氧化鋇

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簡介

由於鋇在自然界中並不以遊離態存在，因此它是在礦石中獲得的，通常以重晶石（BaSO₄）的形式存在。鋇佔地殼的0.05%。它是一種鹼土金屬，呈淺黃色和閃亮外觀。卡爾·威廉·舍勒（C.W.S.）於1772年發現了鋇，當時他證明了BaO與CaO是不同的物質，它經常與CaO混淆。漢弗裡·戴維於1808年首次利用他發明的電解過程分離了Ba。

氧化鋇（BaO），通常稱為一氧化鋇、氧化鋇或氧化鋇，是一種不可燃的黃白色物質。它的化學式為BaO，具有吸溼性，這意味著它會迅速從空氣中吸收水分。鋇（Ba）在不同的化合物中具有廣泛的用途，包括用於石油鑽探、油漆工業、玻璃器皿、陶瓷製造以及作為藥物、煙花、電子產品等中的乾燥劑。

什麼是氧化鋇？

熱穩定的氧化鋇（BaO）非常不溶。當BaO與水反應時，會生成氫氧化鋇（Ba（OH₂））。它是一種白色吸溼性物質，通常透過分解鋇鹽製得。氧化物配合物不導電。另一方面，一些鈣鈦礦結構的氧化物是導電的，但在固體氧化物燃料電池的陰極中用於製氧系統。它們是包含至少1個氧陰離子和1個金屬陽離子的物質。它們通常不溶於水溶液，並且非常耐用，因此適用於從基本的粘土碗到複雜的電子產品以及航空航天中輕質結構部件的陶瓷結構，用於燃料電池等電化學用途。由於金屬氧化物配合物是鹼性酸酐，因此它們可以與酸發生氧化還原反應，並充當強還原劑。也提供顆粒、塊、濺射靶材、粉末、片劑，甚至奈米粉末。大多數數量的BaO很容易獲得。可以探索諸如超高純度、高純度、亞微米以及奈米等粉末形式。

氧化鋇的化學式是什麼？

它是透過氧化Ba鹽（如碳酸鋇（BaCO₃））製備的，其中鋇（Ba）在氧氣（O）中燃燒生成BaO。因此，氧化鋇的化學式為BaO。

$$2Ba + O₂ → 2Ba + 2BaO$$

氧化鋇的結構

它具有立方結構，氧化鋇結構（BaO），其中1個鋇離子（Ba）參與反應，但兩個離子結合生成BaO。因此，鋇（Ba）被氧化生成氧化鋇BaO。

它的淨單同位素質量為153.9 g/mol。由於氫（H）鍵受體的數量為1，氫（H）鍵供體的數量為0，因此該化學物質包含1個共價鍵合單元。

氧化鋇（BaO）的性質

性質	屬性
分子量	153.326 g/mol
磁化率	-29.1×10-6 cm3/mol
密度	5.72 g/cm3
水中溶解度	20 ℃時為3.48 g/100 ml
沸點	2000 ℃
晶體結構	立方
熔點	1923 ℃

氧化鋇的製備

碳酸鋇（BaCO₃）或硝酸鋇（Ba（NO₃）₂）的熱分解可以提供氧化鋇BaO。以下是反應

$$BaCO₃ → BaO + CO₂$$

$$2Ba(NO₃)₂ → 2BaO + 4NO₂ + O₂$$

它也可以透過將Ba與O結合製成。

$$2Ba + O₂ → 2BaO$$

它也已透過使氯化鋇（BaCl₂）與氨（NH₃）反應，然後用去離子水沉澱而製備。這是製造（BaO）的眾多方法之一，只能在受控條件下的實驗室中進行。

在工業上，從碳酸鋇（BaCl₂）中提取氧化鋇（BaO）面臨提取挑戰。這是因為它經常被額外的碳汙染，通常新增額外的碳以防止BaO轉化為過氧化鋇。額外碳的存在導致碳（C）與氧化鋇BaO的混合物呈黑色。僅僅透過加熱混合物無法去除額外的碳（C），因為這會導致與（BaO）發生反應以再生碳酸鋇（BaCO₃），從而抵消已取得的進展。

氧化鋇的用途

• 在電氣裝置中，覆蓋熱陰極

• 在醇與環氧乙烷之間的過程中，作為乙氧基化催化劑

• 透過熱波動，作為氧（O）源

• 用於過氧化鋇的氧化

• 用於異構體分離程式

• 作為還原劑

• 作為氧化劑

• 提高永磁體的磁通密度

• 潤滑油洗滌劑用作燃料中的清潔劑。

• 用作乾燥劑來乾燥氣體和液體。它還有額外的好處，即不會隨著水分膨脹，也不會變溼和粘稠。

結論

在環境溫度下，BaO是一種白色、獨特的化學物質，可以從周圍環境中吸收水分。當Ba鹽（如BaCO₃）被加熱時，它會生成。它也用作液體乾燥劑。一些含Ba的氧化物還包含其他金屬。它們通常針對特定用途進行定製，但通常以粉末形式存在，粒徑小至三十奈米。

它是一種有毒且腐蝕性的物質，不可燃且對水分敏感。吸入、攝入或接觸蒸汽、物質或粉塵會導致嚴重燒傷或死亡。

常見問題

Q1. 攝入氧化鋇會發生什麼？

答：過量的氧化鋇會導致死亡。氧化鋇具有類似於不可燃的白色黃色粉末的立方結構。食用後可能有害。對眼睛、粘膜和皮膚有刺激性。BaO具有精確質量和153.9 g/mol的單同位素質量。

Q2. BaO有哪些化學特性？

答：當鋇鹽被氧化時，會產生氧化鋇，也稱為氧化鋇。它是一種白色吸溼性物質，不可燃。

由於鋇鹽的氧化，氧化鋇的原子表示式為BaO。氧化鋇的表示式由以下條件給出：

$$2Ba + O₂ → 2BaO$$

Q3. 為什麼我們在鈉（Na）蒸汽燈中用氧化鋇（BaO）處理鎢（W）陰極？

答：當BaO積累在燈絲上時，W的工作能力會降低。換句話說，鎢（W）更有效地釋放電子，因此工作效率更高。

Q4. 在碳酸鋇（BaCO₃）的熱分解制備BaO的過程中，如何將碳引入反應混合物？

答：由於其高晶格能，碳酸鋇在大約1400 ℃時分解。

$$BaO + CO₂ → BaCO₃$$

在如此高的溫度下，該過程變得可逆。新增的碳與CO₂反應生成CO，使該過程不可逆，CO₂ + C → 2CO。

Q5. 鋇（Ba）灌腸到底是什麼？

答：這是一種X射線診斷，可以檢測消化系統（結腸）中的異常或異常。該系統也稱為結腸X射線。淨化是指透過一根細管將液體注入直腸。在這種情況下，液體包含一種金屬成分（鋇），該成分會覆蓋結腸的內壁。通常，X射線會產生敏感組織的不利影像，但Ba塗層會產生結腸的清晰影像。