Гидроксид бария

Характеристики и физические свойства гидроксида бария

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Гидроксид бария (едкий барит) представляет собой вещество белого цвета (рис. 1), кристаллы которого плавятся без разложения, а при дальнейшем нагревании разлагаются.

Он растворяется в воде (образуется сильнощелочной раствор). Не растворяется в этиловом спирте. Токсичен.

Рис. 1. Гидроксид бария. Внешний вид.

Основные характеристики гидроксида бария приведены в таблице ниже:

Молекулярная формула	Ba(OH)₂
Молярная масса, г/моль	171
Плотность, г/см³	4,5
Температура плавления, ^oС	408
Температура кипения, ^oС	780
Температура разложения, ^oС	1000
Растворимость в воде (20^oС), г/100 мл	3,89

Получение гидроксида бария

Получение бария в лабораторной практике осуществляют при помощи следующих реакций:

— взаимодействие бария с водой

Ba + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂↑;

— взаимодействие оксида бария с водой

BaO + H₂O = Ba(OH)₂;

— взаимодействие сульфида бария с водой

BaS + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂S↑.

Химические свойства гидроксида бария

Гидроксид бария проявляет основные свойства, т.е. реагирует с неметаллами, кислотными оксидами (1, 2), кислотами (3, 4) и солями (5, 6, 7):

Ba(OH)₂ + CO₂ = BaCO₃↓ + H₂O (1);

Ba(OH)₂ + SO₂ = BaSO₃↓ + H₂O (2);

Ba(OH)₂ + 2HCl_dilute = BaCl₂ + 2H₂O (3);

Ba(OH)₂ + H₂SO_{4 (conc)} = BaSO₄↓ + 2H₂O (4);

Ba(OH)₂ + K₂CrO₄ = BaCrO₄↓ + 2KOH (5);

Ba(OH)₂ + MnS₂O₆ = BaS₂O₆ + Mn(OH)₂↓ (6);

Ba(OH)₂ + 2NH₄ClO_{3 (conc)} = Ba(ClO₃)₂ + 2NH₃↑ + H₂O (7).

При нагревании гидроксида бария до температуры 780 – 800^oС он разлагается:

Ba(OH)₂ = BaO + H₂O.

Применение гидроксида бария

Гидроксид бария используют в химическом анализе как качественный реактив на сульфат- и карбонат-ионы. Он применяется для очитки растительных и животных масел, а также при производстве смазочных материалов.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислите массу гидроксида бария, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 300 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л).

Решение

Запишем уравнение реакции:

Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O.

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

m_solution =V_solution × ρ;

m_solution =0,3 × 1,168 = 0,3504 кг = 350,4г.

ω = m_solute / m_solution × 100%;

m_solute = ω / 100% × m_solution;

m_solute (HCl) = ω (HCl) / 100% × m_solution;

m_solute (HCl) = 34 / 100% × 350,4= 11,91 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n = m / M;

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 11,91 / 36,5 = 0,34 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) : n (Ba(OH)₂) = 2: 1. Значит,

n(Ba(OH)₂) = ½ × n(HCl) = ½ × 0,34 = 0,17 моль.

Тогда масса гидроксида бария, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 171 г/моль):

m = n × M;

m (Ba(OH)₂) = n (Ba(OH)₂)× M (Ba(OH)₂);

m (Ba(OH)₂) = 0,17× 171 = 29,07г.

Ответ

Масса гидроксида бария равна 29,07 г.

ПРИМЕР 2

Задание

Вычислите массу карбоната бария, который потребуется для получения гидроксида бария массой 40 г, по реакции взаимодействия с гидроксидом натрия.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната бария с гидроксидом натрия с образованием гидроксида бария:

BaCO₃ + 2NaOH = Na₂CO₃ + Ba(OH)₂.

Рассчитаем количество вещества гидроксида бария (молярная масса – 171 г/моль):

n = m / M;

n(Ba(OH)₂) = m (Ba(OH)₂) / M (Ba(OH)₂);

n (Ba(OH)₂) = 40 / 171 = 0,23моль.

Согласно уравнению реакции n(Ba(OH)₂) : n(BaCO₃) = 1:1 . Тогда количество моль карбоната бария будет равно:

n (BaCO₃) = n (Ba(OH)₂) = 0,23моль.

Найдем массу карбоната бария (молярная масса – 197 г/моль):

m = n × M;

m (BaCO₃) = n (BaCO₃) × M (BaCO₃);

m (BaCO₃) = 0,23 × 197 = 45,31г.