過酸化バリウムは、その化学式のBaOであり、イオン性無機化合物である2。イオン性化合物であるため、Ba 2+およびO 2 2-イオンで構成されます。後者は過酸化物アニオンとして知られているものであり、そのためBaO 2がその名前を獲得しています。したがって、BaO 2は無機過酸化物です。
そのイオンの電荷は、この化合物が元素からどのように形成されるかを明らかにします。グループ2のバリウム金属は、酸素分子O 2に2つの電子を与えます。その原子は、それらを使用して酸化物アニオンO 2-に還元するのではなく、単純な結合2-によって結合されたままです。
BaO2固体。出典：OndřejMangl、Wikimedia Commons
過酸化バリウムは、室温で粒状の固体であり、わずかに灰色がかった色をした白色です（上の画像）。ほとんどすべての過酸化物と同様に、特定の物質の酸化を促進する可能性があるため、取り扱いや保管には注意が必要です。
グループ2の金属によって形成されるすべての過酸化物（Becambara氏）の中で、BaO 2はその熱分解に対して熱力学的に最も安定しています。加熱すると酸素を放出し、酸化バリウムBaOが生成されます。BaOは、高圧下で環境中の酸素と反応して、BaO 2を再び形成します。
構造
BaO2の結晶構造。出典：Orci、Wikimedia Commons経由
上の画像は、過酸化バリウムの正方晶単位格子を示しています。その中に、Ba 2+カチオン（白い球）とO 2 2-アニオン（赤い球）が見えます。赤い球は単結合で結合されているため、線形ジオメトリ2-を表していることに注意してください。
このユニットセルから、BaO 2結晶を作ることができます。観測すると、陰イオンO 2 2-が6つのBa 2+に囲まれ、頂点が白い八面体が得られます。
一方、さらにはっきりしているのは、各Ba 2+が10個のO 2 2-（中央の白い球）に囲まれていることです。すべての水晶は、この一定の短距離および長距離の秩序で構成されています。
結晶格子エネルギー
赤白の球体も観察された場合、それらのサイズやイオン半径に大きな違いはないことがわかります。これは、Ba 2+カチオンが非常にかさばっており、O 2 2-アニオンとの相互作用により、結晶の格子エネルギーが、たとえばCa 2+やMg カチオンと比べて、よりよく安定するためです。2+。
これは、BaOがアルカリ土類酸化物の中で最も不安定である理由も説明しています。Ba2 +とO 2-イオンはサイズがかなり異なり、結晶を不安定にします。
不安定性が高いほど、BaO 2が分解してBaOを形成する傾向は低くなります。過酸化物SrO 2、CaO 2およびMgO 2とは異なり、酸化物はより安定しています。
水和物
BaO 2は水和物の形で見られ、その中でBaO 2 ∙8H 2 Oが最も安定しています。実際、これは無水過酸化バリウムの代わりに市販されているものです。無水のものを得るには、BaO 2 ∙8H 2 O を350°C で乾燥して、水分を除去する必要があります。
その結晶構造も正方晶ですが、8つのH 2 O 分子が水素結合を介してO 2 2-と相互作用し、双極子イオン相互作用を介してBa 2+と相互作用します。
この点に関してあまり情報がない構造を持つ他の水和物は、BaO 2 ∙10H 2 O、BaO 2 ∙7H 2 OおよびBaO 2 ∙H 2 Oです。
準備または合成
過酸化バリウムの直接調製は、その酸化物の酸化で構成されています。これは、鉱物バライト、または硝酸バリウム塩Ba（NO 3）2から使用できます。どちらも空気または酸素に富んだ雰囲気で加熱されます。
別の方法は、冷水媒体中でBa（NO 3）2を過酸化ナトリウムと反応させることからなる：
Ba（NO 3）2 + Na 2 O 2 + xH 2 O => BaO 2 ∙xH 2 O + 2NaNO 3
次に、BaO 2 * xH 2 O 水和物を加熱し、ろ過し、真空を使用して乾燥させます。
プロパティ
外見
不純物（BaO、Ba（OH）2、またはその他の化学種）が含まれていると、灰色がかった白色の固体になります。非常に高い温度に加熱すると、Ba 2+カチオンの電子遷移により、緑がかった炎が発生します。
分子量
169.33 g / mol。
密度
5.68 g / mL。
融点
450°C
沸点
800°C この値は、イオン性化合物に期待されるものと一致しています。さらに、最も安定したアルカリ土類過酸化物。しかし、BaO 2は実際には沸騰しませんが、その熱分解の結果として気体酸素が放出されます。
水溶性
不溶。ただし、ゆっくりと加水分解して過酸化水素H 2 O 2を生成することがあります。さらに、希酸を添加すると、水性媒体への溶解度が増加します。
熱分解
次の化学式は、BaO 2が受ける熱分解反応を示しています。
2BaO 2 <=> 2BaO + O 2
温度が800°Cを超える場合、反応は一方向です。圧力をすぐに上げて温度を下げると、すべてのBaOが再びBaO 2に変換されます。
命名法
伝統的な命名法によれば、BaO 2の別の命名法は過酸化バリウムです。バリウムはその化合物で+2価しか持てないからです。
誤って、系統的な命名法は、それを過酸化水素ではなく酸化物と見なして、二酸化バリウム（二酸化物）と呼ぶために使用されます。
用途
酸素生産者
ミネラルバライト（BaO）を使用して、約700°Cの温度で空気の流れとともに加熱され、酸素含有量を排除します。
得られた過酸化物を真空下で穏やかに加熱すると、酸素がより速く再生され、重晶石を無期限に再利用して酸素を貯蔵および生成できます。
このプロセスは、現在は廃止されているLD Brinによって商業的に考案されました。
過酸化水素プロデューサー
過酸化バリウムは硫酸と反応して過酸化水素を生成します：
BaO 2 + H 2 SO 4 => H 2 O 2 + BaSO 4
したがって、それはH 2 O 2の供給源であり、とりわけその水和物BaO 2 ∙8H 2 O で操作されます。
これらの2つの用途によれば、BaO 2は、有機合成および繊維および染料産業の漂白プロセスにおいて、両方とも酸化剤であるO 2およびH 2 O 2の開発を可能にします。また、優れた消毒剤でもあります。
さらに、ナトリウム、Na 2 O 2、およびその他のバリウム塩など、その他の過酸化物をBaO 2から合成できます。
参考文献
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