¿Qué es el hidróxido de bario?
El hidróxido de bario es un compuesto químico de fórmula Ba(OH)2(H₂O)x. Es una base fuerte y puede estar en forma anhidra, monohidratada u octohidratada. La forma monohidratada, también llamada agua de barita, es la más común y la de uso comercial.
El hidróxido de bario se puede preparar disolviendo óxido de bario (BaO) en agua: BaO + 9H2O → Ba(OH)2·8H2O. Se cristaliza como el octahidrato, que se convierte en el monohidrato al calentarse en aire. A 100 °C en vacío, el monohidrato producirá BaO y agua.
Propiedades del hidróxido de bario
– El hidróxido de bario son cristales octahédricos de color blanco o transparente. Carentes de olor y con sabor cáustico.
– La forma anhidra posee un peso molecular de 171,34 g/mol, una densidad de 2,18 g/ml, un punto de fusión de 407 °C y un punto de ebullición de 780 °C.
– La forma monohidratada tiene un peso molecular de 189,355 g/mol, una densidad de 3,743 g/ml y un punto de fusión de 300 °C.
– La forma octohidratada tiene un peso molecular de 315,46 g/mol, una densidad de 2,18 g/ml y un punto de fusión de 78 °C.
– El compuesto es ligeramente soluble en agua e insoluble en acetona. Es una base fuerte con un pKa de 0,15 y 0,64 para el primer y segundo OH– respectivamente.
– El hidróxido de bario reacciona de forma similar al hidróxido de sodio (NaOH), pero es menos soluble en agua.
– Neutraliza los ácidos exotérmicamente para formar sales más agua.
– Puede reaccionar con aluminio y zinc para formar óxidos o hidróxidos del metal y generar hidrógeno gaseoso.
– Puede iniciar reacciones de polimerización en compuestos orgánicos polimerizables, especialmente epóxidos.
– Puede generar gases inflamables y/o tóxicos con sales de amonio, nitruros, compuestos orgánicos halogenados, diversos metales, peróxidos e hidroperóxidos. Las mezclas con gomas cloradas explotan cuando son calentadas o trituradas.
– El hidróxido de bario se descompone en óxido de bario cuando se calienta a 800 °C. La reacción con dióxido de carbono produce carbonato de bario. Su solución acuosa, altamente alcalina, experimenta reacciones de neutralización con ácidos. Así, forma sulfato de bario y fosfato de bario con ácidos sulfúrico y fosfórico, respectivamente.
H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2H2O
– La reacción con sulfuro de hidrógeno produce sulfuro de bario. La precipitación de muchas sales de bario insolubles, o menos solubles, puede resultar de una doble reacción de reemplazo cuando se mezcla una solución acuosa de hidróxido de bario con muchas soluciones de otras sales metálicas.
– La mezcla del hidróxido de bario hidratado sólido con cloruro amónico sólido en un vaso de precipitados produce una reacción endotérmica para producir un líquido, con la evolución del amoníaco. La temperatura disminuye drásticamente hasta aproximadamente -20ºC.
Ba(OH)2 (s) + 2NH4Cl (s) → BaCl2 (aq) + 2NH3 (g) + H2O
– Ba (OH) 2 reacciona con dióxido de carbono para producir carbonato de bario. Esto se expresa mediante la siguiente reacción química:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O.
Reactividad y peligros
El hidróxido de bario se clasifica como un compuesto estable, no combustible, que reacciona rápida y exotérmicamente con ácidos, es incompatible con el dióxido de carbono y la humedad. El compuesto es tóxico y, como base fuerte, es corrosivo.
La inhalación, la ingestión o el contacto de la piel con el material pueden causar lesiones graves o la muerte. El contacto con la sustancia fundida puede causar quemaduras severas en la piel y los ojos.
Los efectos del contacto o la inhalación pueden retrasarse. El fuego puede producir gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos. Las aguas residuales de control de fuego pueden ser corrosivas y/o tóxicas y causar contaminación.
Contacto con los ojos
Si el compuesto entra en contacto con los ojos se debe revisar y quitar los lentes de contacto. Se debe lavar inmediatamente los ojos con abundante agua durante al menos 15 minutos, con agua fría.
Contacto con la piel
En caso de contacto con la piel, se debe enjuagar inmediatamente el área afectada durante al menos 15 minutos con abundante agua o un ácido débil, por ejemplo vinagre, mientras se quita la ropa contaminada y los zapatos.
Lave la ropa y zapatos antes de volver a usarlos. Si el contacto es grave, lavar con un jabón desinfectante y cubrir la piel contaminada con una crema antibacteriana.
Inhalación
En caso de inhalación, se debe trasladar a la víctima a un lugar fresco. Si no respira, se administra respiración artificial. Si la respiración es difícil, proporcionar oxígeno.
Ingestión
Si el compuesto se ingiere, no se debe inducir el vómito. Afloje la ropa apretada tal como cuello de camisa, cinturón o corbata.
En todos los casos se debe obtener atención médica inmediata.
Usos
1. Industria
– El hidróxido de bario se utiliza como precursor de otros compuestos de bario. El monohidrato se utiliza para deshidratar y eliminar el sulfato de diversos productos. Esta aplicación industrial también se aplica a usos de laboratorio.
– Se utiliza como un aditivo en termoplásticos (como resinas fenólicas), rayones y estabilizadores de PVC para mejorar las propiedades plásticas. Este material se utiliza como un aditivo de uso general para lubricantes y grasas.
– Otras aplicaciones industriales incluyen fabricación de azúcar, jabones, saponificación de grasas, fusión de silicatos y síntesis química de otros compuestos de bario y compuestos orgánicos.
2. Laboratorio
– Se utiliza en química analítica para la titulación de ácidos débiles, particularmente ácidos orgánicos. Se garantiza que su solución acuosa transparente está libre de carbonato, a diferencia de los de hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, ya que el carbonato de bario es insoluble en agua.
Esto permite utilizar indicadores como la fenolftaleína o la timoftaleína (con cambios de color alcalino) sin riesgo de errores de titulación provocados por la presencia de iones carbonato, que son mucho menos básicos.
– Se utiliza ocasionalmente en síntesis orgánica como base fuerte, por ejemplo para la hidrólisis de ésteres y nitrilos.
– Se usa, también, en la descarboxilación de aminoácidos que liberan carbonato de bario en el proceso.
– También se utiliza en la preparación de ciclopentanona, alcohol de diacetona y gamma-lactona D-Gulónica.
3. Catalizador en la reacción Wittig-Horner
La reacción Wittig-Horner, también conocida como reacción de Horner-Wadsworth-Emmons (o reacción de HWE) es una reacción química usada en la química orgánica para estabilizar carbaniones de fosfonatos con aldehídos (o cetonas) para producir predominante E-alquenos (trans).
La reacción soncoquímica de Wittig-Horner es catalizada por hidróxido de bario activado y es llevada a cabo en condiciones de interfaz sólido-líquido.
El proceso soncoquímico tiene lugar a temperatura ambiente y con un menor peso de catalizador y tiempo de reacción que el proceso térmico. En estas condiciones, se obtienen rendimientos similares a los del proceso térmico.
Se analiza la naturaleza del sitio activo del catalizador que actúa en el proceso. Se propone un mecanismo ETC para el proceso soncoquímico.
4. Otros usos
El hidróxido de bario tiene otros usos, tales como:
– La fabricación de álcali.
– La construcción de vidrio.
– Vulcanización de caucho sintético.
– Inhibidores de corrosión.
– Como fluidos de perforación, pesticidas y lubricantes.
– Para el remedio de la caldera.
– Para refinar aceites vegetales y animales.
– Para la pintura al fresco.
– En el ablandamiento de agua.
– Como ingrediente de los remedios homeopáticos.
– Para limpiar derrames ácidos.
– También se utiliza en la industria del azúcar para preparar el azúcar de remolacha.
– Materiales de construcción.
– Productos eléctricos y electrónicos.
– Revestimientos para el suelo.
Referencias
- Barium Hydroxide (S.F.). Recuperado de chemistrylearner.com.
- BARIUM HYDROXIDE (S.F.). Recuperado de chemicalland21.com.