Уравнение реакции оксида бария с углекислым газом

Карбонат бария: способы получения и химические свойства

Карбонат бария BaCO₃ — соль бария и угольной кислоты. Белый, при нагревании на воздухе разлагается, плавится под избыточным давлением CO₂. Не растворяется в воде.

Относительная молекулярная масса M_r = 197,34; относительная плотность для тв. и ж. состояния d= 4,43; t_пл = 1555º C при избыточном давлении.

Способ получения

1 . Гидроксид бария вступает в взаимодействие с углекислым газом и образует карбонат бария и воду:

2. Оксид бария вступает в взаимодействие с углекислым газом при комнатной температуре с образованием карбоната бария:

3. Хлорид бария вступает в реакцию с концентрированным раствором карбоната натрия и образует карбонат бария и хлорид натрия:

Качественная реакция

Качественная реакция на карбонат бария — взаимодействие его с раствором сильных кислот. В результате реакции происходит бурное выделение углекислого газа, образование которого можно проверить, если пропустить его через известковую воду, которая мутнеет из-за образования осадка:

1. При взаимодействии с хлороводородной кислотой, карбонат бария образует хлорид бария, углекислый газ и воду:

Химические свойства

1. Карбонат бария разлагается при температуре выше 1000 — 1450º С, с образованием оксида бария и углекислого газа:

2. Карбонат бария вступает в реакцию со сложными веществами :

2.1. Карбонат бария реагирует с кислотами :

2.1.1. При взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой карбонат бария образует хлорид бария, углекислый газ и воду:

2.1.2. Карбонат бария реагирует с плавиковой кислотой при 900 — 1100º С. Взаимодействие карбоната бария с плавиковой кислотой приводит к образованию фторида бария, воды и углекислого газа:

2.1.3. Карбонат бария взаимодействует с сероводородной кислотой при 1000º С и образует сульфид бария, воду и углекислый газ:

3. Карбонат бария реагирует с простыми веществами:

3.1. Карбонат бария при температуре выше 1000º С вступает в реакцию с углеродом (коксом) образуя оксид бария и угарный газ:

BaCO₃ + C = BaO + 2CO

Взаимодействие углекислого газа с веществами и его химические свойства

Общие химические свойства углекислого газа: CO₂ инертен, то есть химически не активен; при попадании в водный раствор легко вступает в реакции.
Большинство кислотных оксидов устойчивы к высоким температурам, но углекислота при их воздействии восстанавливается.

Взаимодействие с другими веществами:

1) Углекислота относится к кислотным оксидам, то есть в сочетании с водой образуется кислота. Однако угольная кислота неустойчива и распадается сразу. Эта реакция имеет обратимый характер:

Диоксид углерода + вода ↔ угольная кислота

Молекула угольной кислоты

2) При взаимодействии углекислого газа и соединений азота с водородом (аммиаком) в водном растворе происходит разложение до углеаммонийной соли.

Аммиак + углекислота = гидрокарбонат аммония

Углеаммонийная соль

Полученное вещество часто используется в приготовлении хлеба и различных кондитерских изделий.

3) Ход некоторых реакций должен поддерживаться высокими температурами. Примером является производство мочевины при 130 °C и давлении 200 атм., схематически изображаемое так:

Аммиак + диоксид углерода → карбамид + вода

Также под воздействием температуры около 800 градусов протекает реакция образования оксида цинка:

Цинк + двуокись углерода → оксид цинка + оксид углерода

4) Возможно уравнение с гидроксидом бария, при котором выделяется средняя соль.

Гидроксид бария + углекислота = карбонат бария + оксид водорода.

Применяется для регулировки калориметров по теплоемкости. Также вещество используют в промышленности для производства красных кирпичей, синтетических тканей, фейерверков, гончарных изделий, плитки для ванн и туалетов.

5) Углекислый газ выделяется при реакциях горения.

Метан + кислород = углекислота + вода (в газообразном состоянии) + энергия

Этилен + кислород = диоксид углерода + оксид водорода + энергия

Этан + кислород = двуокись углерода + вода + энергия

Этанол + кислород = вода + углекислота + энергия

6) Газ не поддерживает горения, этот процесс возможен только с некоторыми активными металлами, например, магнием.

Магний + углекислота = углерод + оксид магния.

MgO активно применяется при производстве косметических средств. Вещество используют в пищевой промышленности как пищевую добавку.

7) Двуокись углерода реагирует с гидроксидами с получением солей, которые существуют в двух формах, как карбонаты и бикарбонаты. Например, углекислый газ и гидроксид натрия, согласно формуле, образуют гидрокарбонат Na:

диоксид углерода + гидроксид натрия → гидрокарбонат натрия.

Или же при большем количестве NaOH образуется карбонат Na с образованием воды:

Диоксид углерода + гидроксид натрия → карбонат натрия + вода

Кислотно-щелочные реакции углекислоты используются на протяжении веков для затвердевания известкового раствора, что может быть выражено простым уравнением:

Гидроксид кальция + двуокись углерода → карбонат кальция + оксид водорода

В зелёных растениях играет важную роль в процессе фотосинтеза:

Диоксид углерода + вода → глюкоза + кислород.

9) Химические свойства углекислоты используются в промышленности при производстве соды, суть этого процесса можно выразить суммарным уравнением:

Хлорид натрия + Диоксид углерода + аммиак + вода → гидрокарбонат натрия + хлорид аммония

10) Фенолят Na разлагается при взаимодействии с углекислым газом, при этом малорастворимый фенол выпадает в осадок:

Фенолят натрия + двуокись углерода + оксид водорода = фенол + гидрокарбонат натрия

11) Пероксид натрия и углекислый газ, взаимодействуя, образуют среднюю соль карбоната Na с выделением кислорода.

Пероксид натрия + углекислота → карбонат натрия + кислород

Колба с пероксидом натрия

Образование углекислоты происходит при растворении в воде кальцинированной соды (стиральной соды).

Гидрокарбонат натрия + вода → углекислота + вода + гидроксид натрия
При этой реакции (гидролиз по катиону) образуется сильнощелочная среда.

12) CO2 вступает в реакцию с гидроксидом калия, последний образуется путем электролиза хлористого калия.

Гидроксид калия + углекислота → карбонат калия + вода

13) Газ в силу своего строения не реагирует с благородными газами, то есть гелием, неоном, аргоном, криптоном, ксеноном, радоном, оганесоном.

Заключение

Мы привели большую часть химических реакций, в которых участвует CO₂. Ученые всего мира пытаются решить проблему увеличения концентрации углекислоты в воздухе, не без помощи реакций с другими веществами, которые известны химикам. А какие химические формулы взаимодействия углекислого газа знаете вы?

Спасибо, что указали на ошибку. Исправили.

Скажите пожалуйста На производстве углекислоты мы заменили на комрессорном агрегате старый охладитель углекислого газа с трубками из нержавейки на новый, с латунными трубками. То есть в начале этих трубок охладителя Углекислый газ будет под давлением 16 бар и температурой 130 градусов, на выходе + 10 градусов, всё это с выделением конденсата. Не будет ли какой-то непредвиденной реакции в зоне взаимодействия уг. газа, латуни и воды? Охладитель работает хорошо, но не разрушаться ли трубки от коррозии?

Необходимо определиться для начала, откуда поступает к вам углекислый газ, какие еще газы поступают вместе с углекислым газом в охладитель. У нас, в энергетическом производстве, на определенном участке пароводяного тракта установлены латунные трубки, в которых происходит нагрев теплоносителя. Мы производим замеры растворенного кислорода в конденсате перед подачей его на подогреватели с трубками из латуни. В нашем случае большая концентрация кислорода в воде, при нагревании последней, приводит к коррозии латунных трубок.

Здравствуйте Вячеслав. Углекислый газ поступает с брожения пивного сусла. Углекислый газ (у.г.) сжимается компрессором и при t 130* подаётся на теплообменник (т.о.). хладоносителем t -4*. На латунных стенках т.о. образуется конденсат который отделяется от у.г. в конденсатоотводчике. Содержание кислорода в конденсате не должно быть большим, если вообще не минимальное. После установки нового т.о. конденсатоотводчик стал забиваться непонятной серой массой похожей на мокрый графит. Компрессор разбирали — проблема не в нём (думали одно из графитовых колец размолотило). Разбирать и осматривать т.о. более трудоёмкий процесс.

Затрудняюсь вам ответить на этот вопрос, надо изучать состав газа на входе в теплообменник. Возможно образование угольной кислоты в теплообменнике. А при наличии кислорода кислота может вызывать коррозию, но это не точно.

Оксид бария

Оксид бария известен в качестве соединения бария и кислорода. В письменном обозначении в составе химических формул оксид бария обозначается, как ВаО. В ряде химических реакций выступает оксидом основного вида. Допустим и элементарный визуальный анализ вещества в соответствии со стандартными условиями, где ВаО представлен в виде бесцветных кристаллов с кубической по форме решеткой.

Оксид бария входит в число элементов, относящихся к подгруппе IV, то есть к неорганическим основаниям, представленным оксидами, гидроксидами и пероксидами металлов. Любое из оснований данного вида представляет собой соединение, где явно выражено наличие гидроксильного радикала (OH). Такие основания реагируют с кислотой, вследствие чего характерно образование солей.

Сырье, в основном используемое при получении бария, применяется в виде барита или, что реже, витерита. Реакция получения оксида бария – это реакция восстановления минералов при помощи каменного угля, кокса либо газа природного происхождения. Собственно именно в результате взаимодействия данных веществ и происходит стабильное получение сульфида и оксида бария.

Основные уравнения реакций оксида бария

• Реакция взаимодействия металлического бария и кислорода, в результате которой происходит образование оксида бария: 2Ва + О2 → 2ВаО. В подобном типе реакции обеспечивается получение не только оксида, но и пероксида бария: Ва + О2 → ВаО2;

• Реакция разложения карбоната бария при условии обязательного нагревания, где получение оксида бария сопровождается выделением углекислого газа: ВаСО3 → ВаО + СО2↑. Существует обратная реакция оксида бария и оксида углерода (IV) при условиях комнатной температуры;

• Реакция разложения нитрата бария при условиях нагревания, где полученными веществами являются оксид бария, оксид азота и кислород: 2Ba(NO3)2 → 2BaO + 4NO2 + O2;

• Реакция гидроксида бария и оксида серы (IV): Ва(НО)2 + 2SО2 → Ва(НSО3)2, где результатом взаимодействия веществ становится образование (Ва(НSО3)2).

Получение металлического бария возможно и с проведением реакции восстановления. Главное, какой оксид использовать в реакции дополнительно. Например, наиболее яркая реакция — это химическая реакция с участием оксида алюминия:

3ВаО + 2Аl → 3Ва + Аl2О3

Кроме этого, гарантированное получение бария обеспечивается посредством электролиза смеси хлорида бария и кальция в расплавленном состоянии.

Степень растворимости Ва

Растворимость оксида бария определяется по реакции данного вещества с водой. В этом случае, исходя из данных уравнения по взаимодействию:

ВаО + Н2О = Ва(ОН)2,

где оксид бария — это оксид основного типа.

Следовательно такому оксиду будет соответствовать основание — Ва(ОН)2. Сверяя полученные данные с таблицей растворимости веществ нетрудно определить, что данный вид оснований относится к растворимым и подтверждает тот факт, что реакция вполне осуществима.

Природные источники вещества

По содержанию в природных источниках различается несколько возможных:

• • Земная кора, где масса вещества составляет 0, 05 %;
• • Морская вода, где средняя величина содержания бария составляет 0,02 мг/литр.

Области применения оксидов основного типа

Любое их химических соединений данной группы широко применяется в различных отраслях современной промышленности. В соответствии с краткой классификацией веществ, можно определить следующее разграничение использования оксидов (калия, магния, бария, алюминия):

• • Оксид калия. Широко применяется в производстве удобрений минерального типа, используемых аграрном хозяйстве;
• • Оксид натрия. Незаменим в химической промышленности для получения гидроксида натрия;
• • Оксид бария. Применим в качестве катализатора в осуществлении химических реакций;
• • Оксид магния. Область применения – пищевая промышленность (в виде добавки Е530).

Определение химических свойств вещества на практике

• Ярко протекает реакция взаимодействия оксида бария и воды, вследствие чего отмечается образование щелочи с параллельным выделением тепла: ВаО + Н2О → Ва(ОН)2.

• Взаимодействует оксид бария и с кислотными оксидами, в результате чего характерно образование солей: ВаО + СО2 → ВаСО3, ВаО + SО3 → Ва SО4↓, где оксид бария вступает в реакцию с триоксидом серы;

• Реакция взаимодействия ВаО с кислотами, где обеспечивается итоговое образование солей и воды: ВаО + Н2Сl → ВаСl2 + Н2О, ВаО + Н2SО4 → Ва SО4↓ + Н2О. В течение подобной реакции между оксидом бария и серной кислотой (в разбавленном виде) результатом становится образование сульфата бария и воды.

Также стоит обратить внимание на реакцию оксида бария с соляной кислотой: ВаО + 2НСl (при обязательном условии разбавленного состояния) → ВаСl2 + Н2О, где результатом реакции обеспечено образование хлорида бария BaCl2 и воды H2O.

Описание физических свойств ВаО

Существует в твердом состоянии. Непосредственно сам барий отличается характерным серебристо – белым оттенком, достаточно пластичен, по причине чего относится к ковким металлам.

• • Величина молярной массы оксида бария, гр/моль: 153, 3394;
• • По плотности вещество характеризуется следующими показателями, при условии температурного режима в 20 °C: 5, 72;
• • Растворимость в воде, то есть показатель Кs, при условии температуры в 20° С = 1, 5 г/100 г;

Особенности гидроксида и пероксида бария

Гидроксид бария обозначается, как Ba(OH). Применяется в виде кристаллообразных пластин белого цвета, либо в состоянии раствора, более известного как баритовая вода. Популярен в стекольном производстве, например для создания и разработки непроницаемого стекла для рентгеновских установок. Также используется в производстве керамических изделий, в процессах по очистке воды и в производстве гидроксида калия.

Пероксид бария, обозначаемый, как BaO, получается путем нагревания оксида бария в воздушном пространстве с характерным отсутствием диоксида углерода.

Применение

Выход ВаО достаточно низок, соответственно, учитывая его невысокую стоимость, он пользуется повышенным спросом в работах по покрытию катодов, входящих в электронно-вакуумные приборы, на элементах телевизионных устройства и осциллографических трубок. Известны и иные сферы активного применения:

• • Производство антикоррозионных материалов;
• • Товары из категории сегнето- и пьезо- электрики;
• • Изготовление оптических приборов, таких, как призмы, линзы и прочие;
• • Пиротехнические изделия с целью окрашивания пламени заряда в зеленый цвет;
• • Отрасль атомно-водородной и ядерной энергетики;
• • В составе фторионных аккумуляторных батарей, как электролитный компонент;
• • При разработке и производстве медицинского оборудования.

Хранение

Условия соответствующего хранения ВаО подразумевают полное отсутствие любых легко возгораемых веществ. Также исключены в близком хранении и нахождении восстанавливающие агенты, металлы в порошкообразном состоянии. Категорически запрещается параллельное нахождение любых продуктов питания и сельскохозяйственных животных кормов.

Особые обозначения на упаковке

Полностью исключена одновременная транспортировка с пищевыми продуктами, косметической продукцией, животными кормами и любыми водными организмами. Весь транспортируемый материал должен быть помечен следующими символами:

• • Хn, обозначающий раздражающее действие отмеченных веществ;
• • R, с числовым значением 20/22, что говорит об опасности при вдохе и в случае проглатывания;
• • S, с числовым значением 17, что предписывает ранение вещества в максимальной отдаленности от горюче – смазочных материалов;
• • S, с числовым значением 28, указывающем на незамедлительное промывание, в случае попадания ВаО на поверхность кожных покровов.

Варианты фасовки подразумевают распределение вещества по упаковкам в 1, 20 – 25, 100, 500 и 1000 килограммовые упаковки, которыми служат банки из стекла, мешки из полипропилена, пакеты из полиэтилена. На фасовке любого веса обязателен к указанию класс степени опасности: 5.1. Существует понятие вторичной опасности, означаемой 6.1.

Влияние ВаО на организм человека

Симптоматика отравлений барием как правило выражена в следующем: повышенное слюнотечение, жжение во рту, дискомфорт в пищеводе. Период отравления сопровождается явно выраженными болями в области желудка, тошнотой, рвотой, острыми коликами. При тяжелом отравлении вероятен смертельный исход, наступающий в течение 24 часов. Смертельная доза составляет порядка 0,8 граммов.

При использовании любых соединений бария стоит помнить о том, что изучение его недостаточно, а к жизненно важным микроэлементам он не относится. Вещество характеризуется как высокотоксичное, так что при любом виде контакта рекомендовано соблюдать все меры предосторожности и СИЗ.