Разложение ba no3 2: Осуществить превращения:Ba(NO3)2=BaCO3=Ba(HCO3)2=BaCO3=CO2 — ответ на Uchi.ru

Согласно критериям СГС ООН

Транспортировка
Классификация ООН
Класс опасности по ООН: 5.1; Дополнительные риски по ООН: 6.1; Группа упаковки по ООН: II 

Агрегатное Состояние; Внешний Вид
ОТ БЕСЦВЕТНОГО ДО БЕЛОГО ЦВЕТА КРИСТАЛЛЫ ИЛИ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ПОРОШОК. 

Физические опасности
 

Химические опасности
Разлагается при нагревании. При этом выделяется оксиды азота. Вещество является сильным окислителем. вступает в реакцию с Горючими материалами и восстановителями. Реагирует с порошкообразными металлами. Приводит к появлению опасности пожара и взрыва. 

Формула: BaN₂O₆ / Ba(NO₃)₂

Пути воздействия
Вещество может проникать в организм при вдыхании и при приеме внутрь. 

Эффекты от кратковременного воздействия
Вещество оказывает раздражающее воздействие на глаза, кожу и дыхательные пути. Воздействие вещества может привести к гипокалиемии. Может привести к заболеваниям сердца и мышечным расстройствам. Воздействие вещества может привести к смертельному исходу. 

Риск вдыхания
Испарение при 20° C незначительно; однако опасная концентрация частиц в воздухе может быть бысто достигнута при распылении, особенно в порошкообразном состоянии.  

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия
 

ТЕРМОУСТОЙЧИВОСТЬ КАРБОНАТОВ И НИТРАТОВ 2-Й ГРУППЫ

На этой странице рассматривается влияние тепла на карбонаты и нитраты элементов 2-й группы — бериллия, магния, кальция, стронция и бария. Он описывает и поясняет, как изменяется термическая стабильность соединений по мере продвижения вниз по Группе.

Факты

Воздействие тепла на карбонаты группы 2

Все карбонаты этой группы подвергаются термическому разложению с образованием оксида металла и газообразного диоксида углерода. Термическое разложение — это термин, обозначающий расщепление соединения при нагревании.

Все эти карбонаты представляют собой белые твердые вещества, и образующиеся оксиды также представляют собой белые твердые вещества.

Если «X» представляет любой из элементов:

XCO ₃ (s)    XO(s)  +  CO ₂ (г)

По мере спуска по Группе карбонаты должны нагреваться сильнее, прежде чем они разложатся.

Влияние тепла на нитраты группы 2

Все нитраты этой группы подвергаются термическому разложению с образованием оксида металла, диоксида азота и кислорода.

Нитраты представляют собой белые твердые вещества, и образующиеся оксиды также представляют собой белые твердые вещества. Вместе с кислородом выделяется бурый газообразный диоксид азота. Нитраты магния и кальция обычно имеют кристаллизационную воду, и твердое вещество может растворяться в собственной кристаллизационной воде с образованием бесцветного раствора до того, как оно начнет разлагаться.

Опять же, если «X» представляет любой из элементов:

2X(NO ₃ ) ₂ (s)    2XO(s)  +  4NO ₂ (g)  + O ₂ (g)

По мере того, как вы спускаетесь по Группе, нитраты также должны нагреваться сильнее, прежде чем они разложатся.

Сводка

Как карбонаты, так и нитраты становятся более термически стабильными по мере продвижения вниз по Группе. Те, что внизу, должны быть нагреты сильнее, чем те, что наверху, прежде чем они разложатся.

Пояснения

На этой странице предлагается два разных взгляда на проблему. Вам нужно выяснить, что из этого ваши экзаменаторы, скорее всего, ожидают от вас, чтобы вы не ввязывались в более сложные вещи, чем вам на самом деле нужно. Вы должны посмотреть на свой учебный план и прошлые экзаменационные работы — вместе с их схемами оценок

Подробные пояснения даны для карбонатов, потому что диаграммы легче рисовать, а их уравнения также проще. Точно такие же аргументы применимы и к нитратам.

Объяснение тенденции с точки зрения поляризующей способности положительного иона

Небольшой ион 2+ имеет большой заряд, упакованный в небольшой объем пространства. Он имеет высокую плотность заряда и будет оказывать заметный искажающий эффект на любые отрицательные ионы, оказавшиеся рядом с ним.

Более крупный ион 2+ имеет тот же заряд, распределенный по большему объему пространства. Плотность его заряда будет ниже, и он будет вызывать меньше искажений для близлежащих отрицательных ионов.

Структура карбонат-иона

Если бы вы рассчитали структуру карбонат-иона с помощью «точек и крестиков» или подобного метода, вы, вероятно, получили бы:

Здесь показаны две одинарные связи углерод-кислород и одна двойная, причем два атома кислорода несут отрицательный заряд. К сожалению, в реальных карбонатных ионах все связи идентичны, а заряды рассредоточены по всему иону, хотя и сосредоточены на атомах кислорода. Мы говорим, что зарядов делокализованный .

Это более сложная версия связи, с которой вы могли столкнуться в бензоле или в ионах, таких как этаноат. Для целей этой темы вам не нужно понимать, как возникла эта связь.

На следующей диаграмме показаны делокализованные электроны. Затенение призвано показать, что больше шансов обнаружить их вокруг атомов кислорода, чем вблизи углерода.

Поляризация карбонат-иона

А теперь представьте, что произойдет, если этот ион поместить рядом с положительным ионом. Положительный ион притягивает к себе делокализованные электроны карбонат-иона. Карбонат-ион становится поляризованным.

При нагревании двуокись углерода высвобождается, оставляя оксид металла.

Сколько вам нужно нагреть карбонат, прежде чем это произойдет, зависит от того, насколько поляризован ион. Если он сильно поляризован, вам нужно меньше тепла, чем если бы он был слабо поляризован.

Чем меньше положительный ион, тем выше плотность заряда и тем большее влияние он окажет на ион карбоната. По мере того, как положительные ионы становятся больше по мере продвижения вниз по Группе, они оказывают меньшее влияние на ионы карбоната рядом с ними. Чтобы компенсировать это, вам нужно больше нагревать соединение, чтобы заставить углекислый газ вырваться на свободу и покинуть оксид металла.

Другими словами, по мере продвижения вниз по Группе карбонаты становятся более термически устойчивыми.

А нитраты?

Аргумент здесь точно такой же. Небольшие положительные ионы в верхней части группы поляризуют нитрат-ионы больше, чем более крупные положительные ионы в нижней части. Начертить диаграммы, чтобы показать, как это происходит, гораздо сложнее, потому что в этом процессе участвуют более одного нитрат-иона. От вас не ожидают, что вы попытаетесь нарисовать это на экзамене.

Объяснение тенденции с точки зрения энергетики процесса

Глядя на изменение энтальпии

Если вы подсчитаете изменения энтальпии при разложении различных карбонатов, вы обнаружите, что все изменения являются довольно сильно эндотермическими. Это означает, что реакции, вероятно, должны постоянно нагреваться, чтобы они происходили.

Изменения энтальпии (в кДж моль ^-1 ), рассчитанные мною по изменениям энтальпии образования, приведены в таблице. Цифры для расчета содержания карбоната бериллия отсутствовали. Помните, что реакция, о которой мы говорим, это:

XCO ₃ (s)    XO(s)  +  CO ₂ (г)

Вы можете видеть, что реакции становятся более эндотермическими по мере продвижения вниз по Группе. Именно этого и следовало ожидать, поскольку карбонаты становятся более термически стабильными. Вы должны поставлять все большее количество тепловой энергии, чтобы заставить их разлагаться.

Объяснение изменения энтальпии

Вот тут-то и начинаются сложности! Если вы не знакомы с циклами закона Гесса (или с циклами Борна-Габера) и с энтальпиями решетки (энергией решетки), вы не поймете следующий момент. Не тратьте время на его просмотр.

Использование энтальпийного цикла

Вы можете покопаться, чтобы найти основные причины все более эндотермических изменений по мере продвижения вниз по Группе, нарисовав энтальпийный цикл, включающий энтальпии решетки карбонатов и оксидов металлов.

Как ни странно, существует два способа определения энтальпии решетки. Чтобы сделать аргумент математически проще, в оставшейся части этой страницы я буду использовать менее распространенную версию (что касается учебных программ уровня A в Великобритании):

Энтальпия решетки — это количество тепла, необходимое для расщепления одного моля кристалла в его стандартном состоянии на отдельные газообразные ионы. Например, для оксида магния это количество тепла, необходимое для осуществления 1 моля этого превращения:

MgO(т)    Mg ²⁺ (г)  +  O ^2- (г)       LE= +3889 кДж моль ^-1

Интересующий нас цикл выглядит так:

Вы можете применить к этому закон Гесса и найти два маршрута, которые будут иметь одинаковое изменение энтальпии, потому что они начинаются и заканчиваются в одних и тех же местах.

По причинам, которые мы вскоре рассмотрим, энтальпии решетки как оксидов, так и карбонатов падают по мере продвижения вниз по Группе. Но они не падают с той же скоростью.

Энтальпия решетки оксида падает быстрее, чем энтальпия карбоната. Если вы внимательно подумаете о том, что происходит со значением общего изменения энтальпии реакции разложения, вы увидите, что оно постепенно становится более положительным по мере продвижения вниз по группе.

Объяснение относительного падения энтальпии решетки

Величина энтальпии решетки определяется несколькими факторами, одним из которых является расстояние между центрами положительных и отрицательных ионов в решетке. Силы притяжения максимальны, если расстояния между ионами малы. Если притяжения велики, то для разделения ионов придется затратить много энергии — энтальпия решетки будет велика.

Энтальпии решетки как карбонатов, так и оксидов падают по мере продвижения вниз по Группе, потому что положительные ионы становятся больше. Межионные расстояния увеличиваются, поэтому притяжение ослабевает.

	ionic radius (nm)
Mg 2+	0. 065
Ca 2+	0.099
O 2-	0.140
CO 3 2-	?

Энтальпии решетки падают с разной скоростью из-за разных размеров двух отрицательных ионов — оксида и карбоната. Оксидный ион относительно мал для отрицательного иона (0,140 нм), тогда как карбонатный ион велик (рисунка нет).

В оксидах при переходе от оксида магния к оксиду кальция, например, межионное расстояние увеличивается с 0,205 нм (0,140 + 0,065) до 0,239 нм (0,140 + 0,099) — увеличение примерно на 17%.

В карбонатах межионное расстояние определяется гораздо более крупным карбонатным ионом. Хотя межионное расстояние будет увеличиваться на ту же величину при переходе от карбоната магния к карбонату кальция, в процентах от общего расстояния увеличение будет намного меньше.

На некоторых выдуманных фигурках это ясно видно.

Я не могу найти значение радиуса карбонат-иона, поэтому не могу использовать реальные цифры. Ради аргумента предположим, что радиус карбонат-иона составляет 0,3 нм. Межионные расстояния в двух случаях, о которых мы говорим, увеличились бы с 0,365 нм до 0,39 нм.9 нм — прирост всего около 9%.

Скорость, с которой две энергии решетки падают по мере того, как вы спускаетесь вниз по Группе, зависит от процентного изменения при переходе от одного соединения к другому. Исходя из этого, энтальпии решетки оксидов должны падать быстрее, чем энтальпии карбонатов.

А нитраты?

Ион нитрата больше, чем ион оксида, поэтому его радиус имеет тенденцию преобладать над межионным расстоянием. Энтальпия решетки оксида снова будет падать быстрее, чем нитрата. если бы вы построили подобный цикл выше по странице, применялись бы те же аргументы.

Куда бы вы хотели отправиться сейчас?

В меню группы 2 . . .

В меню неорганической химии. . .

В главное меню . . .

© Джим Кларк, 2002 г. (последнее изменение: декабрь 2021 г.)