الموجب المجاورة، وفي ثماني هيدرات مراكز الأيون الموجب الفردية مرة أخرى ثمانية تنسيق لكنها لا تشترك في الروابط.
يحتوي مركب هيدروكسيد الباريوم على الصيغة الجزيئية لـ (Ba(OH)2) والوزن الجزيئي 121.6324 جم لكل مول، كما ويظهر هذا المركب على شكل مادة لا مائية تكون بلوراتها المنشورية عديمة اللون وشديدة الوضوح، يمكن تحضير هيدروكسيد الباريوم بإذابة أكسيد الباريوم (BaO) في الماء.
يتبلور هذا المركب على شكل ثماني هيدرات، والذي يتحول إلى مونوهيدرات عند التسخين في الهواء، ولقد تم العثور على أكسيد الباريوم يتفاعل مع بخار الماء عند درجات حرارة من 1443 إلى 1593 كلفن من أجل تكوين (Ba(OH)2) الغازي وفقًا للتفاعل:
BaO (صلب) + H2O (غاز) ⇒ Ba (OH) 2 (غاز)
تعطى الطاقة القياسية الحرة للتكوين بواسطة المعادلة ΔGr ° = 49،400 – 16.6 T (cal / mol) في نطاق درجة الحرارة الحالي، ومن الدورة الديناميكية الحرارية لقد تم العثور على طاقة الرابطة بين الباريوم ومجموعتين من الهيدروكسيل لتكون 196.8 كيلو كالوري لكل مول.
تتضمن طريقة التحضير الأفضل أن تتم إضافة مركب هيدروكسيد الصوديوم إلى النترات، ونظرًا لأن هيدروكسيد الباريوم قابل للذوبان إلى حد ما فمن الضروري أن يتبخر المحلول لتبلور (Ba (OH) 2 · 8H2O) حيث يضاف الإيثانول للمساعدة في هذا التبلور.
يتم غسل البلورات في الإيثانول البارد من أجل إزالة أيونات الصوديوم ثم تجفيفها، ويشكل هيدروكسيد الباريوم أوكتاهيدراتي رواسب بلورية لا تظهر تغيرات في قابلية الذوبان والتي تزداد قابليتها للذوبان في الماء مع زيادة درجة الحرارة، وعند تسخينها تتحلل إلى مركب أحادي الهيدرات عند حوالي 78 درجة مئوية وإلى أنهيدرات عند حوالي 375 درجة مئوية.
لقد تمت دراسة الجفاف الحراري لمادة هيدروكسيد الباريوم البلورية، حيث يذوب هذا المركب أولاً في مياهه المميهة (78 درجة مئوية) ثم يفقد أربعة مياه لتكوين ثلاثي هيدرات عند حوالي 125 درجة مئوية، علما أن ثلاثي الهيدرات غير مستقر وهو أحادي الهيدرات الذي يتم الحصول عليه عند 180 درجة مئوية.
تؤدي المعالجة الحرارية التدريجية في الهواء إلى تكوين مركب هيدروكسيد الباريوم اللامائي عند 375 درجة مئوية، حيث يتكون مركب أكسيد الباريوم عند حوالي 410 درجة مئوية في جو خامل، كما ويتم تحويل الهيدروكسيد مباشرة إلى البيروكسيد في نطاق درجة حرارة 400-600 درجة مئوية.
تفاعلات مركب هيدروكسيد الباريوم
يتحلل هذا المركب إلى مركب أكسيد الباريوم وذلك عندما يتم تسخينه إلى درجة حرارة مقدارها 800 درجة مئوية، علما أن التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون يعطي مركب كربونات الباريوم، بالإضافة إلى أن محلولها المائي كونه قلويًا للغاية فإنه يخضع لتفاعلات معادلة مع الأحماض نظرًا لكونه قاعدة قوية.
إن مركب هيدروكسيد الباريوم عبارة عن مركب مفيد بشكل خاص في التفاعلات التي تتطلب معايرة الأحماض العضوية الضعيفة، وبالتالي فإنه يقوم بتشكيل ملركب كبريتات الباريوم ومركب فوسفات الباريوم مع أحماض الكبريتيك والفوسفوريك على التوالي، كما إن التفاعل مع كبريتيد الهيدروجين ينتج كبريتيد الباريوم.
