Azotan baru: Formuła, struktura chemiczna, zastosowania, właściwości
Azotan baru jest solą złożoną z atomu baru (Ba) i jonu azotanowego (NO 3 ). Pojawia się jako biała krystaliczna substancja stała w temperaturze pokojowej i występuje w naturze jako bardzo rzadki minerał znany jako nitrobaryt. Jego właściwości sprawiają, że jest to związek toksyczny, z którym należy obchodzić się ostrożnie.
W rzeczywistości związek ten ma wiele zastosowań w przemyśle wojskowym, ponieważ może być połączony z innymi substancjami chemicznymi i dodawany do formulacji materiałów wybuchowych i podpalaczy, między innymi.
Formuła
Azotan baru, zwany także diazotanem baru, ma wzór chemiczny Ba (NO 3 ) 2 i jest zwykle wytwarzany dwiema metodami.
Pierwszy z nich polega na rozpuszczeniu małych kawałków węglanu baru (BaCO 3 ) w środowisku kwasu azotowego (HNO 3, silnie korozyjny kwas mineralny), co pozwala na wytrącenie zanieczyszczeń żelazowych, a następnie mieszanina ta przesączono, odparowano i krystalizowano.
Druga metoda jest przeprowadzana poprzez połączenie chlorku baru (BaCl 2, jednej z soli baru o większej rozpuszczalności w wodzie) ze wstępnie ogrzanym roztworem azotanu sodu. Powoduje to reakcję, która powoduje oddzielenie kryształów azotanu baru od mieszaniny.
Struktura chemiczna
Sól ta ma cechy kubicznej struktury krystalicznej lub bezwodnej oktaedry.
Jego struktura chemiczna jest następująca:
Dysocjacja
W podwyższonych temperaturach (592 ° C) azotan baru rozkłada się, tworząc tlenek baru (BaO), dwutlenek azotu (NO 2 ) i tlen (O 2 ), zgodnie z następującą reakcją chemiczną:
2Ba (NO 3 ) 2 + Ciepło → 2BaO + 4NO 2 + O 2
W pożywkach o wysokim stężeniu tlenku azotu (NO) rozkład azotanu baru wytwarza związek zwany azotynem baru (Ba (NO 2 ) 2 ), zgodnie z następującym równaniem:
Ba (NO 3 ) 2 + 2NO → Ba (NO 2 ) 2 + 2NO 2
Reakcje z rozpuszczalnymi siarczanami metalu lub kwasu siarkowego (H2SO4) wytwarzają siarczan baru (BaSO4). Ogromna większość nierozpuszczalnych soli baru, takich jak węglan (BaCO3), szczawian (BaC2O4) lub fosforan metalu (Ba3 (PO4) 2 ), jest wytrącana przez podobne reakcje podwójnego rozkładu.
Używa
Ta substancja w postaci proszku jest środkiem utleniającym i reaguje znacząco ze zwykłymi środkami redukującymi.
Gdy sól ta jest mieszana z innymi metalami, takimi jak glin lub cynk w postaci drobno rozdrobnionej lub ze stopami, takimi jak aluminium-magnez, zapala się i eksploduje przy uderzeniu. Z tego powodu azotan baru jest uważany za doskonały składnik broni i materiałów wybuchowych do celów wojskowych.
W połączeniu z trinitrotoluenem (znanym handlowo jako TNT lub C 6H 2 (NO 2 ) 3 CH 3 ) i spoiwem (regularnie woskiem parafinowym), sól ta tworzy związek o nazwie Baratol, który ma właściwości wybuchowe. Wysoka gęstość azotanu baru sprawia, że baratol również zyskuje większą gęstość, dzięki czemu jest bardziej skuteczny w swojej funkcji.
Azotan baru wiąże się również z proszkiem aluminiowym, który powoduje powstawanie migotającego prochu strzelniczego, który jest używany głównie w fajerwerkach i pirotechnice teatralnej.
Ten migający proch strzelniczy widział także zastosowania w produkcji flar (jako środków przeciwrakietowych samolotów) i granatów ogłuszających. Ponadto substancja ta jest wysoce wybuchowa.
Sól ta jest łączona z mieszaniną reagentów zwaną termitami, tworząc odmianę tego tak zwanego termitu, który generuje krótkie i bardzo silne błyski o bardzo wysokich temperaturach na małych obszarach przez krótki czas.
Termate-TH3 jest terminatorem, który zawiera 29% wagowych składu azotanu baru, co pomaga zwiększyć efekt cieplny, generować płomienie i znacznie obniżyć temperaturę zapłonu terminatora.
Terminatory są zwykle używane do produkcji granatów zapalających i mają funkcję niszczenia pancerza czołgów i struktur wojskowych.
Ponadto azotan baru był jednym z najczęściej używanych składników w produkcji ładunków zapalających stosowanych przez Brytyjczyków na ich samolotach bojowych podczas II wojny światowej, które uzbrojone były w amunicję zapalającą, która służyła do niszczenia samolotów wroga.
Wreszcie, sól ta ma zastosowanie w procesie wytwarzania tlenku baru, w przemyśle zaworów termoelektrycznych i, jak już powiedziano, w tworzeniu pirotechniki, zwłaszcza tych o zielonych barwach.
Właściwości fizyczne i chemiczne
Sól ma postać białego ciała stałego, higroskopijnego i bezwonnego, słabo rozpuszczalnego w wodzie i całkowicie nierozpuszczalnego w alkoholach.
Ma masę molową 261, 377 g / mol, gęstość 3, 24 g / cm3 i temperaturę topnienia 592 ° C. Gdy osiągnie punkt wrzenia, rozkłada się, jak powiedziano powyżej. W temperaturze pokojowej ma rozpuszczalność w wodzie 10, 5 g / 100 ml.
Jest uważany za stabilny, ale jest silnym środkiem utleniającym i musi być trzymany z dala od materiałów łatwopalnych, aby zapobiec pożarom. Ma wrażliwość na wodę i nie należy go mieszać z kwasami lub bezwodnymi.
W wysokich stężeniach (na przykład w pojemnikach) muszą być izolowane od substancji, które mogą powodować ich reakcję, ponieważ mogą wybuchnąć gwałtownie.
Jak każdy rozpuszczalny związek baru, jest substancją toksyczną dla zwierząt i ludzi.
Nie należy go wdychać ani spożywać, ponieważ mogą wystąpić objawy zatrucia (zwłaszcza stwardnienie mięśni twarzy), wymioty, biegunka, bóle brzucha, drżenie mięśni, lęk, osłabienie, zaburzenia oddychania, zaburzenia rytmu serca i drgawki.
Śmierć może nastąpić w wyniku zatrucia tą substancją, kilka godzin lub kilka dni po prezentacji.
Wdychanie azotanu baru powoduje podrażnienie błony śluzowej dróg oddechowych, aw obu sposobach zatrucia roztwory soli siarczanowych muszą być przygotowane do zastosowania pierwszej pomocy u chorej osoby.
W przypadku rozlania należy go odizolować od palnych substancji i materiałów, aw przypadku pożaru nigdy nie powinien mieć kontaktu z suchymi środkami chemicznymi lub piankami. Obszar powinien być zalany wodą, jeśli ogień jest większy.
