八水氢氧化钡的性质和用途详解

八水氢氧化钡的性质与用途详解

一、化学性质

1. 物理状态与外观

• 八水氢氧化钡（Ba(OH)₂·8H₂O）为白色单斜晶系晶体或无色透明结晶，易潮解，暴露于空气中会迅速吸收二氧化碳，生成碳酸钡沉淀并使溶液变浑浊。

• 密度：2.18 g/cm³（20℃），熔点：78℃（在此温度下失去全部结晶水，转化为无水氢氧化钡）。

• 溶解性：易溶于水（20℃时溶解度约3.89 g/100 mL水）、甲醇，微溶于乙醇，几乎不溶于丙酮。

2. 化学特性

• 强碱性：水溶液呈强碱性，pH值较高，可与酸发生中和反应。

• 热稳定性：在300℃时开始分解，生成氧化钡和水；加热至780℃时完全失去结晶水。

• 腐蚀性：对皮肤、眼睛和呼吸道有强腐蚀性，操作时需严格防护。

3. 制备方法

• 硫化钡法：以重晶石（BaSO₄）为原料，经还原焙烧生成硫化钡（BaS），再与盐酸反应生成氯化钡（BaCl₂），最后与烧碱（NaOH）复分解反应制得。

• 碳酸钡法：碳酸钡（BaCO₃）与盐酸反应生成氯化钡，再与烧碱反应得到产物。

• 氯化钡法：直接以氯化钡母液为原料，与苛性钠反应后经冷却结晶、过滤分离得到。

二、主要用途

1. 工业领域

• 石油工业：作为多效能添加剂，用于钻井液配制，提高钻井效率并保护地层。

• 钡基润滑脂：用于制造高温润滑脂，提升润滑性能和耐热性。

• 油类精制：脱除油品中的硫化物、酸性物质等杂质，改善油品质量。

• 硬水软化：作为锅炉用水软化剂，去除水中的钙、镁离子，防止结垢。

• 玻璃与搪瓷工业：作为原料或助熔剂，调节玻璃熔点，改善搪瓷附着力。

2. 化学合成

• 作为催化剂，用于酚醛树脂、合成橡胶的合成，控制反应速率并提高产物性能。

• 用于制备抗肿瘤药物（如米铂）、树脂稳定剂、塑料添加剂等。

• 钡盐制造：用于合成其他钡化合物（如碳酸钡、氯化钡、硝酸钡等），作为中间体或催化剂。

• 有机合成：

• 高分子材料：作为催化剂或交联剂，改善高分子材料的物理性能（如黏度、泡体密度）。

3. 分析化学

• 标准溶液配制：用于配制碱标准溶液，标定酸的浓度。

• 沉淀剂：与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，用于分离或测定硫酸根含量。

• 二氧化碳测定：通过吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钡，定量分析二氧化碳浓度。

4. 食品与日化

• 甜菜制糖：用于精制糖液，去除杂质并提高糖的纯度。

• 日化工业：作为烫发水原料，调节溶液pH值并促进头发定型。

5. 其他应用

• 相变储热材料：利用其相变温度（78℃）和较高潜热值（280 kJ/kg），用于谷电储热供暖系统，提高能源利用效率。

• 矿石助熔剂：在冶金工业中降低矿石熔点，促进金属提取。

• 杀虫剂：作为农药成分，用于防治植物病虫害。