Ортофосфорная кислота, бариевая соль (2:3) (13466-20-1) Физико-химические свойства

Структура ортофосфорной кислоты, бариевая соль (2:3)

Химический профиль

Ортофосфорная кислота, бариевая соль (2:3)

Трибазовый диполифосфат бария — неорганический фосфат бария, поставляемый в виде мелкодисперсного порошка для использования в керамических прекурсорах, специализированных покрытиях и исследованиях материалов, где требуются контролируемые показатели содержания примесей металлических элементов и размера частиц.

Номер CAS	13466-20-1
Класс вещества	Фосфаты бария (металлические фосфаты)
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твёрдое вещество
Распространённые марки	EP

Обычно используется в качестве прекурсора и функциональной добавки в керамических и стеклянных составах, специализированных покрытиях и разработке материалов; отделам закупок и контроля качества рекомендуется подтверждать распределение по размеру частиц и спецификации по микроэлементам. Работайте с использованием соответствующих мероприятий по контролю пыли и стандартных средств индивидуальной защиты, а также выбирайте марку, исходя из технологических требований, таких как спекание, диспергирование или обработка поверхности.

Ортофосфорная кислота, бариевая соль (2:3) представляет собой неорганический металлический фосфат, относящийся к классу фосфатов бария / металлических фосфатных солей. Структурно это ионное твёрдое вещество с расширенной сеткой, состоящее из катионов бария, координированных к анионному каркасу производных фосфатов; стехиометрическая формула — \(\ce{Ba3O8P2}\). Материал лучше всего рассматривать как соль типа трибариевого диполифосфата с сильной ковалентной связью P–O внутри фосфатных групп и преимущественно ионными взаимодействиями Ba–O, которые стабилизируют расширенную решётку.

С электронно-конфигурационной точки зрения материал содержит закрыто-оболочечные катионы \(\ce{Ba^{2+}}\) и кислородсодержащие фосфатные анионы; формально он электрически нейтрален (формальный заряд 0). Производные фосфатных оксианионов имеют несколько основных центров (спаренные электронные пары кислорода), но в стехиометрии твёрдого тела отсутствуют свободные кислые протоны, поэтому классическая кислотность по Брёнстеду в основном объёме отсутствует — кислотно-основное поведение проявляется через равновесия растворения/гидролиза, освобождающие фосфатные виды. Вещество, будучи металлическим фосфатом, полярно и неполярно; липофильность отсутствует, а транспорт в водных системах определяется растворимостью твёрдого вещества, размером частиц и химией поверхности, а не свойствами паровой фазы.

В практическом применении фосфаты бария используются там, где требуются нерастворимые или слабо растворимые фосфаты металлов с высокой атомной массой (керамика, неорганические пигменты, фосфорные хосты и некоторые катализаторы или катализаторные носители). Выбор материала определяется термической стабильностью, составом решётки и потенциальной способностью освобождать \(\ce{Ba^{2+}}\) в кислых или комплексообразующих условиях — что является токсикологически важным аспектом для производственного и экологического контроля.

Распространённые коммерческие марки этого вещества включают: EP.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленное значение для этого свойства в текущем наборе данных отсутствует.

Температура плавления или разложения

Экспериментально установленное значение для этого свойства в текущем наборе данных отсутствует.

Растворимость в воде

Фосфат бария описан как растворимый в воде. Растворимость металлических фосфатов значительно зависит от pH, ионной силы и присутствия комплексообразующих анионов; локальное растворение может приводить к образованию растворимых бариевых соединений и различных степеней протонирования фосфата. На практике измеренная растворимость варьирует от низкой до средней в зависимости от размера частиц, способа приготовления и химии раствора, при этом растворение обычно усиливается в кислой среде, где протонирование фосфата сдвигает равновесия в сторону растворимых видов.

pH раствора (качественное поведение)

При диспергировании или частичном растворении в воде фосфатные анионы, высвобождающиеся из твёрдого вещества, устанавливают равновесия, характерные для кислото-основной химии ортофосфорной кислоты. В зависимости от степени растворения и преобладающих фосфатных видов в растворе, водные суспензии обычно имеют нейтральную или слабощелочную реакцию равновесного раствора при низкой общей концентрации фосфата; однако локальный pH и видовой состав смещаются в сторону кислотных значений при избытке сильной кислоты (что также увеличивает степень растворения и концентрацию свободных \(\ce{Ba^{2+}}\)). Таким образом, значение \(\mathrm{pH}\) суспензии в целом сильно зависит от загрузки твёрдого вещества и состава раствора.

Химические свойства

Кислотно-основное поведение

В твёрдом веществе содержатся фосфатные анионы, но отсутствуют обменные кислые протоны в стехиометрии; кислотно-основные явления возникают через растворение и последующую протонирование/депротонирование фосфатов в растворе. Родительская кислота — ортофосфорная кислота (трипротонная кислота), поэтому анионное распределение в растворе может включать моно-, ди- и поли-фосфатные виды в зависимости от \(\mathrm{pH}\) и концентрации. Реакция с сильными кислотами переводит твёрдое вещество в более протонированные фосфатные виды и увеличивает концентрацию растворимого \(\ce{Ba^{2+}}\) в водной фазе.

Реактивность и устойчивость

Как неорганический фосфат в твёрдом состоянии, материал обычно химически стабилен при нейтральных и щелочных условиях. Он реагирует с сильными кислотами с образованием растворимых солей бария и производных ортофосфорной кислоты; восстановительные или окислительные реакции нехарактерны для ковалентной P–O сети при нормальных условиях эксплуатации. Термическое разложение при высоких температурах может привести к образованию оксида бария и фосфорных оксидов или летучих соединений, содержащих фосфор, однако конкретная температура разложения в доступных данных не указана. Реактивность твердого вещества также может зависеть от площади поверхности частиц и примесей, внесённых при производстве.

Молекулярные и ионные параметры

Формула и молекулярная масса

Молекулярная формула: \(\ce{Ba3O8P2}\)
Молекулярная масса: 601.9 (по данным)

Дополнительные вычисленные идентификаторы и параметры: - Точная масса / Моноизотопная масса: 603.622582
- Топологическая полярная площадь поверхности (TPSA): 173
- Формальный заряд: 0
- Количество доноров водородных связей: 0
- Количество акцепторов водородных связей: 8
- Количество вращающихся связей: 0
- Количество тяжёлых атомов: 13
- Сложность: 36.8

Составляющие ионы

Твёрдая решётка содержит катионы бария, номинально представленные как \(\ce{Ba^{2+}}\), координированные кислородсодержащим фосфатным анионным каркасом. В водных средах доминирующим подвижным ионом, имеющим токсикологическое и технологическое значение, является \(\ce{Ba^{2+}}\); фосфатные анионные фрагменты присутствуют в формах протонирования, производных от ортофосфорной кислоты, и их распределение зависит от \(\mathrm{pH}\) и концентрации.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 13466-20-1
Номера Европейского сообщества (EC), встречающиеся в сопутствующих идентификаторах: 237-582-2; 236-856-9
InChI: InChI=1S/3Ba.2H3O4P/c;;;2*1-5(2,3)4/h;;;2*(H3,1,2,3,4)/q3*+2;;/p-6
InChIKey: WAKZZMMCDILMEF-UHFFFAOYSA-H
SMILES: [O-]P(=O)([O-])[O-].[O-]P(=O)([O-])[O-].[Ba+2].[Ba+2].[Ba+2]

Синонимы и общие названия

Доступные синонимы и альтернативные названия, предоставленные поставщиком, включают (выборка записанных вариантов): - Ортофосфорная кислота, бариевая соль (2:3)
- Фосфат бария, трехосновной
- Трибариевый диполифосфат
- Фосфат бария (также регистрируется как "Bariumphosphat", "Barium phosphate(V)")
- Фосфат бария, порошок, -200 mesh, 99.9% с учетом примесей металлических элементов
- Ba3O8P2
- Фосфат бария, мономолярный (упоминается среди синонимов)

(Эти синонимы взяты из зарегистрированных списков идентификаторов и могут отражать альтернативную номенклатуру, исторические наименования или описания поставщиков.)

Промышленные и коммерческие применения

Функциональные роли и отрасли использования

Материалы семейства фосфатов бария в основном применяются там, где требуются неорганические, термически стойкие и содержащие элементы с высоким атомным номером фосфатные фазы. Функциональные роли включают компоненты в керамических составах, неорганические пигменты, матрицы-носители для люминофоров и материалы для катализаторов или носителей катализаторов в гетерогенном катализе. Их выбор в составах обычно обусловлен термической стабильностью, совместимостью с оксидными матрицами и специфическими оптическими или электронными свойствами, обусловленными кристаллической решеткой.

Типичные примеры применения

Керамические и огнеупорные композиции, где фосфатные фазы модифицируют спекание или рост зерен.
Матрицы-носители люминофоров или прекурсоры для получения люминесцентных материалов.
Неорганические пигменты или матирующие добавки, где необходима низкая растворимость и химическая стабильность.
Компоненты специализированных покрытий и носители катализаторов, в которых фосфатные анкеровочные группы обеспечивают стабильность поверхности.

При отсутствии данных о специфических применениях продукции или процессов выбор материала обычно основывается на общих свойствах, описанных выше (термостабильность, состав решетки и потенциал высвобождения \(\ce{Ba^2+}\) в определённых условиях).

Обзор безопасности и обращения

Опасности для здоровья и окружающей среды

Классификация опасностей, связанная с коммерческими уведомлениями, включает показатели острой токсичности и раздражающих действиях. Указанные предупредительные фразы (в оригинальной формулировке) включают: H302 (Вредно при проглатывании), H332 (Вредно при вдыхании), H315 (Вызывает раздражение кожи) и H319 (Вызывает серьёзное раздражение глаз). Эти предупреждения указывают на потенциальную острую токсичность при пероральном и ингаляционном воздействии, а также на возможность местного раздражения.

Токсикологический риск, связанный с твёрдыми веществами, содержащими барий, в значительной степени обусловлен потенциалом их растворения и высвобождением растворимых ионов \(\ce{Ba^2+}\), которые обладают системной токсичностью при достаточном количестве абсорбции. Мобильность в окружающей среде зависит от растворимости и химии раствора; в кислой или комплексообразующей среде вероятность высвобождения \(\ce{Ba^2+}\) увеличивается. Сообщаемые ориентировочные значения предельно допустимого воздействия при профессиональном контакте с барием (в виде Ba) включают максимальные допустимые концентрации \(0.5\ \mathrm{мг}/\mathrm{м^3}\) (контексты MAK / PEL / TLV) и значение IDLH – \(50.0\ \mathrm{мг}/\mathrm{м^3}\) (все значения выражены на основе содержания бария). Пользователи должны рассматривать аэрозоли и фракции респирабельной пыли как основной путь ингаляционного воздействия.