باریم نیترات

باریم نیترات

1-مقدمه

نیترات باریم یا باریم دی نیترات یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی Ba(NO3)2 می باشد. مانند اکثر نمک های باریم، این نمک بی رنگ (سفید)، سمی و محلول در آب است. با شعله سبز می سوزد و اکسید کننده است. این ترکیب معمولاً در مواد آتش ‌زا استفاده می‌شود. به طور طبیعی به عنوان نیتروباریت معدنی بسیار کمیاب وجود دارد.

نیترات یک یون چند اتمی با فرمول شیمیایی NO - 3 است. نیترات ها اجزای رایج کودها و مواد منفجره هستند. تقریباً تمام نیترات های معدنی در آب محلول هستند. نمونه ای از نیترات نامحلول بیسموت اکسی نیترات است. این یون باز مزدوج اسید نیتریک است که از یک اتم نیتروژن مرکزی تشکیل شده است که توسط سه اتم اکسیژن با پیوند یکسان در یک آرایش مسطح مثلثی احاطه شده است. یون نیترات حامل بار ۱- است. 
باریم نیز یک عنصر شیمیایی با نماد Ba و عدد اتمی 56 است. این عنصر پنجمین عنصر از گروه 2 است و یک فلز خاکی قلیایی نقره‌ای و نرم است. باریم به دلیل واکنش شیمیایی بالا، هرگز به عنوان یک عنصر آزاد در طبیعت یافت نمی شود.
نیترات باریم بی آب در سیستم کریستالی مکعبی در گروه فضایی Pa 3  با پارامتر شبکه a = 811.84 pm متبلور می شود. در سلول واحد شامل چهار واحد است. بلورها به نیترات استرانسیم ایزوتیپی هستند.
مهمترین نشانه برای شناسایی باریم در نیترات باریم با آزمایش شعله سبز به دست می آید. آنیون را می توان با استفاده از تست حلقه یا معرف Lunge تشخیص داد.

2-تاریخچه

با اینکه باریم در اوایل سال های 1800 کشف شد, اما یون نیترات در سال 1930 برای نمک های مختلف شناسایی شد. لذا با آنکه تاریخچه ی دقیقی از کشف و شناسایی باریم نیترات در دسترس نیست؛ اما به نظر می رسد از که شناسایی آن مربوط به سال های بعد 1930 و یا حتی 1945 می باشد. ( نیترات از سال 1945 به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت.)

3-کاربردها

1-3-تهیه اکسید

از نیترات باریم در تولید مواد حاوی اکسید باریم ( BaO ) استفاده می شود.

2-3-نظامی

اگرچه دیگر ماده ی شیمیایی باراتول تولید نمی شود، اما باراتول یک ماده منفجره است که از نیترات باریم، TNT و بایندر تشکیل شده است. چگالی بالای نیترات باریم باعث می شود که باراتول نیز کاملاً متراکم باشد. نیترات باریم مخلوط با پودر آلومینیوم، فرمولی برای پودر فلاش، بسیار انفجاری است. با ترمیت مخلوط می شود و Thermate-TH3 را تشکیل می دهد که در نارنجک های ترمیت نظامی استفاده می شود. نیترات باریم همچنین یک ماده اولیه در بار آتش زا "SR 365" بود که توسط انگلیسی ها در مهمات آتش زا دی وایلد استفاده می شد و آنها جنگنده های رهگیر خود را با آن مسلح می کردند. 

3-3-سایر کاربردها

از این ماده در صنعت لوله های خلاء و برای آتش سبز در صنایع آتش نشانی استفاده می شود. نیترات باریم در صنایع پیروتکنیک برای ساخت جرقه ‌ها استفاده می‌شود که در آن به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می‌کند. نیترات باریم نیز اغلب به عنوان جانشین نیترات پتاسیم استفاده می شود تا به شعله رنگ مایل به سبز بدهد. همچنین به عنوان اکسید کننده در پرایمرهای کارتریج چاپگرها استفاده می شود. همچنین در صفحه نمایش های فلورسنت برای گیرنده های تلویزیون نیز استفاده می شود.

4-واکنش ها

1-4-تجزیه

این محصول در دماهای بالا، نیترات باریم به اکسید باریم تجزیه می شود. نیترات باریم در دمای بالاتر از 550 درجه سانتیگراد تجزیه می شود و اکسید باریم، نیتروژن، اکسیژن و مونوکسید نیتروژن را تشکیل می دهد. نیترات باریم به دلیل اکسیژن آزاد شده و به خصوص مونوکسید نیتروژن آزاد شده یک اکسید کننده خوب است.

تجزیه حرارتی این ماده در اتمسفر اکسید نیتریک باعث تولید نیتریت باریم می شود.

2-4-سولفات

واکنش با سولفات های فلزی یا اسید سولفوریک باعث تولید سولفات باریم می شود. بسیاری از نمک های نامحلول باریم ، مانند کربنات، اگزالات آن نیز توسط واکنش های تجزیه مضاعف رسوب می کنند.

3-4-عوامل کاهنده

نیترات باریم یک اکسید کننده است و به شدت با عوامل کاهنده رایج واکنش می دهد. پودر مخلوط شده با فلزات یا آلیاژهای ریز آسیاب شده مانند آلومینیوم، روی یا منیزیم در اثر ضربه منفجر می شود.

5-روش تولید

نیترات باریم توسط فرآیند های متعددی تولید می شود.
 روش تولید این ماده می تواند با عنصر باریم و یا کربنات باریم شروع می شود. 
علاوه بر دو روش عمده ای که مطرح شد, می توان باریم نیترات را از واکنش هیدروکسید باریم با نیتریک اسید و یا دی نیتروژن پنتا اکسید تهیه می شود.
در آزمایشگاه می توان از واکنش بین باریم اکسید و نیتریک اسید نیز برای ریدن به باریم نیترات بهره برد. 
تمامی واکنش هایی که گفته شد به شکل خلاصه به صورت زیر می باشد.

در روش تهیه با کربنات, که شامل حل کردن کربنات باریم در اسید نیتریک است, به هر ناخالصی آهن موجود ، اجازه رسوب داده می شود، سپس فیلتر، تبخیر و متبلور می شود و باریم نیترات به دست می آید.

6-تحقیقات جدید

علاوه بر کاربردهای ذکر شده در بالا, از بلور های این نمک در لیزر ها نیز استفاده می شود و در این زمینه کاربرد بسیاری دارد. به همین خاطر بسیاری از بررسی ها و آزمون و خطاهای مربوط به مسائل لیزری با این نمک انجام می شود. در همین زمینه پژوهشی با عنوان "بررسی اثر غیرخطی کِر بر عملکرد لیزر با ماده فعال کریستال باریم نیترات" در نهمین کنفرانس ماده چگال ارائه شده است.

7-روش نگهداری

این ماده بسیار برای سلامتی مضر است و نبایستی گرد و غبار آن در فضای نگهداری آزاد شود. زیرا استنشاق و یا بلع آن می تواند برای بدن مشکل ساز باشد.
به لحاظ واکنش پذیری, دارای واکنش پذیری بسیار بالایی است, لذا نگهداری آن در کنار برخی محصولات مانند کاهنده ها به شدت خطرناک و حادثه آفرین است.
به علت خاصیت اکسندگی بالای این ماده, نبایستی در ظرف های فلزی و یا با دری فلزی نگهداری شود تا اکسید فلزات خلوص آن را از بین نبرند.

8-ایمنی

مانند تمام ترکیبات باریم محلول، نیترات باریم چه از طریق خوردن و چه از طریق استنشاق سمی است.
محلول های نمک های سولفات مانند نمک اپسوم یا سولفات سدیم ممکن است به عنوان کمک اولیه برای مسمومیت با باریم داده شود، زیرا باریم را به عنوان سولفات باریم نامحلول (و غیر سمی) رسوب می دهند.
استنشاق گرد و غبار این نمک ممکن است باعث تحریک دستگاه تنفسی شود.
در حالی که تماس پوستی یا چشمی با این نمک نسبت به بلع یا استنشاق ضرر کمتری دارد، اما همچنان می تواند منجر به تحریک، خارش، قرمزی و درد شود.
اداره ایمنی و بهداشت شغلی و مؤسسه ملی ایمنی محدودیت های مواجهه شغلی را 0.5 میلی گرم بر متر مکعب در یک میانگین وزنی 8 ساعته تعیین کرده اند.