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氧化鋇
來源:互聯網

氧化( 氧化物)是白色的鋇的氧化物,也是一種無機化合物化學式為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,易溶于堿金屬氯化物硫酸鹽的熔融液中,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

分布情況

鋇的化學性質很活潑,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在自然界中,而是與其他化學物質(如氧)結合形成可能作為礦物質發現的鋇化合物。天然氧化鋇的分布情況與鋇分布情況有關。常見的鋇礦有重晶石碳酸鋇礦。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。

晶體結構

氧化鋇金屬氧化物屬于晶體中的離子晶體類型。離子晶體中的結點上是互相交替地排列著正離子和陰離子,正負離子之間是以離子鍵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,有較強的導電性。

理化性質

物理性質

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,易溶于堿金屬氯化物硫酸鹽的熔融液中,不溶于丙酮和氨。

化學性質

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,與酸反應生成鹽和水。

制備方法

工業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造的堝爐中煅燒即得氧化鋇。高純度硝酸鋇在通風條件下灼燒,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、焦油和碳黑。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。

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。

應用領域

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定性的作用,當氧化鋇與其他助熔物質混合使用時可以產生極強的共熔性,進而會導致釉面流淌。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定劑作用,在鋯酸鹽陶瓷小能改善瓷料性能和降低燒結溫度,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、光澤和化學穩定性,少量的氧化鋇(0.5%)能加速玻璃的熔化,但含量過多時,會與氧氣發生反應生成過氧化鋇

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重。氧化鋇常用于高級器皿玻璃、光學玻璃、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射線管的陰極結構主要通過燈絲電流對氧化鋇加熱而發射電子。氧化鋇具有較好的電子發射性能并且不易揮發造成靶面污染,因此能作為低功率X射線管的陰極結構。

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、醛、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。

精煉甜菜

蔗糖可與氧化鋇等金屬氧化物發生置換反應。氧化鋇能置換蔗糖分子中羥基的H形成加成化合物,工業上也稱為蔗糖鹽,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后,經洗滌、吸濾、110 ℃干燥、粉碎得到過氧化鋇成品。

安全事宜

毒理數據

:50 mg/kg(口服,大鼠)。

鋇是一種競爭性鉀通道拮抗劑,可阻斷細胞內鉀的被動外排,導致鉀從細胞外區室轉移到細胞內區室。細胞內鉀的易位會導致靜息膜電位降低,使肌纖維電不興奮并導致麻痹。

健康危害

低劑量的鋇劑能充當肌肉興奮劑。高劑量的鋇劑會影響神經系統,可能會導致嘔吐、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,嚴重時會導致死亡。鋇劑還可能引起胃腸道紊亂,損害腎臟并導致體重下降。靜脈注射鉀通常可以緩解鋇中毒的許多癥狀。

急救措施

不慎吸入該物質時,應當轉移到空氣新鮮的地方休息,并及時就醫;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;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;誤食時,用水漱口,并飲用大量水催吐(僅對清醒病人),然后轉診就醫。

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。根據不同的情況安排不同的滅火措施。當發生小面積火災時可用二氧化碳(氰化物除外)、干粉、干沙、耐乙醇泡沫滅火;當發生大面積火災時可用水、霧或耐酒精泡沫滅火,并避免直接對準火源。

溢漏處理

氧化鋇發生溢漏時,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

儲存在嚴格密封容器中,與食品、飼料和酸類分開儲放,并保持儲存環境干燥。

參考資料 >

Bariumoxide.pubchem.2023-03-24

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