- Estrutura
- Energia de rede cristalina
- Hidratos
- Preparação ou síntese
- Propriedades
- Aparência física
- Massa molecular
- Densidade
- Ponto de fusão
- Ponto de ebulição
- Solubilidade em água
- Decomposição termal
- Nomenclatura
- Formulários
- Produtor de oxigênio
- Produtor de peróxido de hidrogênio
- Referências
O peróxido de bário é um composto iônico e inorgânico cuja fórmula química é BaO 2. Por ser um composto iônico, consiste em íons Ba 2+ e O 2 2-; Este último é conhecido como ânion peróxido, e BaO 2 adquire seu nome a partir dele. Assim, BaO 2 é um peróxido inorgânico.
As cargas de seus íons revelam como esse composto é formado a partir dos elementos. O bário metálico, do grupo 2, dá dois elétrons à molécula de oxigênio, O 2, cujos átomos não os utilizam para se reduzirem aos ânions óxidos, O 2-, mas para permanecer unidos por uma ligação simples, 2-.
BaO2 sólido. Fonte: Ondřej Mangl, 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 pelos metais do grupo 2 (Sr. Becambara), o BaO 2 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 2 novamente.
Estrutura
Estrutura cristalina de BaO2. Fonte: Orci, via Wikimedia Commons
A imagem superior mostra a célula unitária tetragonal do peróxido de bário. Dentro dele você pode ver os cátions Ba 2+ (esferas brancas) e os ânions O 2 2- (esferas vermelhas). Observe que as esferas vermelhas são unidas por uma única ligação, portanto, elas representam a geometria linear 2-.
A partir dessa célula unitária, os cristais de BaO 2 podem ser construídos. Se for observado, o ânion O 2 2- vê-se que está rodeado por seis Ba 2+, obtendo-se um octaedro cujos vértices são brancos.
Por outro lado, ainda mais evidente, cada Ba 2+ é circundado por dez O 2 2- (esfera branca no centro). Todo cristal consiste 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 cátion Ba 2+ é muito volumoso, e suas interações com o ânion O 2 2- estabilizam a energia da rede do cristal em um grau melhor em comparação com como, por exemplo, os cátions Ca 2+ e Mg fariam. 2+.
Isso também explica porque o BaO é o mais instável dos óxidos alcalino-terrosos: os íons Ba 2+ e O 2- diferem consideravelmente em tamanho, desestabilizando seus cristais.
Por ser mais instável, menor é a tendência do BaO 2 se decompor para formar BaO; Ao contrário dos peróxidos SrO 2, CaO 2 e MgO 2, cujos óxidos são mais estáveis.
Hidratos
O BaO 2 pode ser encontrado na forma de hidratos, dos quais BaO 2 ∙ 8H 2 O é o mais estável de todos; e de fato, é este que se comercializa, ao invés do peróxido de bário anidro. Para obter o anidro, o BaO 2 ∙ 8H 2 O deve ser secado a 350 ° C, a fim de eliminar a água.
Sua estrutura cristalina também é tetragonal, mas com oito moléculas de H 2 O interagindo com O 2 2- por meio de ligações de hidrogênio e com Ba 2+ por meio de interações íon-dipolo.
Outros hidratos, cujas estruturas não há muitas informações a esse respeito, são: BaO 2 ∙ 10H 2 O, BaO 2 ∙ 7H 2 O e BaO 2 ∙ H 2 O.
Preparação ou síntese
A preparação direta do peróxido de bário consiste na oxidação de seu óxido. Pode ser usado a partir do mineral barita ou do sal de nitrato de bário, Ba (NO 3) 2; ambos são aquecidos em uma atmosfera enriquecida com ar ou oxigênio.
Outro método consiste em reagir Ba (NO 3) 2 com peróxido de sódio em um meio aquoso frio:
Ba (NO 3) 2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙ xH 2 O + 2 NaNO 3
Em seguida, o hidrato de BaO 2 * xH 2 O é aquecido, filtrado e seco sob vácuo.
Propriedades
Aparência física
É um sólido branco que pode ficar acinzentado se contiver impurezas (BaO, Ba (OH) 2 ou outras espécies químicas). Se for aquecido a uma temperatura muito alta, ele emitirá chamas esverdeadas, devido às transições eletrônicas dos cátions Ba 2+.
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, o peróxido de terra alcalino mais estável. No entanto, o BaO 2 não ferve, mas 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, H 2 O 2; 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 2 sofre:
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
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 novamente em BaO 2.
Nomenclatura
Outra forma de denominar o BaO 2 é peróxido de bário, de acordo com a nomenclatura tradicional; já 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 o 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 idealizado comercialmente por LD Brin, agora obsoleto.
Produtor de peróxido de hidrogênio
O peróxido de bário reage com o ácido sulfúrico para produzir peróxido de hidrogênio:
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
É, portanto, uma fonte de H 2 O 2, manipulada sobretudo com seu hidrato BaO 2 ∙ 8H 2 O.
De acordo com esses dois usos, o BaO 2 permite o desenvolvimento de O 2 e H 2 O 2, ambos agentes oxidantes, em síntese orgânica e em processos de branqueamento na indústria têxtil e de tinturas. É também um bom agente desinfetante.
Além disso, outros peróxidos podem ser sintetizados a partir de BaO 2, como sódio, Na 2 O 2 e outros sais de bário.
Referências
- SC Abrahams, J Kalnajs. (1954). A estrutura cristalina do peróxido de bário. Laboratório de Pesquisa de Isolamento, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge, Massachusetts, EUA
- Wikipedia. (2018). Peróxido de bário. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
- Atomistry. (2012). Peróxido de bário. Recuperado de: barium.atomistry.com
- Khokhar et al. (2011). Estudo de Preparação de Escala de Laboratório e Desenvolvimento de um Processo para Peróxido de Bário. Recuperado de: academia.edu
- PubChem. (2019). Peróxido de bário. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- PrebChem. (2016). Preparação de peróxido de bário. Recuperado de: prepchem.com