Bari cacbonat là gì? Điều chế, tính chất, ứng dụng của BaCO3

Định nghĩa bari cacbonat

Bari cacbonat BaCO3 là gì?

Bari cacbonat là một hợp chất muối bari có công thức hóa học BaCO3. Bari cacbonat là một nguyên tố rắn được kết tủa từ dung dịch bari hydroxit và urê, nó có màu trắng. Hợp chất BaCO3 còn được gọi là Whiterite, được đặt theo tên của William Withering. Ông là người đã phát hiện ra khoáng chất trắng này vào năm 1784 từ Barite.

BaCO3 là một hợp chất tinh thể màu trắng và rất nguy hiểm mặc dù được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nó thường xuất hiện trong các mạch quặng chì và được tìm thấy tự nhiên ở một số nơi. Bạn có thể tìm thấy bari cacbonat là khoáng chất BaCO3 trong tự nhiên.

Và bari cacbonat là một trong những thành phần có trong bả chuột và gốm sứ. Đặc biệt được sử dụng rộng rãi để tạo màu trong men ngọc lam. Còn được biết đến với cái tên quen thuộc bari monocarbonate.

Tính chất độc đáo của Barium Carbonate

Tính chất độc đáo của Barium Carbonate

BaCO3 là tinh thể màu trắng, không mùi, tan trong axit và nước nhưng không tan trong etanol. BaCO3 có khối lượng mol là 197,34 g/mol, mật độ phân tử là 4,286 g/cm3. Điểm nóng chảy là 811 °C (1.084 K; 1.492 °F), điểm sôi là 1.450 °C (1.720 K; 2.640 °F)

Độ hòa tan của BaCO3 trong nước ở các nhiệt độ khác nhau là: 16mg/L (8,8°C), 22 mg/L (18°C), 24 mg/L (20°C), 24 mg/L (24,2°C). Các phản ứng liên quan đến sự tồn tại của hóa chất này bao gồm:

BaCO3 có khả năng tham gia phản ứng với axit clohydric để tạo thành muối bari hòa tan, chẳng hạn như bari clorua:

BaCO3 phân hủy ở nhiệt độ cao 1000 đến 1450 độ C thành BaO và giải phóng khí CO2: BaCO3 ⟶ BaO + CO2

Các phương pháp phổ biến được sử dụng để điều chế Bari Carbonate

Các phương pháp phổ biến được sử dụng để điều chế Bari Carbonate

Trên thực tế, có rất nhiều phương pháp điều chế BaCO3 do nguyên liệu đơn giản. Và mỗi phương pháp đều có nồng độ phù hợp để đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Phương pháp cacbon hóa

Quy trình sản xuất BaCO3 bằng phương pháp cacbonat hóa bao gồm các bước sau:

Khí carbon dioxide lần đầu tiên được đưa qua dung dịch bari sunfua để nó có thể cacbon hóa. Bùn bari cacbonat thu được từ quá trình này sau đó được rửa sạch và khử lưu huỳnh. Sau đó nó được đưa qua lọc chân không và sấy khô ở 300oC.

Cuối cùng Quá trình này bao gồm quá trình nghiền thành bột trước khi thu được sản phẩm bari cacbonat. Phương trình phản ứng hóa học: BaS + H2O + CO2 → BaCO3 + H2S

Phương pháp hoán đổi hoán đổi

Trong phương pháp trao đổi, bari sunfua và amoni cacbonat trải qua phản ứng tổng hợp tạo ra bari cacbonat. Sản phẩm cuối cùng sau đó được rửa sạch, lọc và sấy khô để thu được sản phẩm bismuth. Phương trình phản ứng hóa học: BaS + (NH4)2CO3 → (NH4)2S + BaCO3.

Phương pháp chuyển đổi chất độc Nepheline

Trong phương pháp này, muối bari hòa tan thu được bằng phản ứng hóa học witherite với muối amoni. Kết quả là amoni cacbonat được thu hồi để sử dụng. Amoni cacbonat sau đó được thêm vào lớp bari hòa tan thu được trước đó để chuyển bari cacbonat thành kết tủa.

BaCO3 thu được sau đó được lọc và sấy khô để tạo ra các sản phẩm bari cacbonat. Phương trình phản ứng hóa học: BaCl2 + NH4HCO3 + NH4OH → BaCO3 + 2NH4Cl + H2O

Phương pháp tạo hạt khô

Các bước tuần tự trong quy trình điều chế BaCO3 bằng phương pháp tạo hạt khô sẽ như sau: Bari cacbonat thu được từ kết tủa nặng sẽ được sàng lọc và đưa vào kho nguyên liệu trước tiên. Sau đó nó được khuấy, trộn và khử khí. Vật liệu sau đó được đưa qua máy cấp liệu quay. Sản phẩm cuối cùng được nén bằng con lăn thành từng viên có độ dày từ 3,7 đến 4 mm.

Các hạt thu được sau đó được cuộn thành tấm vào máy tạo hạt đầu vào và tốc độ của nó được điều chỉnh tương ứng để tạo ra bán thành phẩm. Bán thành phẩm được đưa vào phương pháp vận chuyển khí nén xung dao, đặt sản phẩm vào máy cấp liệu rung để sàng. Máy tạo hạt giải phóng bari cacbonat ở dạng hạt lớn hơn 20 lưới.

Phương pháp lọc hạt ướt

Phương pháp lọc sử dụng hệ thống kết tủa để loại bỏ bánh có hàm lượng nước giàu bari trong quá trình chế biến. Bánh lọc phải có khả năng duy trì hàm lượng nước khoảng 20%. Vật liệu sau đó đi qua hoạt động của các lưỡi quay để được trộn từ từ.

Sau đó nó được nhào và ủ để tạo thành các viên bán rắn/ướt. Các viên ướt sau đó được đưa vào ngọn lửa trực tiếp của lò quay rồi thiêu kết ở nhiệt độ 800-1200oC. Sau đó nó được sàng lọc, xử lý để loại bỏ sắt, cân, sau đó đóng gói trong các hạt bari cacbonat.

Điều chế công nghiệp bari cacbonat bằng phương pháp soda.

Hợp chất này được điều chế công nghiệp từ bari sunfua bằng cách xử lý bằng natri cacbonat hoặc kali cacbonat ở nhiệt độ 60 đến 70°C. Trong dung dịch thu được xuất hiện kết tủa màu trắng của bari cacbonat (BaCO3).

Ngoài ra, bari cacbonat còn được điều chế bằng nhiều phản ứng hóa học thông thường như:

Ca(OH)2 + Ba(HCO3)2 ⟶ CaCO3 + 2H2O + BaCO3.

(NH4)2CO3 + BaCl2 ⟶ 2NH4Cl + BaCO3.

BaCl2 + K2CO3 ⟶ 2KCl + BaCO3.

K2CO3 + Ba(HCO3)2 ⟶ BaCO3 + 2KHCO3.

Barium Carbonate và những ứng dụng gần gũi với chúng ta

Barium Carbonate và những ứng dụng gần gũi với chúng ta

Không phải tự nhiên mà BaCO3 được coi là hợp chất gần gũi với đời sống con người. Đó là bởi những ứng dụng vô cùng hữu ích mà hợp chất này có được.

Bari cacbonat là loại muối trắng không hòa tan được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành gốm sứ. BaCO3 được sử dụng làm chất trợ dung, chất kết dính và chất kết tinh. Và kết hợp với một số oxit màu nhất định để tạo ra các màu độc đáo mà các phương pháp khác khó có được.

Ngoài ra, BaCO3 còn được thêm vào đất sét trong quá trình làm gạch, gối… Để kết tủa các muối hòa tan như canxi sunfat và magie sunfat có thể gây nở hoa.

Barium Carbonate là một hợp chất được sử dụng rộng rãi làm thuốc diệt chuột. Mặc dù trông giống như một loại bột màu trắng tương tự như bột mì, bột ngọt, v.v. nhưng nó cực kỳ độc hại. Chính vì đặc tính này của hợp chất nên dẫn đến nhiều trường hợp ngộ độc bari. Độc tính và liều gây chết trung bình đối với chuột là 800 mg/kg.

Ngoài ra, hợp chất này còn là nguyên liệu chính để sản xuất các thiết bị điện chuyên dụng, vật liệu từ tính, điện tử, thép và thuốc thử. Cụ thể: gốm sứ điện tử, tụ điện, điện trở nhiệt PTC và các loại thiết bị điện tử khác.

Nó cũng được sử dụng làm nguyên liệu thô để sản xuất bari oxit (BaO) và bari peroxide (BaO2). Nó là nguyên liệu thô quan trọng trong sản xuất các sản phẩm từ tính như sợi thủy tinh quang.

Một số ứng dụng thương mại chính của Bari Carbonate/BaCO3 bao gồm khoan thủy tinh, dầu khí, luyện kim, gốm sứ, sơn, sản phẩm từ tính bari, luyện kim, sản xuất gạch men và hóa chất.

BaCO3 có nguy hiểm cho con người không?

BaCO3 có nguy hiểm cho con người không?

Bari cacbonat là chất gây say mãn tính, chủ yếu tích tụ trong xương. Ngộ độc cấp tính nặng sẽ gây ra các triệu chứng rối loạn tiêu hóa, phản ứng thần kinh, co giật, liệt cơ. Nồng độ tối đa 0,5 mg/m3. Vì vậy, khi vận chuyển bạn cần phải có phương án đảm bảo an toàn cho mình.

Vì vậy chúng ta cần tìm hiểu kỹ về các loại hóa chất nói chung và hợp chất bari cacbonat nói riêng. Không chỉ để hiểu thêm về nhiều loại hóa chất mà còn đảm bảo an toàn cho bạn khi tiếp xúc với chúng. Hãy theo dõi Hóa Chất Đông Á để cập nhật kịp thời những kiến ​​thức cơ bản về hóa chất nhé!