Барий кислород: Реакция бария и кислорода. Химические уравнения онлайн. 2Ba + O2

Содержание

Добавка оксида бария в катализатор увеличила эффективность получения этиленоксида

Канадские и китайские химики разработали эффективный метод получения этиленоксида из углекислого газа. Как рассказывают ученые в Nature Catalysis, модифицированный электрокатализатор на основе оксидов иридия и бария позволил повысить выход по току реакции окисления этилена до 90 процентов.

На многих химических производствах одним из отходов оказывается парниковый углекислый газ. В частности, при производстве этиленоксида — ценного органического исходника — на тонну продукта выделяется около тонны углекислого газа (если учитывать только финальную стадию производства — окисление этилена в этиленоксид). В связи с этим химики ищут способы переводить выделяющийся CO₂обратно в полезные химические соединения.

Например, группа ученых под руководством Эдварда Саргента (Edward H. Sargent) из Университета Торонто решила попробовать оптимизировать условия синтеза этиленоксида так, чтобы в результате реакции углекислый газ не выделялся, а поглощался. Такие процессы уже были известны: в них углекислый газ электрохимически восстанавливался до этилена, который затем окислялся хлорноватистой кислотой (она также генерируется электрохимически) до этиленоксида. При этом максимально достигнутый выход по току для них не превышал даже 10 процентов. Это было связано с тем, что на электрокатализаторах, призванных увеличить скорость и эффективность реакции, хлорноватистая кислота HOCl быстро диссоциировала на ионы, неспособные реагировать с этиленом.

Чтобы решить эту проблему, химики решили использовать уже известный электрокатализатор на основе оксида иридия, но модифицировать его оксидом бария, лантана, церия или висмута (известно, что они стабильны в присутствии хлора). Наиболее эффективным оказался катализатор с трехпроцентной добавкой оксида бария. Сканирующая электронная микроскопия его поверхности показала, что оксид бария BaO формирует на поверхности оксида иридия IrO₂ наночастицы, а все три элемента равномерно распределены в структуре катализатора.

Химики проверили эффективность этого катализатора в процессе электрохимического окисления и выяснили, что при плотности тока в 200 миллиампер на квадратный сантиметр выход по току достигает максимума в 90 процентов. Кроме того, реакция протекала очень селективно, а общая энергоэффективность ячейки составила 36 процентов, что в 2,5 раза больше аналогичного значения для уже известных систем.

Чтобы проверить устойчивость катализатора, химики проводили электролиз в течение 300 часов при напряжении в 3,2 вольта. Средний выход по току составил 85 процентов, а селективность — 98 процентов. Сканирующая электронная микроскопия образца катализатора после электролиза показала, что его структура не изменилась, и наночастицы оксида бария не разрушились.

Далее авторы решили, что их процесс все еще остается слишком энергозатратным из-за реакции выделения водорода на катоде, требующей большого потенциала (теоретическое значение — 1,36 вольта). Поэтому ее заменили на реакцию восстановления кислорода, и за счет этого удалось снизить общее напряжение в ячейке на 1,2 вольта. Выход по току при этом остался на уровне 80 процентов.

Затем, чтобы протестировать свою систему, авторы собрали парную ячейку для перевода углекислого газа в этиленоксид. В ней реакция окисления этилена и реакция восстановления углекислого газа протекали в двух отделах, а пространство между ними заполнили водой. Так, реакции окисления и восстановления кислорода протекали в одном сосуде на разных электродах. Необходимое напряжение для работы ячейки составило 1,28 вольт, а общий выход по току для всего процесса оказался равен 35 процентам (плотность по току — 300 миллиампер на квадратный сантиметр).

В результате химикам удалось создать удобную и селективную систему получения этиленоксида из парникового углекислого газа. Благодаря новому катализатору, выход по току реакции окисления этилена достиг близких к 100 процентам значений. Система оказалась устойчивой к продолжительному электролизу и намного менее энергозатратной по сравнению с уже известными к настоящему времени системами, отмечают авторы исследования.

Недавно химики смогли повысить эффективность еще одной электрохимической реакции. Они выяснили, что шпинель на основе кобальта и марганца Co₂MnO₄ — эффективный электрокатализатор выделения кислорода из воды.

Михаил Бойм

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

химические свойства и получение CHEMEGE.RU

Барий Ba — щелочноземельный металл. Серебристо-белый, ковкий, пластичный. На воздухе покрывается темной оксидно-нитридной пленкой. Реакционноспособный. Сильный восстановитель;

Относительная молекулярная масса M_r = 137,327; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 3,6; t_пл = 727º C; t_кип = 1860º C.

1. В результате взаимодействия оксида бария и кремния при 1200º С образуются силикат бария и барий:

3BaO + Si = BaSiO₃ + 2Ba

2. Оксид бария взаимодействует с алюминием при 1100 — 1200º С образуя барий и алюминат бария:

4BaO + 2Al = 3Ba + Ba(AlO₂)₂

3. В результате разложения гидрида бария при температуре выше 675º С образуется барий и водород:

BaH₂ = Ba + H₂

Барий окрашивает пламя газовой горелки в желто — зеленый цвет.

1. Барий вступает в реакцию с простыми веществами:

1.1. Барий взаимодействует с азотом при 200 — 460º С образуя нитрид бария:

3Ba + N₂ = Ba₃N₂

1.2. Барий сгорает в кислороде (воздухе), на выходе будет образовываться оксид бария:

2Ba + O₂ = 2BaO

1. 3. Барий реагирует с хлором, бромом, йодом и фтором. При этом образуются соответствующие соли:

Ba + Br₂ = BaBr₂

Ba + Cl₂ = BaCl₂

Ba + I₂ = BaI₂

Ba + F₂ = BaF₂

1.4. С водородом барий реагирует при температуре 150 — 300º C с образованием гидрида бария:

Ba + H₂ = BaH₂

1.6. Барий взаимодействует с серой при 150º С и образует сульфид бария:

Ba + S = BaS

1.7. Барий взаимодействует с углеродом (графитом) при 500º С и образует карбид бария:

Ba + 2C = BaC₂

2. Барий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Барий при комнатной температуре реагирует с водой. Взаимодействие бария с водой приводит к образованию гидроксида бария и газа водорода:

Ba + 2H₂O = Ba(OH)₂↓ + H₂↑,

2.2. Барий взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Барий реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид бария и водород:

Ba + 2HCl = BaCl₂ + H₂↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой барий образует нитрат бария, оксид азота (I) и воду:

4Ba + 10HNO₃= 4Ba(NO₃)₂ + N₂O↑ + 5H₂O,

если азотную кислоту еще больше разбавить, то образуются нитрат бария, нитрат аммония и вода:

4Ba + 10HNO₃ = 4Ba(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

2. 2.3. Барий вступает во взаимодействие с сероводородной кислотой при температуре выше 350 с образованием сульфида бария и водорода:

Ba + H₂S = BaS + H₂

2.3. Барий вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 650º С. В результате данной реакции образуется нитрид бария и гидрид бария:

6Ba + 2NH₃ = Ba₃N₂ + 3BaH₂,

если аммиак будет жидким, то в результате реакции в присутствии катализатора платины образуется амид бария и водород:

Ba + 2NH₃ = Ba(NH₂)₂↓ + H₂↑

2.4. Барий взаимодействует с оксидами:

Барий реагирует с углекислым газом при комнатной температуре с образованием карбоната бария и углерода:

2Ba + 3CO₂ = 2BaCO₃ + C

Понравилось это:

Нравится Загрузка. ..

О соотношении потребления бария и кислорода в Средиземном море: влияние на реминерализацию мезопелагического морского снега

Бертрам, М. и Коуэн, Дж.: Морфологическое и композиционное свидетельство биотическое осаждение морского барита, J. Mar. Res., 55, 577–593, 1997.

Broecker, WS: «NO», консервативный индикатор водной массы, Earth Planet. наук Lett., 23, 100–107, https://doi.org/10.1016/0012-821X(74)

-3, 1974.

Брокер В.С., Такахаши Т. и Такахаши Т.: Источники и режимы течения глубоководных вод по данным потенциальной температуры, солености и исходной концентрации фосфатов, J. Geophys. Рез., 90, 6925–6939, 1985.

Buesseler, K. O. and Boyd, P. W.: Проливая свет на процессы, которые контролируют вынос частиц и затухание потока в сумеречной зоне открытого океана, Лимнол. Oceanogr., 54, 1210–1232, https://doi.org/10.4319/lo.2009.54.4.1210, 2009.

Cardinal, D., Dehairs, F., Cattaldo, T., и André, L.: Геохимия взвешенных частиц в субантарктической и полярно-фронтальной зонах южнее Австралия: ограничения на процессы экспорта и адвекции, J.

Geophys. Рез., 106, 31637–31656, https://doi.org/10.1029/2000JC000251, 2001.

Кардинал, Д., Савой, Н., Трулл, Т.В., Андре, Л., Копчинска, Е.Е., и Дехейрс, Ф.: Изменения реминерализации углерода в Южном океане проиллюстрировано прокси-сервером Baxs, Deep-Sea Res. Пт. I, 52, 355–370, https://doi.org/10.1016/j.dsr.2004.10.002, 2005.

Dehairs, F., Lambert, C.E., Chesselet, R., and Risler, N.: биологический производство морского взвешенного барита и бариевый цикл на западе Средиземное море, Биогеохимия, 4, 119–140, https://doi.org/10.1007/BF02180151, 1987.

Дехейрс, Ф., Шопова, Д., Обер, С., Вет, К., и Гойенс, Л.: Твердые частицы Запасы бария и потребление кислорода в мезопелагических водах Южного океана колонка весной и в начале лета: связь с экспортным производством, Глубоководные исследования Pt. II, 44, 497–516, https://doi.org/10.1016/S0967-0645(96)00072-0, 1997.

Dehairs, F., Jacquet, S., Savoye, N., Van Mooy, Б. А. С., Бюсселер К. О., Бишоп, Дж. К.

Б., Ламборг, К. Х., Элскенс, М., Байенс, В., Бойд, П. В., Casciotti, K.L., and Monnin, C.: Барий во взвешенном веществе сумеречной зоны как потенциальный показатель реминерализации твердых частиц органического углерода: результаты для северной части Тихого океана, Deep-Sea Res. Пт. II, 55, 1673–1683, https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.04.020, 2008.

Эллисон, С.Л.Р.: Eurachem/CITAC Guide CG4, Количественная неопределенность в аналитических измерениях, 2-е изд., под редакцией: Эллисон, С.Л.Р., Росслейн, М., и Уильямс, А., 120 стр., ISBN 0948926 15 5, 2000.

Гиринг С.Л.С., Сандерс Р., Лэмпитт Р.С., Андерсон Т.Р., Тамбурини К., Бутриф М., Зубков М.В., Марсей С.М., Хенсон С.А., Соу К., Кук, К., и Майор, Д. Дж.: Согласование углеродного баланса в океанах. сумеречная зона, Природа, 507, 480–483, 2014.

Хайнбухер Д., Рубино А., Кардин В., Танхуа Т., Шредер К. и Бенси М.: Гидрографическая ситуация во время рейса M84/3 и P414 (весна 2011 г.) в Средиземном море , Ocean Sci.

, 10, 669–682, https://doi.org/10.5194/os-10-669-2014, 2014.

Henson, S.A., Sanders, R., Madsen, E., Morris, P.J. , Ле Муань, Ф., и Quartly, G.D.: Сокращенная оценка силы биологической активности океана. угольный насос, Геофиз. Рез. Письма, 38, L04606, https://doi.org/10.1029/2011GL046735, 2011.

МГЭИК: 5-й отчет об оценке (ДО5) «Изменение климата» 2013 г., Рабочая группа 1, январь 2014 г. Кардинал, Д.: Твердые частицы бабарита и акантарии в Южном океане. во время Европейского эксперимента по удобрению железом (EIFEX), J. Geophys. Res., 112, G04006, https://doi.org/10.1029/2006JG000394, 2007.

Jacquet, S.H.M., Dehairs, F., Savoye, N., Obernosterer, I., Christaki, U., Monnin, C. ., и Кардинал, Д.: Мезопелагическая реминерализация органического углерода в районе плато Кергелен, отслеживаемая биогенными твердыми частицами Ba, Deep-Sea Res. Пт. II, 55, 868–879., https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2007.12.038, 2008a.

Жаке, С. Х. М., Савой, Н., Дехейрс, Ф., Страсс, В. Х., и Кардинал, Д.: Мезопелагическая реминерализация углерода во время европейского оплодотворения железом Эксперимент, Глобальный биогеохим. Cy., 22, GB1023, https://doi.org/10.1029/2006GB002902, 2008b.

Жаке, С.Х.М., Дехейрс, Ф., Дюмон, И., Бекворт, С., Каванья, А.-Дж., и Кардинал, Д.: Реминерализация органического углерода в сумеречной зоне в полярных широтах. Передняя зона и субантарктическая зона к югу от Тасмании, Deep-Sea Res. Пт. II, 58, 2222–2234, https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2011.05.029, 2011.

Жаке С. Х. М., Деарс Ф., Лефевр Д., Каванья А. Дж., Планшон Ф., Кристаки У., Монин Л., Андре Л., Клоссе И. и Кардинал , Д.: Ранневесенняя мезопелагическая реминерализация и эффективность переноса углерода в естественно удобренная железом территория Кергелен, Biogeosciences, 12, 1713–1731, https://doi.org/10.5194/bg-12-1713-2015, 2015.

Jacquet, S.H.M., Monnin, C., Riou, V. ., Джуллион, Л., и Танхуа, Т.: Высокая разрешение и квазизональный разрез растворенного Ba в Средиземном море, Mar. Chem., 178, 1–7, https://doi.org/10.1016/j.marchem.2015.12.001, 2016.

Jullion, L., Jacquet, S.H.M., and Tanhua, T.: Распутывание биогеохимических процессы от воздействия циркуляции океана: первое представление о Динамика растворенного бария в Средиземном море, Global Biogeochem. Cy., 31, 1256–1270, https://doi.org/10.1002/2016GB005489, 2017.

Кирхман, Д.Л.: Включение лейцина как показатель производства биомассы гетеротрофные бактерии, в: Справочники по методам водной микробной экологии, под редакцией: Кемпа П.Ф., Шерра Б.Ф., Шерра Э.Б. и Коула Дж.Дж., Lewis Publishers, Бока-Ратон, Анн-Арбор, Лондон, Токио, 509–512, 1993.

Леметр, Н., Планкетт, Х., Планшон, Ф., Сарту, Г., Жаке, С., Гарсия-Ибаньес, М.И., Гурен, А., Чейз, М., Монин, Л., Андре, Л., Лаха, П., Террин, Х., и Дехейрс, Ф.: Барий в частицах прослеживание значительной мезопелагической реминерализации углерода на севере Atlantic, Biogeosciences, 15, 2289–2307, https://doi.org/10.5194/bg-15-2289-2018, 2018. Бреннер С., Крайз А., Гачич М., Кресс Н., Марулло С., Рибера д’Алькала М., Софианос С., Танхуа Т., Теохарис А., Альварес М., Ашкенази Ю., Бергамаско А., Кардин В., Карниэль С., Чивитарезе Г., Д’Ортенцио Ф. ., Фонт Дж., Гарсия-Ладона Э., Гарсия-Лафуэнте Дж. М., Гогоу А., Грегуар М., Хайнбухер Д., Контояннис Х., Ковачевич В., Краскапулу Э., Кроскос, Г., Инкарбона А., Маццокки М.Г., Орлич М., Озсой Э., Паскуаль А., Пулен П.-М., Ретер В., Рубино А., Шредер К., Сиоку-Франгоу Дж., Сувермезоглу Э., Спровьери М., Тинторе Дж. и Триантафиллу Г.: Физическое воздействие и физико-биохимическая изменчивость Средиземного моря: обзор нерешенных вопросов и направления будущих исследований , Ocean Sci., 10, 281–322, https://doi.org/10.5194/os-10-281-2014, 2014.

Martin, J.H., Knauer, G.A., Karl, D.M., and Broenkow, W.W.: VERTEX: углеродный цикл в северо-восточной части Тихого океана, Deep-Sea Res., 34, 267– 285, https://doi.org/10.1016/0198-0149(87)

-0, 1987.

Martinez-Ruiz, F., Jrounddi, F., Paytan, A., Guerra-Tschuschke, I., дель Абад, М. М., и Гонсалес-Муньос, М. Т.: Биоаккумуляция бария бактериальными биопленками и последствия для циклирования Ba и использования прокси Ba, Nat. Комм., 9, 1619, https://doi.org/10.1038/s41467-018-04069-z, 2018.

Мартинес-Руис, Ф., Пайтан, А., Гонсалес-Муньос, М.Т., Джраунди, Ф., Абад, М. М., Лам П. Дж., Бишоп Дж. К. Б., Хорнер Т. Дж., Мортон П. Л. и Кастнер М.: Образование барита в океане: происхождение аморфных и кристаллические осадки, хим. Geol., 511, 441–451, https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.09.011, 2019.

Рамонденк С., Мадлен Г., Ломбард Ф., Сантинелли К. , Штемманн, Л., Горский, Г., и Гуиди, Л.: Первоначальная оценка экспорта углерода в Средиземное море на основе дрейфующих отстойников и Underwater Vision Наборы данных Profiler, Deep-Sea Res. Пт. I, 117, 107–119, https://doi.org/10.1016/j.dsr.2016.08.015, 2016 г.

Санчес-Видаль А., Коллиер Р. В., Калафат А., Фабр Дж. и Каналс М.: Потоки твердых частиц бария на окраине континента: исследование моря Альборан (Западное Средиземноморье), Mar. Chem., 93, 105–117, https://doi.org/10.1016/j.marchem.2004.07.004, 2005.

Сантинелли, К., Нанничини, Л., и Серитти, А.: Динамика DOC в мезо и батипелагические слои Средиземного моря, Deep-Sea Res. Пт. II, 57, 1446–1459, https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2010.02.014, 2010.

Schlitzer, R.: Ocean Data View, GEO/ODV, доступно по адресу: http://www.awi-bremerhaven.de/ (последний доступ: 2 марта 2021 г.), 2002.

Shopova, D., Dehairs, Ф. и Байенс В.: Простая модель биогеохимического распределение элементов в водной толще океана, J. Mar. Syst., 6, 331–344, https://doi.org/10.1016/0924-7963(94)00032-7, 1995.

Siegel, DA, Buesseler , К. О., Беренфельд, М. Дж., Бенитес-Нельсон, С. Р., Босс Э., Бжезинский М. А., Берд А., Карлсон К. А., Д’Асаро Э. А., Дони С. К., Перри М. Дж., Стэнли Р. Х. Р. и Стейнберг Д. К.: Прогноз экспорта и судьбы глобального океана Чистая первичная продукция: Научный план EXPORTS, Front.

Мар. наук, 3, 22, https://doi.org/10.3389/fmars.2016.00022, 2016.

Саймон, М. и Азам, Ф.: Содержание белка и скорость синтеза белка планктонные морские бактерии, Mar. Ecol. прог. Ser., 51, 201–213, 1989.

Speicher, E.A., Moran, S.B., Burd, A.B., Delfanti, R., Kaberi, H., Kelly, Р. П., Папуччи К., Смит Дж. Н., Ставракакис С., Торричелли Л. и Зервакис В.: Потоки выноса твердых частиц органического углерода и фракционирование по размеру POC / ²³⁴ Отношения Th в Лигурийском, Тирренском и Эгейском морях, Deep-Sea Res. Пт. I, 53, 1810–1830, https://doi.org/10.1016/j.dsr.2006.08.005, 2006.

Штернберг, Э., Жандель, К., Микель, Ж.-К., Гассер, Б., Суо, М., Арраес-Мескоф, Р., и Франсуа, Р.: Потоки твердых частиц бария и экспортное производство в северо-западное Средиземноморье, Mar. Chem., 105, 281–295, https://doi.org/10.1016/j.marchem.2007.03.003, 2007.

Sternberg, E., Jeandel, C., Robin, E. ., и Souhaut, M.: Сезонный цикл взвешенный барит в Средиземном море, Геохим. Космохим. Ac., 72, 4020–4034, https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.05.043, 2008.

Тамбурини, К., Гарсин, Дж., Раго, М. и Бьянки, А.: Гидролиз биополимеров и производство бактерий под гидростатическим давлением окружающей среды на глубине 2000 м водяной столб на северо-западе Средиземного моря, Deep-Sea Res. Пт. I, 49, 2109–2123, https://doi.org/10.1016/S0967-0645(02)00030-9, 2002.

Tamburini, C., Boutrif, M., Garel, M., Colwell, R.R. и Деминг, Дж. В.: Реакция прокариот на гидростатическое давление в океане — обзор, Environ. Microbiol., 15, 1262–1274, https://doi.org/10.1111/1462-2920.12084, 2013.

Тейлор, С.Р. и Макленнан, С.М.: Континентальная кора: ее состав и эволюция, Blackwell Scientific Publications, USA, 312 pp., 1985.

Ba-O (барий-кислород)

Об этом контенте

Заголовок: Ba-O (барий-кислород)
Название книги: Б-Ва…Си-Цр
В: фазовые равновесия, кристаллографические и термодинамические данные бинарных сплавов
DOI книги: 10. 1007/978-3-540-44756-6
Глава ДОИ: 10.1007/978-3-540-44756-6_53
Часть: Ландольт-Бёрнштейн — Группа IV Физическая химия
Объем: 12Б

Редакторы

Б. Предель ⁽¹¹⁰⁾

Принадлежность редактора

110 Макс-Планк-Институт интеллектуальных систем, Heisenbergstr. 3, 800749, 70569, Штутгарт, Германия

Авторы