硝酸钡

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简介

硝酸钡是由钡离子和硝酸根离子组成的盐。它以极其罕见的矿物硝酸钡矿的形式天然存在。作为氧化剂，硝酸钡与常见的还原性化合物剧烈反应。硝酸钡是由2份硝酸根和1份钡组合而成。因此，硝酸钡的分子式表示为$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$。

高级化学：什么是硝酸钡？

硝酸钡是一种无机化学物质，有时也称为二硝酸钡、硝酸钡矿或钡盐。钡盐通常呈白色结晶状物质。该物质本身不可燃。但是，当用作氧化剂时，它会燃烧产生绿色火焰，如果长时间暴露在火焰中，可能会爆炸。

结构

由一个钡阳离子$\mathrm{Ba^{2+}}$和两个硝酸根阴离子$\mathrm{NO_{3}^{-}}$构成。此外，其晶体结构为立方结构，每个钡阳离子被四个硝酸根阴离子包围。

硝酸钡的性质

物理性质

性质	硝酸钡
分子量	261.37 g/mol
外观	结晶固体
颜色	白色
可燃性	不可燃
熔点	590 $\mathrm{^{\circ}C}$
气味	无味
沸点	分解温度，非沸点 (83 °C 处开始分解)
IUPAC名称	二硝酸钡(II)
折射率	1.5659

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化学性质

它是一种非常强的氧化剂，与金属剧烈反应。硝酸钡由于含有大量的硝酸根，常用于军事用途。例如，它被用于制造手榴弹等爆炸物。虽然本身不可燃，但它能增强其他化合物的可燃性。硝酸钡不应长时间暴露在强热下，因为它可能会爆炸或造成火灾危险。此外，它还作为许多化学过程的氧化剂；这种能力具有多种用途。

在高温下，它可能会分解成氧化钡和二氧化氮。

$$\mathrm{2\:Ba(NO_{3})_{2}\to 2\:BaO\:+\:4NO_{2}\:+\:O_{2}}$$

如何生产硝酸钡

方法一

首先将碳酸钡溶解在$\mathrm{HNO_{3}}$中。当这些化学物质反应时，铁杂质会沉淀到表面。必须使用过滤方法去除这些杂质。之后，必须蒸发剩余的混合物。结晶后，我们最终得到纯净的$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$，这在工业中经常使用。

$$\mathrm{BaCO_{3}\:+\:2HNO_{3}\to Ba(NO_{3})_{2}\:+\:CO_{2}\:+\:H_{2}O}$$

方法二

制备硝酸钡的第一步是$\mathrm{HNO_{3}}$和$\mathrm{Ba}$或$\mathrm{HNO_{3}}$和$\mathrm{BaO}$的反应。

$$\mathrm{2HNO_{3}\:+\: Ba\to Ba(NO_{3})_{2}\:+\:H_{2}}$$

$$\mathrm{2HNO_{3}\:+\: BaO\:\to\: Ba(NO_{3})_{2}\:+\:H_{2}O}$$

处理硝酸钡时应采取的预防措施

这种物质高剂量对人体有严重的危害。注意不要吸入过多的烟雾。直接接触皮肤和眼睛也可能导致几种有害症状。硝酸钡中毒的一些症状包括上肺部炎症、皮肤刺激和眼睛刺激。值得注意的是，在处理它们时，使用基本的预防措施可以很容易地避免这些症状。

硝酸钡的应用

下面详细讨论其中一些主要用途。

• 家里的墙漆只是不同化合物的组合。其中一种物质是硝酸钡。值得注意的是，由于它经常被用作基本成分，如果没有这种特殊的硝酸钡，大多数油漆将不存在。

• 硝酸钡是生产优质玻璃制品的主要成分之一。与这种物质相连的氧分子有助于防止玻璃制品变色。这种玻璃也非常透明。在制造光学玻璃时，专家也使用这种物质。通过在相机镜头中使用硝酸钡来提高折射率，可以获得更清晰的图像。

• 由于它可以帮助产生绿色火焰，硝酸钡在烟火行业是一种珍贵的物质。除了烟火之外，人们还可以发现这种物质在各种烟火表演中的用途。与硝酸钡产生绿色火焰类似，氯化钠产生黄色火焰，而氯化铜燃烧产生蓝色火焰。因此，烟火经常将所有这些混合在一起。

• 硝酸钡有助于制造曳光弹。由于$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$直接放在这种弹药的末端，因此可以精确地追踪子弹发射时的轨迹。当这种子弹从枪中射出时，这种装药会点燃。可以看到这个区域的烟雾，清楚地显示了子弹的轨迹。

• 硝酸钡也是制造照明弹的主要成分之一，照明弹用于引导部队到达特定地点。最后，这种物质也存在于爆炸性引爆器中。同样，由于其氧化性质，硝酸钡是炸药的关键成分。

• 硝酸钡也可以作为一种灭鼠剂。如果您把它放在家外面，它会阻止不同的啮齿动物，如老鼠和老鼠，进入或留在室内。

• $\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}}$有时可以用来制造特定类型的推进剂。然而，烟火和军事应用仍然是其主要用途。

结论

可以得出结论，硝酸钡是结晶的。它是一种略带酸味的盐。虽然在大多数情况下不可燃，但在极高的温度下这种化学物质可能会爆炸。作为一种氧化剂，硝酸钡促进其他物质的燃烧。这种化学物质可以通过两种方法制备。这种物质的熔点约为590 $\mathrm{^{\circ}}$ C。它在高温下会分解。接触这种物质的人可能会出现硝酸钡中毒症状，例如皮肤刺激。

常见问题

Q1. 硝酸钡是难溶性盐吗？

A1. 所有硝酸盐都是可溶的。由于它可以被人体吸收，因此硝酸钡的可溶性使其对人体非常危险。

Q2. 为什么硝酸钡燃烧呈绿色？

A2. 当加热到高温时，几种物质会发出独特的颜色。火焰的热量激发了金属离子，使它们辐射可见光。钡发出对应于绿色的波长的光，这就是它呈现绿色的原因。

Q3. 燃烧硝酸钡会产生什么产物？

A3. 硝酸钡燃烧产生绿色火焰。当加热时，它会分解成氧化钡、氧气和二氧化氮。因此，硝酸钡会产生二氧化氮。

$$\mathrm{2\:Ba(NO_{3})_{2}\to\:2\:BaO\:+\:4NO_{2}\:+\:O_{2}}$$

Q4. 是否可以使硫酸钡溶于水？

A4. 如果离子的水合能足以超过分子的晶格能，则该化学物质将溶于水。如果离子的水合能不超过分子的晶格能，则它不会溶于水。在硫酸钡的情况下，钡离子和硫酸根离子的尺寸几乎相同。因此，分子的晶格能会变高，从而克服水合能。因此，不可能使硫酸钡溶于水。

Q5. 为什么硝酸钡不与硫酸反应？

A5. 硝酸钡与硫酸反应会产生硫酸钡和硝酸。由于硫酸钡不溶于水，它会从溶液中形成白色沉淀。

$$\mathrm{Ba(NO_{3})_{2}\:+\:H_{2}SO_{4}\to\:BaSO_{4}\:+\:2\:HNO_{3}}$$