نترات الباريوم: الصيغة ، التركيب الكيميائي ، الاستخدامات ، الخواص
نترات الباريوم عبارة عن ملح يتكون من ذرة الباريوم (Ba) وأيون النترات (NO 3 ). يبدو كمادة صلبة بلورية بيضاء في درجة حرارة الغرفة ويوجد في الطبيعة كمعدن نادر للغاية يعرف باسم nitrobarite. خصائصه تجعله مركبًا سامًا يجب التعامل معه بعناية.
في الواقع ، هذا المركب له استخدامات متعددة في الصناعة العسكرية ، لأنه يمكن ربطه بمواد كيميائية أخرى وإضافته إلى تركيبات المتفجرات والحرق ، من بين أشياء أخرى.
صيغة
تحتوي نترات الباريوم ، التي تسمى أيضًا نترات الباريوم ، على الصيغة الكيميائية Ba (NO 3 ) 2 ، وعادة ما يتم تصنيعها بطريقتين.
أولها ينطوي على إذابة أجزاء صغيرة من كربونات الباريوم (BaCO 3 ) في وسط حمض النتريك (HNO 3 ، وهو حمض معدني شديد التآكل) ، مما يسمح لشوائب الحديد بترسيب وبعد ذلك يصبح هذا الخليط تصفيتها وتبخرت وتبلورت.
يتم تنفيذ الطريقة الثانية من خلال مزيج من كلوريد الباريوم (BaCl 2 ، أحد أملاح الباريوم ذات قابلية أكبر للذوبان في الماء) مع محلول مُسخّن مسبقًا من نترات الصوديوم. هذا يولد رد فعل ينتج عنه فصل بلورات نترات الباريوم عن الخليط.
التركيب الكيميائي
يحتوي هذا الملح على خصائص التركيب البلوري المكعب أو المثمن اللامائي.
هيكلها الكيميائي على النحو التالي:
تفكك
في درجات الحرارة المرتفعة (592 درجة مئوية) ، تتحلل نترات الباريوم لتشكيل أكسيد الباريوم (BaO) ، وثاني أكسيد النيتروجين (NO 2 ) والأكسجين (O 2 ) ، وفقًا للتفاعل الكيميائي التالي:
2Ba (NO 3 ) 2 + الحرارة → 2BaO + 4NO 2 + O 2
في الوسائط ذات التركيزات العالية من أكسيد النيتريك (NO) ، ينتج عن تحلل نترات الباريوم مركبًا يسمى نيتريت الباريوم (Ba (NO 2 ) 2 ) ، وفقًا للمعادلة التالية:
Ba (NO 3 ) 2 + 2NO → Ba (NO 2 ) 2 + 2NO 2
تولد التفاعلات مع الكبريتات الذائبة في المعدن أو حمض الكبريتيك (H 2 SO 4 ) كبريتات الباريوم (BaSO 4 ). الغالبية العظمى من أملاح الباريوم غير القابلة للذوبان ، مثل كربونات (BaCO 3 ) ، أو أكسالات (BaC 2 O 4 ) أو فوسفات معدني (Ba 3 (PO 4) 2 ) ، تترسب بتفاعلات مماثلة للتحلل المزدوج.
تطبيقات
هذه المادة في شكل مسحوق هي عامل مؤكسد وتتفاعل بشكل كبير مع عوامل الاختزال الشائعة.
عندما يخلط هذا الملح مع معادن أخرى ، مثل الألمنيوم أو الزنك في أشكاله المنقسمة بدقة ، أو مع سبائك مثل المغنيسيوم والألمنيوم ، فإنه يشعل وينفجر عند التأثير. لهذا السبب ، تعتبر نترات الباريوم مكونًا ممتازًا للأسلحة والمتفجرات للاستخدام العسكري.
بعد أن تم ربطه بـ trinitrotoluene (المعروف تجاريا باسم TNT ، أو C 6 H 2 (NO 2 ) 3 CH 3 ) ورابط (شمع البارافين بانتظام) ، يشكل هذا الملح مركبًا يسمى Baratol ، له خصائص متفجرة. الكثافة العالية من نترات الباريوم تجعل Baratol يكتسب أيضًا كثافة أعلى ، مما يجعله أكثر فاعلية في وظيفته.
ترتبط نترات الباريوم أيضًا بمسحوق الألومنيوم ، وهي الصيغة التي تؤدي إلى تكوين البارود البارز الوامض ، والذي يستخدم أساسًا في الألعاب النارية والألعاب النارية المسرحية.
كما شهد البارود الوامض استخدامات في إنتاج التوهجات (كتدابير مضادة للطائرات من الصواريخ) وقنابل الصوت. بالإضافة إلى ذلك ، هذه المادة شديدة الانفجار.
يتم الجمع بين هذا الملح مع الخليط المتفاعل الذي يسمى النمل الأبيض لتشكيل تباين لهذا المصطلح الذي يسمى ، والذي يولد ومضات قصيرة وقوية للغاية من درجات حرارة عالية جدا في مناطق صغيرة لفترة قصيرة.
Termate-TH3 هو مصطلح يحتوي على 29 ٪ بالوزن من تكوين نترات الباريوم ، مما يساعد على زيادة التأثير الحراري ، وتوليد النيران وتقليل درجة حرارة الاشتعال بشكل ملحوظ.
وعادة ما تستخدم هذه المصاعد في إنتاج قنابل حارقة ولها وظيفة تدمير دبابات الدروع والهياكل العسكرية.
بالإضافة إلى ذلك ، كانت نترات الباريوم واحدة من المكونات الأكثر استخدامًا في إنتاج الشحنات الحارقة التي استخدمها البريطانيون في طائراتهم الحربية خلال الحرب العالمية الثانية ، والتي كانت مسلحة بذخيرة حارقة أدت إلى تدمير طائرات العدو.
أخيرًا ، يستخدم هذا الملح في عملية تصنيع أكسيد الباريوم ، وفي صناعة الصمامات الحرارية ، وكما ذكرنا سابقًا ، في صناعة الألعاب النارية ، خاصة تلك ذات الألوان الخضراء.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
يظهر الملح على أنه مادة صلبة بيضاء ، استرطابية وعديمة الرائحة ، غير قابلة للذوبان في الماء بشكل جيد وغير قابلة للذوبان تمامًا في الكحول.
تبلغ كتلة المولي 261.337 جم / مول ، وكثافة 3.24 جم / سم 3 ونقطة انصهار تبلغ 592 درجة مئوية. عندما يصل إلى نقطة الغليان فإنه يتحلل ، كما قيل أعلاه. في درجة حرارة الغرفة ، لديه ذوبان في الماء من 10.5 جم / 100 مل.
يعتبر مستقرًا ، لكنه عامل مؤكسد قوي ويجب إبعاده عن المواد القابلة للاحتراق لمنع الحرائق. لديه حساسية للماء ويجب عدم خلطها بالأحماض أو اللامائية.
في التركيزات العالية (على سبيل المثال ، الحاويات) يجب عزلها عن المواد التي يمكن أن تسبب تفاعلها ، حيث يمكن أن تنفجر بطريقة عنيفة.
مثل أي مركب باريوم قابل للذوبان ، فهو مادة سامة للحيوانات والبشر.
لا ينبغي استنشاقه أو استهلاكه ، حيث قد تحدث أعراض التسمم (خاصة تصلب عضلات الوجه) ، والتقيؤ ، والإسهال ، وآلام البطن ، والهزات العضلية ، والقلق ، والضعف ، والضيق التنفسي ، وعدم انتظام ضربات القلب والنوبات.
يمكن أن تحدث الوفاة نتيجة للتسمم بهذه المادة ، بعد ساعات قليلة أو بضعة أيام من العرض.
يؤدي استنشاق نترات الباريوم إلى حدوث تهيج في الغشاء المخاطي في الجهاز التنفسي ، وفي كلا الوضعين من حالات التسمم ، يجب إعداد محاليل أملاح الكبريتات لتطبيق الإسعافات الأولية على الشخص المصاب.
في حالة الانسكابات ، يجب عزلها عن المواد والمواد القابلة للاحتراق ، وفي حالة نشوب حريق ، يجب ألا تتلامس مع المواد الكيميائية أو الرغاوي الجافة. يجب غمر المنطقة بالمياه إذا كان الحريق أكبر.
