氧化鋇 氧化鋇(barium oxide)是白色的鋇的氧化物,也是一種無機化合物,化學(xué)式為BaO,呈白色至黃色粉末。 其分子量為153.33,比重為5.72,熔點約1923 ℃,沸點約2000 ℃, 密度為5.72 g/cm3, 帶有毒性。 氧化鋇溶于水、酸,易溶于堿金屬的 氯化物 或硫酸鹽的熔融液中,不溶于丙酮和氨。它具有強堿性及吸水性,極易從空氣中吸收水分,并放出大量的熱。 氧化鋇在空氣中加熱至500 ℃左右即被氧化成 過氧化鋇 ,600 ℃以上則又被還原成氧化鋇,可通過強熱 碳酸鋇 與碳的混合物或直接將 硝酸鋇 加熱分解而得。氧化鋇主要用于制造玻璃、 鋇鹽 和陶瓷,也用作 脫水劑 和氣體干燥劑。
基本信息
性質(zhì)
溶解性
溶于水、酸、易溶于堿金屬的氯化物或硫酸鹽的熔融液中,不溶于丙酮和氨
分布情況 鋇的化學(xué)性質(zhì)很活潑,它在空氣中很快失去光澤,氧化成氧化鋇。 因此鋇不會以純凈的形式出現(xiàn)在自然界中,而是與其他化學(xué)物質(zhì)(如氧)結(jié)合形成可能作為礦物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的鋇化合物。天然氧化鋇的分布情況與鋇分布情況有關(guān)。 常見的鋇礦有 重晶石 與 毒重石 。 重晶石生成的地方包括:鉛礦、鋅礦、 沉積巖 、粘土礦床、海洋沉積層,以及某些 火成巖 。 毒重石常見于低溫液礦床。
晶體結(jié)構(gòu) 氧化鋇金屬氧化物屬于晶體中的離子晶體類型。離子晶體中的結(jié)點上是互相交替地排列著 正離子 和負離子,正負離子之間是以離子鍵的靜電引力互相吸引著,這種力量較強,所以離子晶體都有較高的熔點和沸點,硬度較大,熔融后,正離子和負離子可以自由移動,有較強的導(dǎo)電性。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 氧化鋇是一種白色至黃色粉末, 熔點約1923 ℃,沸點約2000 ℃, 相對密度為5.72 g/cm3,溶于水、酸,易溶于堿金屬的氯化物或硫酸鹽的熔融液中,不溶于丙酮和氨。
化學(xué)性質(zhì) 氧化鋇具有強堿性及吸水性,有毒,極易從空氣中吸收水份,形成具有腐蝕性的氫氧化鋇溶液,并放出大量的熱。
氧化鋇與水作用生成 氫氧化鋇 ,氫氧化鋇能進一步吸收二氧化碳而形成碳酸鋇,其反應(yīng)如下: 氧化鋇在空氣中加熱至500℃左右即被氧化成過氧化鋇。
氧化鋇是 堿性氧化物 ,與酸反應(yīng)生成鹽和水。
制備方法 工業(yè)上制備氧化鋇的制法是用碳使碳酸鋇還原,或者在1000 ℃下使硝酸鋇熱分解。
①煅燒法:硝酸鋇或碳酸鋇在各種構(gòu)造的 坩堝爐 中煅燒即得氧化鋇。 高純度硝酸鋇在通風(fēng)條件下灼燒,以達到除去水分,再緩慢上升溫度至1000~1100 ℃,使硝酸鋇分解反應(yīng)完全。 ②熱解法:碳酸鋇與碳共熱(約1200 ℃)熱解得到氧化鋇,碳可以是 焦炭 、焦油和 炭黑 。先在950 ℃條件下使大部分二氧化碳分解放出,最后在1100~1200 ℃加熱。 ③欲制備高純氧化鋇,則用精制的碳酸鋇在高真空下進行熱分解。
④過氧化鋇在真空條件下進行熱分解,也可制得高純度氧化鋇。將高純度過氧化鋇試劑進行干燥,然后在真空條件持續(xù)加熱到400 ℃,待氧氣停止大量外逸后加熱到500~600 ℃,待真空條件滿足后逐漸加熱到900~950 ℃,最后在真空條件下冷卻得到高純度氧化鋇。
應(yīng)用領(lǐng)域 氧化鋇主要用于制造玻璃、鋇鹽和陶瓷,也作用與精煉甜菜、氣體干燥劑和陰極管材料等。
陶瓷 氧化鋇是一種次生助熔劑,由于它具有結(jié)晶特性,所以能生成柔和的、絲綢般的亞光釉面效果以及多種鮮亮的顏色。氧化鋇具有較高的黏稠度和適中的張力,所以它能起到增強釉料穩(wěn)定性的作用,當(dāng)氧化鋇與其他助熔物質(zhì)混合使用時可以產(chǎn)生極強的共熔性,進而會導(dǎo)致釉面流淌。大部分的氧化著色劑與氧化鋇混合后都能生成鮮亮的顏色。
氧化鋇是合成 鈦酸鋇 熔塊 的主要原料,也大量用作添加劑。氧化鋇在電子陶瓷中既起助熔作用又起穩(wěn)定劑作用,在鋯酸鹽陶瓷小能改善瓷料性能和降低燒結(jié)溫度,在滑石瓷中既起助熔作用又能防止晶體老化。
玻璃 氧化鋇能提高玻璃的物理和電性能。 氧化鋇能增加玻璃的折射率、密度、光澤和化學(xué)穩(wěn)定性,少量的氧化鋇(0.5%)能加速玻璃的熔化,但含量過多時,會與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成過氧化鋇。
含氧化鋇玻璃吸收輻射線的能力較大,但對耐火材料侵蝕較嚴(yán)重。氧化鋇常用于高級器皿玻璃、光學(xué)玻璃、 防輻射玻璃 等品種。瓶罐玻璃中也常加入0.5%~1.0%的BaO。作為助熔劑和澄清劑。
陰極管材料 低功率X射線管的陰極結(jié)構(gòu)主要通過燈絲電流對氧化鋇加熱而發(fā)射電子。氧化鋇具有較好的電子發(fā)射性能并且不易揮發(fā)造成靶面污染,因此能作為低功率X射線管的陰極結(jié)構(gòu)。
干燥劑 氧化鋇是非再生型的堿性干燥劑,主要用于實驗室中中性或堿性氣體、胺、醇的干燥,而不能用于酸性物質(zhì)、醛、酮的干燥。氧化鋇是非常有效的干燥劑,并且在赤熱時是唯一能使用的干燥劑,但由于其價格昂貴和再生困難,因此不能廣泛用于工業(yè)。
精煉甜菜 蔗糖 可與氧化鋇等金屬氧化物發(fā)生 置換反應(yīng) 。氧化鋇能置換蔗糖分子中羥基的H形成加成化合物,工業(yè)上也稱為蔗糖鹽,此等加成化合物受酸的作用則分解出堿土金屬鹽,并游離出蔗糖,甜菜糖廠利用這種原理從糖蜜中以蔗糖鹽形式提出蔗糖。
過氧化鋇 氧化鋇溶于水中,加入30% 過氧化氫 ,在攪拌下加入 氨水 進行反應(yīng)后,經(jīng)洗滌、吸濾、110 ℃干燥、粉碎得到過氧化鋇成品。
安全事宜
毒理數(shù)據(jù) 鋇是一種競爭性鉀通道拮抗劑,可阻斷細胞內(nèi)鉀的被動外排,導(dǎo)致鉀從細胞外區(qū)室轉(zhuǎn)移到細胞內(nèi)區(qū)室。細胞內(nèi)鉀的易位會導(dǎo)致靜息膜電位降低,使肌纖維電不興奮并導(dǎo)致麻痹。
健康危害 低劑量的鋇劑能充當(dāng)肌肉興奮劑。高劑量的鋇劑會影響神經(jīng)系統(tǒng),可能會導(dǎo)致嘔吐、腹部絞痛、腹瀉、呼吸困難、血壓升高或降低、面部麻木和肌肉無力,嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。鋇劑還可能引起胃腸道紊亂,損害腎臟并導(dǎo)致體重下降 。靜脈注射鉀通常可以緩解 鋇中毒 的許多癥狀。
急救措施 不慎吸入該物質(zhì)時,應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)移到空氣新鮮的地方休息,并及時就醫(yī);皮膚接觸時,脫掉被污染的衣物,用大量水沖洗皮膚或淋浴,若沖洗后仍有刺激,及時就醫(yī);眼睛不慎接觸時,取下隱形眼鏡(如果有佩戴),用大量水清洗幾分鐘,然后就醫(yī);誤食時,用水漱口,并飲用大量水催吐(僅對清醒病人),然后轉(zhuǎn)診就醫(yī)。
消防 氧化鋇本身不會燃燒,但暴露在空氣中會吸收空氣中的水分,生成氫氧化鋇并放出大量的熱量,導(dǎo)致引起燃燒,燃燒后會釋放有毒氣體。常用的滅火劑有干粉、干沙、二氧化碳和泡沫等。根據(jù)不同的情況安排不同的滅火措施。當(dāng)發(fā)生小面積火災(zāi)時可用二氧化碳( 氰化物 除外)、干粉、干沙、耐 酒精 泡沫滅火;當(dāng)發(fā)生大面積火災(zāi)時可用水、霧或耐酒精泡沫滅火,并避免直接對準(zhǔn)火源。
溢漏處理 氧化鋇發(fā)生溢漏時,將溢漏物清掃進密閉容器中,小心收集殘余物,然后轉(zhuǎn)移到安全場所(注意個人防護,佩戴自吸式呼吸器)。
儲存 儲存在嚴(yán)格密封容器中,與食品、飼料和酸類分開儲放,并保持儲存環(huán)境干燥。