Het bariumnitraat is een zout dat bestaat uit een atoom van barium (Ba) en nitraation (NO 3 ). Het komt voor als een witte kristallijne vaste stof bij kamertemperatuur en komt in de natuur voor als een zeer zeldzaam mineraal dat bekend staat als nitrobariet. Door zijn eigenschappen is het een giftige stof die voorzichtig moet worden gehanteerd.
In feite heeft deze verbinding meerdere toepassingen in de militaire industrie, omdat het kan worden gecombineerd met andere chemische stoffen en kan worden toegevoegd aan de formuleringen van onder meer explosieven en brandbommen.
Formule
Bariumnitraat, ook wel bariumdinitraat genoemd, heeft de chemische formule Ba (NO 3 ) 2 en wordt gewoonlijk op twee manieren vervaardigd.
De eerste hiervan betreft het oplossen van kleine stukjes bariumcarbonaat (BaCO 3 ) in een medium van salpeterzuur (HNO 3 , een zeer corrosief mineraal zuur), waardoor de ijzerverontreinigingen kunnen neerslaan en dit mengsel wordt gefiltreerd, verdampt en gekristalliseerd.
De tweede methode wordt uitgevoerd door bariumchloride (BaCl 2 , een van de bariumzouten met de hoogste oplosbaarheid in water) te combineren met een voorverwarmde oplossing van natriumnitraat. Dit genereert een reactie die resulteert in de scheiding van bariumnitraatkristallen uit het mengsel.
Chemische structuur
Dit zout vertoont kenmerken van kubische kristallijne structuur of watervrije octaëders.
De chemische structuur is als volgt:
Dissociatie
Bij verhoogde temperaturen (592 ° C) wordt bariumnitraat afgebroken tot bariumoxide (BaO), stikstofdioxide (NO 2 ) en zuurstof (O 2 ) volgens de volgende chemische reactie:
2Ba (NO 3 ) 2 + Warmte → 2BaO + 4NO 2 + O 2
In media met hoge concentraties stikstofmonoxide (NO), produceert de ontleding van bariumnitraat een verbinding genaamd bariumnitriet (Ba (NO 2 ) 2 ), volgens de volgende vergelijking:
Ba (NO 3 ) 2 + 2NO → Ba (NO 2 ) 2 + 2NO 2
Reacties met oplosbare metaalsulfaten of zwavelzuur (H 2 SO 4 ) genereren bariumsulfaat (BaSO 4 ). De overgrote meerderheid van onoplosbare bariumzouten, zoals carbonaat (BaCO 3 ), oxalaat (BaC 2 O 4 ) of metaalfosfaat (Ba 3 (PO4) 2 ), worden geprecipiteerd door vergelijkbare dubbele ontledingsreacties.
Toepassingen
Deze stof in poedervorm is een oxidatiemiddel en reageert significant met gangbare reductiemiddelen.
Wanneer dit zout wordt gemengd met andere metalen, zoals aluminium of zink in hun fijn verdeelde vormen, of met legeringen zoals aluminium-magnesium, ontbrandt en explodeert het bij impact. Om deze reden wordt bariumnitraat beschouwd als een uitstekend bestanddeel van wapens en explosieven voor militair gebruik.
Samen met trinitrotolueen (in de handel bekend als TNT of C 6 H 2 (NO 2 ) 3 CH 3 ) en een bindmiddel (meestal paraffinewas), vormt dit zout een verbinding genaamd Baratol, die explosieve eigenschappen heeft. De hoge dichtheid van bariumnitraat zorgt ervoor dat Baratol ook een hogere dichtheid krijgt, waardoor het effectiever is in zijn functie.
Bariumnitraat bindt zich ook met aluminiumpoeder, een formule die resulteert in de vorming van flitsbuskruit, dat voornamelijk wordt gebruikt in vuurwerk en theatrale pyrotechniek.
Dit flitskruit is ook gebruikt bij de productie van vuurpijlen (zoals luchtafweermaatregelen van vliegtuigen) en in verdovingsgranaten. Bovendien is deze stof zeer explosief.
Dit zout wordt gecombineerd met het reactantenmengsel genaamd termiet om een variatie van dit genaamd termaat te vormen, die korte en zeer krachtige flitsen van zeer hoge temperaturen genereert in kleine gebieden gedurende een korte tijd.
Thermate-TH3 is een thermaat dat een samenstelling van 29% op gewichtsbasis van bariumnitraat bevat, wat helpt om het thermische effect te vergroten, vlammen te genereren en de ontstekingstemperatuur van het thermaat aanzienlijk te verlagen.
Termates worden vaak gebruikt bij de productie van brandgevaarlijke granaten en hebben de functie om tankpantser en militaire constructies te vernietigen.
Bovendien was bariumnitraat een van de meest gebruikte ingrediënten bij de productie van brandgevaarlijke ladingen die de Britten gebruikten in hun gevechtsvliegtuigen tijdens de Tweede Wereldoorlog, die ze bewapenden met brandbommen die werden gebruikt om vijandelijke vliegtuigen te vernietigen.
Ten slotte wordt dit zout gebruikt in het productieproces van bariumoxide, in de thermionische kleppenindustrie en, zoals reeds vermeld, bij het maken van pyrotechniek, vooral die met groene kleuren.
Fysische en chemische eigenschappen
Zout verschijnt als een witte, hygroscopische en reukloze vaste stof, die slecht oplosbaar is in water en totaal onoplosbaar is in alcoholen.
Het heeft een molecuulgewicht van 261,337 g / mol, een dichtheid van 3,24 g / cm 3 en een smeltpunt van 592ºC. Wanneer het zijn kookpunt bereikt, valt het uiteen, zoals hierboven vermeld. Bij kamertemperatuur heeft het een oplosbaarheid in water van 10,5 g / 100 ml.
Het wordt als stabiel beschouwd, maar het is een sterk oxidatiemiddel en moet uit de buurt van brandbare materialen worden gehouden om brand te voorkomen. Het is gevoelig voor water en mag niet worden gemengd met zuren of watervrij.
In hoge concentraties (bijvoorbeeld containers) moeten ze worden geïsoleerd van stoffen die het kunnen laten reageren, aangezien het heftig kan exploderen.
Net als elke andere oplosbare bariumverbinding is het een giftige stof voor dieren en mensen.
Het mag niet worden ingeademd of geconsumeerd, aangezien vergiftigingsverschijnselen (vooral aanscherping van de gezichtsspieren), braken, diarree, buikpijn, spiertrillingen, angst, zwakte, kortademigheid, hartonregelmatigheden en toevallen kunnen optreden.
De dood kan optreden als gevolg van vergiftiging met deze stof, een paar uur of een paar dagen nadat het is opgetreden.
Inademing van bariumnitraat veroorzaakt irritatie van het ademhalingsslijmvlies en bij beide vergiftigingsmodi moeten oplossingen van sulfaatzouten worden bereid om eerste hulp toe te dienen aan de getroffen persoon.
In geval van morsen, moet het worden geïsoleerd van brandbare stoffen en materialen en, in geval van brand, mag het nooit in contact komen met droge chemicaliën of schuim. Als de brand groter is, moet het gebied met water worden overstroomd.
Referenties
- Mabus. (sf). ScienceMadness. Opgehaald van sciencemadness.org
- Verenigde Staten brandbom TH3-M50A3. (sf). Opgehaald van ammunitionpages.com
- Cameo Chemicals. (sf). Opgehaald van cameochemicals.noaa.gov
- Chemspider. (sf). Opgehaald van chemspider.com