فيرات الباريوم

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

فيرات الباريوم هو المركب الكيميائي ذو الصيغة BaFeO₄ . وهو مركب نادر يحتوي على الحديد في حالة الأكسدة +6 . [ 2 ] أيون الفيرات (VI) يحتوي على إلكترونين منفردين، مما يجعله بارامغناطيسيًا . [ 3 ] وهو متماثل البنية مع BaSO₄ ، ويحتوي على الأنيون رباعي السطوح [ FeO₄ ] ²⁻ . [ 4 ]

بناء

أيون الفيرات (VI) بارامغناطيسي بسبب وجود إلكترونين غير مزدوجين، وله هندسة جزيئية رباعية الأوجه . [ 3 ]

استُخدم حيود الأشعة السينية لتحديد بنية الخلية الوحدوية المعينية القائمة [ 1 ] (متجهات الشبكة a ≠ b ≠ c، الزوايا بين المحاور α = β = γ = 90°) [ 5 ] لبلورات BaFeO4 النانوية . وقد تبلورت في المجموعة الفراغية Pnma (المجموعة النقطية: D2h ) بمعاملات شبكية a = 0.8880  نانومتر، b = 0.5512  نانومتر، و c = 0.7214  نانومتر. [ 1 ] تم التحقق من دقة بيانات حيود الأشعة السينية من خلال فواصل أهداب الشبكة المحسوبة بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة (HRTEM) ومعاملات الخلية المحسوبة من حيود المنطقة المختارة (SAED). [ 1 ]

توصيف

لوحظت قمم امتصاص الأشعة تحت الحمراء  لفيرات الباريوم عند 870 و 812 و 780 سم −1 . [ 6 ]

طيف الأشعة تحت الحمراء لـ BaFeO 4 يظهر قممًا مميزة [ 7 ]

يتبع BaFeO 4 قانون كوري-فايس وله عزم مغناطيسي (2.92  ±  0.03)  ×  10 − 23  أمبير  متر مربع (3.45  ±  0.1 BM ) مع ثابت فايس − 89 كلفن. [ 8 ]  

التحضير والكيمياء

يمكن تحضير فيرات الباريوم (VI) باستخدام كلٍ من الطرق التركيبية الرطبة والجافة. عادةً ما يتم إجراء التركيب الجاف باستخدام تقنية حرارية، [ 6 ] مثل تسخين هيدروكسيد الباريوم وهيدروكسيد الحديد (II) في وجود الأكسجين إلى حوالي 800 إلى 900  درجة مئوية. [ 9 ]

Ba(OH)2 +Fe(OH)2 +O2 →BaFeO4 + 2H2 O

تستخدم الطرق الرطبة تقنيات كيميائية وكهروكيميائية. على سبيل المثال، يتشكل أنيون الفيرات عند وضع ملح حديد مناسب في ظروف قلوية وإضافة عامل مؤكسد قوي ، مثل هيبوكلوريت الصوديوم . [ 10 ]

2 Fe(OH)3 + 3OCl −+ 4 OH −→ 2 FeO 2− 4 + 5 H2 O+ 3Cl −

يُرسب فيرات الباريوم من المحلول بإضافة محلول ملح الباريوم (II) . [ 10 ] تؤدي إضافة ملح باريوم قابل للذوبان إلى محلول فيرات فلز قلوي إلى تكوين راسب بني داكن من فيرات الباريوم، وهو بلورة لها نفس بنية كرومات الباريوم ولها نفس الذوبانية تقريبًا. [ 11 ] كما تم تحضير فيرات الباريوم بإضافة أكسيد الباريوم إلى خليط من هيبوكلوريت الصوديوم ونترات الحديديك عند درجة حرارة الغرفة (أو 0  درجة مئوية). [ 12 ] يمكن تحسين نقاء المنتج بإجراء التفاعل عند درجة حرارة منخفضة في غياب ثاني أكسيد الكربون، وبالترشيح السريع وتجفيف الراسب، مما يقلل من الترسيب المشترك لهيدروكسيد الباريوم وكربونات الباريوم كشوائب. [ 11 ]

الاستخدامات

يُعدّ فيرات الباريوم عامل مؤكسد ، ويُستخدم ككاشف مؤكسد في التخليق العضوي. وتشمل تطبيقاته الأخرى إزالة اللون، وإزالة السيانيد، وقتل البكتيريا، ومعالجة المياه الملوثة ومياه الصرف الصحي. [ 6 ]

تُعدّ أملاح الفيرات (VI) مواد كاثودية عالية الطاقة في بطاريات "الحديد الفائق". وتُعرف الكاثودات التي تحتوي على مركبات الفيرات (VI) باسم كاثودات "الحديد الفائق" نظرًا لقاعدة الحديد المؤكسد بدرجة عالية، ونقل الإلكترونات المتعددة، والطاقة الذاتية العالية. ومن بين جميع أملاح الفيرات (VI)، يتميز فيرات الباريوم بسهولة نقل الشحنة بشكل استثنائي، وهو أمر بالغ الأهمية لنطاق الطاقة العالية للبطاريات القلوية . [ 7 ]

ردود الفعل

يُعدّ فيرات الباريوم أكثر مركبات الفيرات (VI) استقرارًا. يُمكن تحضيره في أنقى حالاته، ويتميز بتركيبه الأكثر دقة. يتحلل فيرات الباريوم بسهولة بواسطة جميع الأحماض الذائبة، بما في ذلك حمض الكربونيك. عند تمرير ثاني أكسيد الكربون في الماء المُعلق فيه فيرات الباريوم المُمَيَّأ، يتحلل فيرات الباريوم تمامًا مُنتجًا كربونات الباريوم ، وهيدروكسيد الحديديك، وغاز الأكسجين. كما تُحلل الكبريتات القلوية فيرات الباريوم غير المُجفف، مُنتجةً كبريتات الباريوم، وهيدروكسيد الحديديك، وغاز الأكسجين.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 ني، شياو مين؛ جي، مينغ رونغ؛ يانغ، تشي بينغ؛ تشنغ، هوا غوي (2004). "تحضير وتوصيف بنية بلورات نانوية من BaFeO4 " . مجلة نمو البلورات . 261 (1): 82-86 . Bibcode : 2004JCrGr.261...82N . doi : 10.1016/j.jcrysgro.2003.09.024 .
  2. ↑ بريغز، جي جي آر (2005). دورة لونغمان للمستوى المتقدم في الكيمياء ( الطبعة الرابعة). بيرسون للتعليم جنوب آسيا. ص 536. ISBN   978-981-4105-08-8.
  3. 1 2 ويبرغ، إيغون ؛ ويبرغ، نيلز؛ هولمان، أرنولد (2001). الكيمياء غير العضوية . دار النشر الأكاديمية . الصفحات 1457-1458 . ISBN  978-0-12-352651-9.
  4. ↑ ويلز، أ. ف. (1986). الكيمياء اللاعضوية البنيوية ( الطبعة الخامسة). أكسفورد [أكسفوردشاير]: مطبعة كلارندون . رقم ISBN  978-0-19-855370-0.
  5. ↑ "الاتحاد الدولي لعلم البلورات" . www.iucr.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-04-2016 .
  6. 1 2 3 هنري تشيس، أدونيكا؛ بوشان تيواري، بريج (2013). "استخدام في Ferrate (VI) مادة كيميائية خضراء لمعالجة البيئة" (PDF) . ريفيستا بوليفيانا دي كيميكا . 30 (1): 13– 23. ISSN 0250-5460 . 
  7. 12Licht, Stuart; Naschitz, Vera; Wang, Baohui (2002). "Rapid chemical synthesis of the barium ferrate super-iron Fe (VI) compound, BaFeO4". Journal of Power Sources. 109 (1): 67–70. Bibcode:2002JPS...109...67L. doi:10.1016/s0378-7753(02)00041-1.
  8. ↑Audette, R. J.; Quail, J. W. (1972). "Potassium, rubidium, cesium, and barium ferrates(VI). Preparations, infrared spectra, and magnetic susceptibilities". Inorganic Chemistry. 11 (8): 1904–1908. doi:10.1021/ic50114a034.
  9. ↑Sharma, R. K. (2007). "Stabilisation of Fe (VI)". Textbook of Coordination Chemistry. New Delhi: Discovery Publishing House. p. 124. ISBN 9788183562232.
  10. 12Wulfsberg, Gary (1991). "pH and the stability of high oxidation states; Syntheses of oxo anions and their use as oxidizing agents". Principles of Descriptive Inorganic Chemistry. Sausalito, CA: University Science Books. pp. 142–143. ISBN 9780935702668.
  11. 12Gump, J. R.; Wagner, W. F.; Schreyer, J. M. (1954). "Preparation and analysis of barium ferrate(VI)". Analytical Chemistry. 26 (12): 1957. Bibcode:1954AnaCh..26.1957G. doi:10.1021/ac60096a027. ISSN 0003-2700.
  12. ↑Herber, Rolfe H.; Johnson, David (1979). "Lattice dynamics and hyperfine interactions in M2FeO4 (M = K+, Rb+, Cs+) and M'FeO4 (M' = Sr2+, Ba2+)". Inorganic Chemistry. 18 (10): 2786–2790. doi:10.1021/ic50200a030.