Как пишется сульфат бария

Сульфа́т ба́рия (сернокислый барий) — сернокислая соль бария. Химическая формула — BaSO₄.

Получение

1. Взаимодействием солей, оксида, пероксида или гидроксида бария с серной кислотой или растворимыми сульфатами:
   • BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl
   • Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaNO₃
   • BaO + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O
2. В промышленности большие объёмы сульфата бария получают из природного минерала тяжелого шпата, при этом исходное сырьё измельчается и отмучивается.

Свойства

Кристаллическое вещество — белый порошок или прозрачный кристалл, практически нерастворим в воде (растворимость 0,0015 г/л при 18 °C) и других растворителях. В природе встречается в виде минерала барита, который является основной бариевой рудой.

Химические свойства

• Плотность: 4,5 г/см³
• Молекулярный вес: 233,43 г/моль
• Температура плавления: 1580 °C
• Коэффициент преломления: 1,63

Сульфат бария не растворим в щелочах и большинстве кислот, однако растворим в хлорной воде, бромистоводородной и йодистоводородной кислотах, растворах гидрокарбонатов щелочных металлов^[1]. Вступает во взаимодействие с концентрированной серной кислотой, которая переводит нерастворимый сульфат в хорошо растворимый гидросульфат бария:

• BaSO₄ + H₂SO₄ → Ba(HSO₄)₂

При прокаливании с углём или коксом сульфат восстанавливается до сульфида:

• BaSO₄ + 2C → BaS + 2CO₂

При температуре свыше 1600 °C разлагается:

• 2BaSO₄ → 2BaO + 2SO₂ + O₂

Токсичность

Сульфат бария не является токсичным для организма веществом, в отличие от всех растворимых солей бария, и именно поэтому возможно его применение в качестве рентгеноконтрастного вещества.

Применение

Аналитическая химия

В аналитической химии сульфат бария применяют как хорошую гравиметрическую форму для определения сульфат-ионов и ионов бария в гравиметрическом анализе.

Рентгеноконтрастное вещество

Часто используется при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта как радиоконтрастное вещество, так как тяжёлые атомы бария хорошо поглощают рентгеновское излучение. Хотя все растворимые соли бария ядовиты, сульфат бария практически нерастворим в воде (и в растворе соляной кислоты, которая содержится в желудочном соке), поэтому он нетоксичен. Для рентгенографического исследования органов пищеварения пациент принимает внутрь суспензию сульфата бария («бариевую кашу») с содержанием бария 58,7 %.

Пигмент-наполнитель

Сульфат бария является одной из составляющих часть смесей, используемых в качестве белых пигментов:

1. Смесь сульфата бария с сульфидом цинка, получаемая взаимодействием растворов сульфида бария и сульфата цинка — литопон.
2. Мелкокристаллический сульфат бария, получаемый взаимодействием осаждением сульфата натрия из раствора сульфида бария — бланфикс (фр. Blanc fixe).

Употребляется как клеевая краска, так как не растворим в органических растворителях. Эти белила дешевле свинцовых, в отличие от них не токсичны и не темнеют от сернистого водорода.

Пиротехника

Сульфат бария используется как цветовой компонент для пиротехнических средств, так как ионы бария способствуют окрашиванию пламени в зеленый цвет. В настоящее время для этих целей в основном используют нитрат бария, за счет того, что он является сильным окислителем и способствует энергичному горению пиротехнической смеси.

Другие применения

Сульфат бария используется для различных промышленных целей:

1. В качестве наполнителя для фото- и писчей бумаги, для линолеума и для некоторых лако-красочных материалов. См., например, баритаж.
2. Как белый наполнитель для пластмасс, а также как компонент буровых растворов для увеличения их плотности.
3. В фотометрии: для окраски фотометрических шаров
4. В электрохимической промышленности при изготовлении свинцовых аккумуляторов как расширитель активной массы отрицательного электрода.
5. При производстве пасты для травления стекла.
6. При производстве некоторых огнеупорных материалов.
7. Протектор для рентгеновского излучения (бариевая штукатурка рентгеновских кабинетов).
8. Добавление в продукцию Lego на случай, если ребенок проглотит деталь.
9. Как основной компонент циммерита — обмазки брони немецких танков и САУ периода Второй мировой войны.

Ссылки

• Характеристики сульфата бария (аккумуляторного)
• Сульфат бария на медицинской энциклопедии

Литература

• Учебник общей химии Некрасов Б. В. 1981 год, в 2 томах.

Примечания

Бария сульфат – это неорганическое вещество с химической формулой BaSO₄. Представляет собой белый порошок без запаха, нерастворимый в воде. Его белизна и непрозрачность, а также высокая плотность определяют основные области применения.

История названия

Барий относится к щёлочноземельным металлам. Последние названы так потому, что, по словам Д. И. Менделеева, их соединения образуют нерастворимую массу земли, а окислы «имеют землистый вид». Барий в природе содержится в виде минерала барита, который представляет собой бария сульфат с различными примесями.

Впервые он был обнаружен шведскими химиками Шееле и Ганом в 1774 году в составе так называемого тяжелого шпата. Отсюда возникло и название минерала (от греч. «барис» – тяжелый), а затем и самого металла, когда в 1808 г. его выделил в чистом виде Гемфри Деви.

Физические свойства

Поскольку BaSO₄ – это соль серной кислоты, то ее физические свойства отчасти определяются самим металлом, который является мягким, химически активным и серебристо-белым. Природный барит бесцветен (иногда белый) и прозрачен. Химически чистый BaSO₄ имеет цвет от белого до бледно-желтого, он негорючий, с температурой плавления 1580°С.

Какая масса сульфата бария? Молярная масса его равна 233,43 г/моль. Он обладает необычайно высоким удельным весом – от 4,25 до 4,50 г/см³. Учитывая нерастворимость в воде, высокая плотность делает его незаменимым в качестве наполнителя водных буровых растворов.

Химические свойства

BaSO₄ – это одно из самых труднорастворимых в воде соединений. Его можно получить из двух хорошо растворимых солей. Возьмем водный раствор натрия сульфата – Na₂SO₄. Его молекула в воде диссоциирует на три иона: два Na⁺ и один SO₄ ^2-.

Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄ ^2-

Возьмем также водный раствор хлорида бария – BaCl₂, молекула которого диссоциирует на три иона: один Ba²⁺ и два Cl^— .

BaCl₂ → Ba²⁺ + 2Cl^—

Смешаем водный раствор сульфата и смесь, содержащую хлорид. Бария сульфат образуется в результате соединения в одну молекулу двух ионов с одинаковым по величине и противоположным по знаку зарядом.

Ba²⁺ + SO₄ ^2-→ BaSO₄

Ниже вы можете увидеть полное уравнение этой реакции (так называемое молекулярное).

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄

В результате образуется нерастворимый осадок сульфата бария.

Товарный барит

На практике исходным сырьем для получения товарного сульфата бария, предназначенного для использования в буровых растворах при бурении нефтегазовых скважин, является, как правило, минеральный барит.

Термин «первичный» барит относится к товарной продукции, которая включает в себя сырой материал (получаемый из шахт и карьеров), а также продукты простого обогащения такими методами, как промывка, осаждение, сепарация в тяжелых средах, флотация. Большая часть сырого барита требует доведения его до минимальной чистоты и плотности. Минерал, который используется в качестве наполнителя, измельчают и просеивают до однородного размера так, чтобы, по меньшей мере, 97 % его частиц имели размер до 75 мкм, и не более 30 % были менее 6 мкм. Первичный барит также должен быть достаточно плотным, чтобы его удельный вес составил 4,2 г/см³ или выше, но при этом достаточно мягким, чтобы не повредить подшипники.

Получение химически чистого продукта

Минеральный барит зачастую загрязнен различными примесями, в основном оксидами железа, окрашивающими его в различные цвета. Он обрабатывается карботермическим способом (нагревом с коксом). В результате получается сульфид бария.

BaSO₄ + 4 С → BaS + 4 СО

Последний, в отличие от сульфата, растворим в воде и легко реагирует с кислородом, галогенами и кислотами.

BaS + Н₂SO₄ → BaSO₄ + Н₂S

Чтобы получить высокочистый выходной продукт, используется серная кислота. Сульфат бария, образуемый по такому процессу, часто называют бланфиксом, что в переводе с французского означает «белый фиксированный». Он часто встречается в потребительских продуктах, таких как краски.

В лабораторных условиях сульфат бария образуется путем объединения в растворе ионов бария и сульфат-ионов (см. выше). Поскольку сульфат является наименее токсичной солью бария из-за ее нерастворимости, отходы, содержащие другие его соли, иногда обрабатывают сульфатом натрия, чтобы связать весь барий, являющийся достаточно токсичным.

Из сульфата в гидроксид и обратно

Исторически барит использовался для производства гидроксида бария Ba(OH)₂, необходимого при рафинировании сахара. Это вообще очень интересное и широко используемое в промышленности соединение. Оно хорошо растворимо в воде, образует раствор, известный как баритовая вода. Ее удобно использовать для связывания сульфат-ионов в различных составах путем образования нерастворимого BaSO₄.

Выше мы видели, что при нагреве в присутствии кокса из сульфата легко получить водорастворимый сульфид бария – BaS. Последний же при взаимодействии с горячей водой образует гидроксид.

BaS + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂S↑

Гидроксид бария и сульфат натрия, взятые в растворах, при смешивании дадут нерастворимый осадок сульфата бария и едкий натрий.

Ba(OH)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaOH

Получается, что природный бария сульфат (барит) промышленным способом сначала превращается в бария гидроксид, а затем служит для получения того же сульфата при очистке различных солевых систем от сульфат-ионов. Точно так же будет проходить реакция и при очистке от ионов SO₄ ^2- раствора сернокислой меди. Если сделать смесь «гидроксид бария + сульфат меди», то в результате получится гидроксид меди и нерастворимый бариевый сульфат.

CuSO₄ + Ba(OH)₂ → Cu(OH)₂ + BaSO₄↓

Даже в реакции с самой серной кислотой ее сульфат-ионы будут полностью связаны барием.

Использование в буровых растворах

Около 80 % мирового производства сульфата бария, очищенного и измельченного барита, потребляется в качестве компонента буровых растворов при создании нефтегазовых скважин. Добавка его увеличивает плотность жидкости, закачиваемой в скважину, с целью лучшего сопротивления высокому пластовому давлению и предотвращения прорывов.

Когда скважина бурится, долото проходит через различные образования, каждое из которых имеет свои характеристики. Чем больше глубина, тем больший процент барита должен присутствовать в структуре раствора. Дополнительным преимуществом является то, что бария сульфат – немагнитное вещество, поэтому он не мешает проведению различных измерений в скважине с помощью электронных устройств.

Лакокрасочная и бумажная промышленность

Большая часть синтетического BaSO₄ используется в качестве компонента белого пигмента для красок. Так, бланфикс в смеси с двуокисью титана (TiO₂) продается в качестве белой масляной краски, применяемой в живописи.

Сочетание BaSO₄ и ZnS (сульфид цинка) дает неорганический пигмент, который называется литопоном. Он используется в качестве покрытия для определенных сортов фотобумаги.

Совсем недавно бария сульфат был применен для осветления бумаги, предназначенной для струйных принтеров.

Применение в химической промышленности и цветной металлургии

В производстве полипропилена и полистирола BaSO₄ используют в качестве наполнителя в пропорции до 70 %. Он имеет эффект увеличения стойкости пластмасс к кислотам и щелочам, а также придает им непрозрачность.

Он также используется для производства других соединений бария, в частности его карбоната, который применяется для изготовления светодиодного стекла для телевизионных и компьютерных экранов (исторически в электронно-лучевых трубках).

Формы, используемые в отливке металлов, часто покрывают бария сульфатом для предотвращения сцепления с расплавленным металлом. Так поступают при изготовлении анодных медных пластин. Их отливают в медные изложницы, покрытые слоем сульфата бария. Когда жидкая медь затвердевает в виде готовой анодной пластины, она может быть легко извлечена из литейной формы.

Пиротехнические устройства

Поскольку соединения бария испускают зеленый свет при горении, то соли этого вещества часто используются пиротехнических формулах. Хотя нитрат и хлорат являются более распространенными, чем сульфат, последний широко используется в качестве компонента пиротехнических стробоскопов.

Рентгеноконтрастный препарат

Бария сульфат является рентгеноконтрастным агентом, используемым для диагностики определенных медицинских проблем. Так как подобные вещества являются непрозрачными для рентгеновских лучей (блокируют их в результате своей высокой плотности), то области тела, в которых они локализуются, появляются как белые участки на рентгеновской пленке. Это создает необходимое различие между одним (диагностируемым) органом и другими (окружающими его) тканями. Контраст поможет врачу увидеть любые особые условия, которые могут существовать в этом органе или части тела.

Бария сульфат принимается через рот или ректально при помощи клизмы. В первом случае он делает пищевод, желудок или тонкий кишечник непрозрачным для рентгеновских лучей. Таким образом, они могут быть сфотографированы. Если вещество введено при помощи клизмы, то толстую кишку или кишечник можно увидеть и зафиксировать рентгеновскими лучами.

Доза сульфата бария будет разной для разных пациентов, все зависит от типа теста. Препарат выпускается в виде специальной медицинской бариевой суспензии или в таблетках. Различные тесты, при которых нужен контраст и рентгеновское оборудование, требуют различного количества суспензии (в некоторых случаях необходим прием препарата в форме таблетки). Контрастное вещество должно использоваться только под непосредственным контролем врача.

Сульфат бария
Общие
Систематическое наименование	Сульфат бария
Химическая формула	BaSO4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твердый
Отн. молек. масса	233.43 а. е. м.
Плотность	4.5 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	1580 °C
Химические свойства
Растворимость в воде	0.000115 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7727-43-7

Сульфа́т ба́рия (сернокислый барий) — сернокислая соль бария. Химическая формула — BaSO₄.

Получение

1. Взаимодействием солей, оксида, пероксида или гидроксида бария с серной кислотой или растворимыми сульфатами:
   • BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl
   • Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaNO₃
   • BaO + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O
2. В промышленности большие объёмы сульфата бария получают из природного минерала тяжелого шпата, при этом исходное сырьё измельчается и отмучивается.

Свойства

Кристаллическое вещество — белый порошок или прозрачный кристалл, практически нерастворим в воде (растворимость 0,0015 г/л при 18 °C) и других растворителях. В природе встречается в виде минерала барита, который является основной бариевой рудой.

Химические свойства

• Плотность: 4,5 г/см³
• Молекулярный вес: 233,43 г/моль
• Температура плавления: 1580 °C
• Коэффициент преломления: 1,63

Сульфат бария не растворим в щелочах и большинстве кислот, однако растворим в хлорной воде, бромистоводородной и йодистоводородной кислотах, растворах гидрокарбонатов щелочных металлов^[1]. Вступает во взаимодействие с концентрированной серной кислотой, которая переводит нерастворимый сульфат в хорошо растворимый гидросульфат бария:

• BaSO₄ + H₂SO₄ → Ba(HSO₄)₂

При прокаливании с углём или коксом сульфат восстанавливается до сульфида:

• BaSO₄ + 2C → BaS + 2CO₂

При температуре свыше 1600 °C разлагается:

• 2BaSO₄ → 2BaO + 2SO₂ + O₂

Токсичность

Сульфат бария не является токсичным для организма веществом, в отличие от всех растворимых солей бария, и именно поэтому возможно его применение в качестве рентгеноконтрастного вещества.

Применение

Аналитическая химия

В аналитической химии сульфат бария применяют как хорошую гравиметрическую форму для определения сульфат-ионов и ионов бария в гравиметрическом анализе.

Рентгеноконтрастное вещество

Часто используется при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта как радиоконтрастное вещество, так как тяжёлые атомы бария хорошо поглощают рентгеновское излучение. Хотя все растворимые соли бария ядовиты, сульфат бария практически нерастворим в воде (и в растворе соляной кислоты, которая содержится в желудочном соке), поэтому он нетоксичен. Для рентгенографического исследования органов пищеварения пациент принимает внутрь суспензию сульфата бария («бариевую кашу») с содержанием бария 58,7 %.

Пигмент-наполнитель

Сульфат бария является одной из составляющих часть смесей, используемых в качестве белых пигментов:

1. Смесь сульфата бария с сульфидом цинка, получаемая взаимодействием растворов сульфида бария и сульфата цинка — литопон.
2. Мелкокристаллический сульфат бария, получаемый взаимодействием осаждением сульфата натрия из раствора сульфида бария — бланфикс (фр. Blanc fixe).

Употребляется как клеевая краска, так как не растворим в органических растворителях. Эти белила дешевле свинцовых, в отличие от них не токсичны и не темнеют от сернистого водорода.

Пиротехника

Сульфат бария используется как цветовой компонент для пиротехнических средств, так как ионы бария способствуют окрашиванию пламени в зеленый цвет. В настоящее время для этих целей в основном используют нитрат бария, за счет того, что он является сильным окислителем и способствует энергичному горению пиротехнической смеси.

Другие применения

Сульфат бария используется для различных промышленных целей:

1. В качестве наполнителя для фото- и писчей бумаги, для линолеума и для некоторых лако-красочных материалов. См., например, баритаж.
2. Как белый наполнитель для пластмасс, а также как компонент буровых растворов для увеличения их плотности.
3. В фотометрии: для окраски фотометрических шаров
4. В электрохимической промышленности при изготовлении свинцовых аккумуляторов как расширитель активной массы отрицательного электрода.
5. При производстве пасты для травления стекла.
6. При производстве некоторых огнеупорных материалов.
7. Протектор для рентгеновского излучения (бариевая штукатурка рентгеновских кабинетов).
8. Добавление в продукцию Lego на случай, если ребенок проглотит деталь.
9. Как основной компонент циммерита — обмазки брони немецких танков и САУ периода Второй мировой войны.

Ссылки

• Характеристики сульфата бария (аккумуляторного)
• Сульфат бария на медицинской энциклопедии

Литература

• Учебник общей химии Некрасов Б. В. 1981 год, в 2 томах.

Примечания

From Wikipedia, the free encyclopedia

Barium sulfate

Identifiers
CAS Number	7727-43-7
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:133326
ChEMBL	ChEMBL2105897
ChemSpider	22823
DrugBank	DB11150
ECHA InfoCard	100.028.896
EC Number	231-784-4
KEGG	D02052
PubChem CID	24414
RTECS number	CR060000
UNII	25BB7EKE2E
UN number	1564
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0050471
InChI InChI=1S/Ba.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2  Key: TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L  InChI=1/Ba.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 Key: TZCXTZWJZNENPQ-NUQVWONBAD
SMILES [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O
Properties
Chemical formula	BaSO4
Molar mass	233.39 g/mol
Appearance	white crystalline
Odor	odorless
Density	4.49 g/cm3
Melting point	1,580 °C (2,880 °F; 1,850 K)
Boiling point	1,600 °C (2,910 °F; 1,870 K) (decomposes)
Solubility in water	0.2448 mg/100 mL (20 °C) 0.285 mg/100 mL (30 °C)
Solubility product (Ksp)	1.0842 × 10−10 (25 °C)
Solubility	insoluble in alcohol,[1] soluble in concentrated, hot sulfuric acid
Magnetic susceptibility (χ)	−71.3·10−6 cm3/mol
Refractive index (nD)	1.636 (alpha)
Structure
Crystal structure	orthorhombic
Thermochemistry
Heat capacity (C)	101.7 J/(mol K)
Std molar entropy (S⦵298)	132 J/(mol·K)[2]
Std enthalpy of formation (ΔfH⦵298)	−1465 kJ/mol[2]
Pharmacology
ATC code	V08BA01 (WHO)
Routes of administration	by mouth, rectal
Pharmacokinetics:
Bioavailability	negligible by mouth
Excretion	rectal
Legal status	US: ℞-only
Hazards
GHS labelling:
Precautionary statements	P260, P264, P270, P273, P314, P501
NFPA 704 (fire diamond)	0 0 0
Flash point	noncombustible[3]
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	TWA 15 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp)[3]
REL (Recommended)	TWA 10 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp)[3]
IDLH (Immediate danger)	N.D.[3]
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).  verify (what is  ?) Infobox references

Barium sulfate (or sulphate) is the inorganic compound with the chemical formula BaSO₄. It is a white crystalline solid that is odorless and insoluble in water. It occurs as the mineral barite, which is the main commercial source of barium and materials prepared from it. The white opaque appearance and its high density are exploited in its main applications.^[4]

Uses[edit]

Drilling fluids[edit]

About 80% of the world’s barium sulfate production, mostly purified mineral, is consumed as a component of oil well drilling fluid. It increases the density of the fluid,^[5] increasing the hydrostatic pressure in the well and reducing the chance of a blowout.

Radiocontrast agent[edit]

Barium sulfate in suspension is often used medically as a radiocontrast agent for X-ray imaging and other diagnostic procedures. It is most often used in imaging of the GI tract during what is colloquially known as a «barium meal». It is administered orally, or by enema, as a suspension of fine particles in a thick milk-like solution (often with sweetening and flavoring agents added). Although barium is a heavy metal, and its water-soluble compounds are often highly toxic, the low solubility of barium sulfate protects the patient from absorbing harmful amounts of the metal. Barium sulfate is also readily removed from the body, unlike Thorotrast, which it replaced. Due to the relatively high atomic number (Z = 56) of barium, its compounds absorb X-rays more strongly than compounds derived from lighter nuclei.

Pigment[edit]

The majority of synthetic barium sulfate is used as a component of white pigment for paints. In oil paint, barium sulfate is almost transparent^{[citation needed]}, and is used as a filler or to modify consistency. One major manufacturer of artists’ oil paint sells «permanent white» that contains a mixture of titanium white pigment (TiO₂) and barium sulfate. The combination of barium sulfate and zinc sulfide (ZnS) is the inorganic pigment called lithopone. In photography it is used as a coating for certain photographic papers.^[5]
It is also used as a coating to diffuse light evenly.

Heat-reflecting paint[edit]

Barium sulfate is highly reflective, of both visible and ultraviolet light.^[6] Researchers used it as an ingredient in paint that reflects 98.1% of all solar radiation, thus cooling surfaces to which it has been applied. This contrasts with commercially available white paints which can only reflect 80 — 90%  of the sunlight.^[7] By using hexagonal nanoplatelet boron nitride, the thickness of a coating was reduced to 1.5 mm.^[6]

Paper brightener[edit]

A thin layer of barium sulfate called baryta is first coated on the base surface of most photographic paper to increase the reflectiveness of the image, with the first such paper introduced in 1884 in Germany.^[8] The light-sensitive silver halide emulsion is then coated over the baryta layer. The baryta coating limits the penetration of the emulsion into the fibers of the paper and makes the emulsion more even, resulting in more uniform blacks.^[9] Further coatings may then be present for fixing and protection of the image. Baryta has also been used to brighten papers intended for ink-jet printing.^[10]

Plastics filler[edit]

Barium sulfate is commonly used as a filler for plastics to increase the density of the polymer in vibrational mass damping applications. In polypropylene and polystyrene plastics, it is used as a filler in proportions up to 70%. It has an effect of increasing acid and alkali resistance and opacity. Such composites are also used as X-ray shielding materials due to their enhanced radio-opacity.^[11] For some particular applications, composites with high mass fraction (70–80%) of barium sulfate may be preferred to the more commonly used steel shields.^{[clarification needed][citation needed]}

Niche uses[edit]

Barium sulfate is used in soil testing. Tests for soil pH and other qualities of soil use colored indicators, and small particles (usually clay) from the soil can cloud the test mixture and make it hard to see the color of the indicator. Barium sulfate added to the mixture binds with these particles, making them heavier so they fall to the bottom, leaving a clearer solution.

In colorimetry, barium sulfate is used as a near-perfect diffuser when measuring light sources.

In metal casting, the moulds used are often coated with barium sulfate in order to prevent the molten metal from bonding with the mould.

It is also used in brake linings, anacoustic foams, powder coatings, and root canal filling.

Barium sulfate is an ingredient in the «rubber» pellets used by Chilean police.^[12] This together with silica helps the pellet attain a 96.5 shore A hardness.^[12]

Catalyst support[edit]

Barium sulfate is used as a catalyst support when selectively hydrogenating functional groups that are sensitive to overreduction. With a low surface area, the contact time of the substrate with the catalyst is shorter and thus selectivity is achieved. Palladium on barium sulfate is also used as a catalyst in the Rosenmund reduction.

Pyrotechnics[edit]

As barium compounds emit a characteristic green light when heated at high temperature, barium salts are often used in green pyrotechnic formulas, although nitrate and chlorate salts are more common. Barium sulfate is commonly used as a component of «strobe» pyrotechnic compositions.

Copper industry[edit]

As barium sulfate has a high melting point and is insoluble in water, it is used as a release material in casting of copper anode plates. The anode plates are cast in copper molds, so to avoid the direct contact of the liquid copper with the solid copper mold, a suspension of fine barium sulfate powder in water is used as a coating on the mold surface. Thus, when the molten copper solidifies in form of an anode plate it can be easily released from its mold.

Radiometric measurements[edit]

Barium sulfate is sometimes used (or else PTFE) to coat the interior of integrating spheres due to the high reflectance of the material and near Lambertian characteristics.

3D Printing of Firearms[edit]

Barium sulfate is listed as among the acceptable materials by the BATF for the manufacturing of plastics firearms and/or components, to achieve compliance with the U.S. federal requirement that an X-ray machine may be able to accurately depict the shape of the plastic firearm or component.^[13]

Production[edit]

Almost all of the barium consumed commercially is obtained from barite, which is often highly impure. Barite is processed by thermo-chemical sulfate reduction (TSR), also known as carbothermal reduction (heating with coke) to give barium sulfide:

BaSO₄ + 4 C → BaS + 4 CO

In contrast to barium sulfate, barium sulfide is soluble in water and readily converted to the oxide, carbonate, and halides. To produce highly pure barium sulfate, the sulfide or chloride is treated with sulfuric acid or sulfate salts:

BaS + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂S

Barium sulfate produced in this way is often called blanc fixe, which is French for «permanent white». Blanc fixe is the form of barium encountered in consumer products, such as paints.^[5]

In the laboratory barium sulfate is generated by combining solutions of barium ions and sulfate salts. Because barium sulfate is the least toxic salt of barium due to its insolubility, wastes containing barium salts are sometimes treated with sodium sulfate to immobilize (detoxify) the barium. Barium sulfate is one of the most insoluble salts of sulfate. Its low solubility is exploited in qualitative inorganic analysis as a test for Ba²⁺ ions, as well as for sulfate.

Untreated raw materials such as natural baryte formed under hydrothermal conditions may contain many impurities, a.o., quartz, or even amorphous silica.^[14]

History[edit]

Barium sulfate is reduced to barium sulfide by carbon. The accidental discovery of this conversion many centuries ago led to the discovery of the first synthetic phosphor.^[4] The sulfide, unlike the sulfate, is water-soluble.

During the early part of the 20th century, during the Japanese colonization period, hokutolite was found to exist naturally in the Beitou hot-springs area near Taipei City, Taiwan. Hokutolite is a radioactive mineral composed mostly of PbSO₄ and BaSO₄, but also containing traces of uranium, thorium and radium. The Japanese harvested these elements for industrial uses, and also developed dozens of “therapeutic hot-spring baths” in the area.^[15]

Safety aspects[edit]

Although soluble salts of barium are moderately toxic to humans, barium sulfate is nontoxic due to its insolubility. The most common means of inadvertent barium poisoning arises from the consumption of soluble barium salts mislabeled as BaSO₄. In the Celobar incident (Brazil, 2003), nine patients died from improperly prepared radiocontrast agent. In regards to occupational exposures, the Occupational Safety and Health Administration set a permissible exposure limit at 15 mg/m³, while the National Institute for Occupational Safety and Health has a recommended exposure limit at 10 mg/m³. For respiratory exposures, both agencies have set an occupational exposure limit at 5 mg/m³.^[16]

See also[edit]

• List of inorganic pigments
• Baryte

References[edit]

From Wikipedia, the free encyclopedia

Barium sulfate

Identifiers
CAS Number	7727-43-7
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:133326
ChEMBL	ChEMBL2105897
ChemSpider	22823
DrugBank	DB11150
ECHA InfoCard	100.028.896
EC Number	231-784-4
KEGG	D02052
PubChem CID	24414
RTECS number	CR060000
UNII	25BB7EKE2E
UN number	1564
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0050471
InChI InChI=1S/Ba.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2  Key: TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L  InChI=1/Ba.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 Key: TZCXTZWJZNENPQ-NUQVWONBAD
SMILES [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O
Properties
Chemical formula	BaSO4
Molar mass	233.39 g/mol
Appearance	white crystalline
Odor	odorless
Density	4.49 g/cm3
Melting point	1,580 °C (2,880 °F; 1,850 K)
Boiling point	1,600 °C (2,910 °F; 1,870 K) (decomposes)
Solubility in water	0.2448 mg/100 mL (20 °C) 0.285 mg/100 mL (30 °C)
Solubility product (Ksp)	1.0842 × 10−10 (25 °C)
Solubility	insoluble in alcohol,[1] soluble in concentrated, hot sulfuric acid
Magnetic susceptibility (χ)	−71.3·10−6 cm3/mol
Refractive index (nD)	1.636 (alpha)
Structure
Crystal structure	orthorhombic
Thermochemistry
Heat capacity (C)	101.7 J/(mol K)
Std molar entropy (S⦵298)	132 J/(mol·K)[2]
Std enthalpy of formation (ΔfH⦵298)	−1465 kJ/mol[2]
Pharmacology
ATC code	V08BA01 (WHO)
Routes of administration	by mouth, rectal
Pharmacokinetics:
Bioavailability	negligible by mouth
Excretion	rectal
Legal status	US: ℞-only
Hazards
GHS labelling:
Precautionary statements	P260, P264, P270, P273, P314, P501
NFPA 704 (fire diamond)	0 0 0
Flash point	noncombustible[3]
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)	TWA 15 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp)[3]
REL (Recommended)	TWA 10 mg/m3 (total) TWA 5 mg/m3 (resp)[3]
IDLH (Immediate danger)	N.D.[3]
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).  verify (what is  ?) Infobox references

Barium sulfate (or sulphate) is the inorganic compound with the chemical formula BaSO₄. It is a white crystalline solid that is odorless and insoluble in water. It occurs as the mineral barite, which is the main commercial source of barium and materials prepared from it. The white opaque appearance and its high density are exploited in its main applications.^[4]

Uses[edit]

Drilling fluids[edit]

About 80% of the world’s barium sulfate production, mostly purified mineral, is consumed as a component of oil well drilling fluid. It increases the density of the fluid,^[5] increasing the hydrostatic pressure in the well and reducing the chance of a blowout.

Radiocontrast agent[edit]

Barium sulfate in suspension is often used medically as a radiocontrast agent for X-ray imaging and other diagnostic procedures. It is most often used in imaging of the GI tract during what is colloquially known as a «barium meal». It is administered orally, or by enema, as a suspension of fine particles in a thick milk-like solution (often with sweetening and flavoring agents added). Although barium is a heavy metal, and its water-soluble compounds are often highly toxic, the low solubility of barium sulfate protects the patient from absorbing harmful amounts of the metal. Barium sulfate is also readily removed from the body, unlike Thorotrast, which it replaced. Due to the relatively high atomic number (Z = 56) of barium, its compounds absorb X-rays more strongly than compounds derived from lighter nuclei.

Pigment[edit]

The majority of synthetic barium sulfate is used as a component of white pigment for paints. In oil paint, barium sulfate is almost transparent^{[citation needed]}, and is used as a filler or to modify consistency. One major manufacturer of artists’ oil paint sells «permanent white» that contains a mixture of titanium white pigment (TiO₂) and barium sulfate. The combination of barium sulfate and zinc sulfide (ZnS) is the inorganic pigment called lithopone. In photography it is used as a coating for certain photographic papers.^[5]
It is also used as a coating to diffuse light evenly.

Heat-reflecting paint[edit]

Barium sulfate is highly reflective, of both visible and ultraviolet light.^[6] Researchers used it as an ingredient in paint that reflects 98.1% of all solar radiation, thus cooling surfaces to which it has been applied. This contrasts with commercially available white paints which can only reflect 80 — 90%  of the sunlight.^[7] By using hexagonal nanoplatelet boron nitride, the thickness of a coating was reduced to 1.5 mm.^[6]

Paper brightener[edit]

A thin layer of barium sulfate called baryta is first coated on the base surface of most photographic paper to increase the reflectiveness of the image, with the first such paper introduced in 1884 in Germany.^[8] The light-sensitive silver halide emulsion is then coated over the baryta layer. The baryta coating limits the penetration of the emulsion into the fibers of the paper and makes the emulsion more even, resulting in more uniform blacks.^[9] Further coatings may then be present for fixing and protection of the image. Baryta has also been used to brighten papers intended for ink-jet printing.^[10]

Plastics filler[edit]

Barium sulfate is commonly used as a filler for plastics to increase the density of the polymer in vibrational mass damping applications. In polypropylene and polystyrene plastics, it is used as a filler in proportions up to 70%. It has an effect of increasing acid and alkali resistance and opacity. Such composites are also used as X-ray shielding materials due to their enhanced radio-opacity.^[11] For some particular applications, composites with high mass fraction (70–80%) of barium sulfate may be preferred to the more commonly used steel shields.^{[clarification needed][citation needed]}

Niche uses[edit]

Barium sulfate is used in soil testing. Tests for soil pH and other qualities of soil use colored indicators, and small particles (usually clay) from the soil can cloud the test mixture and make it hard to see the color of the indicator. Barium sulfate added to the mixture binds with these particles, making them heavier so they fall to the bottom, leaving a clearer solution.

In colorimetry, barium sulfate is used as a near-perfect diffuser when measuring light sources.

In metal casting, the moulds used are often coated with barium sulfate in order to prevent the molten metal from bonding with the mould.

It is also used in brake linings, anacoustic foams, powder coatings, and root canal filling.

Barium sulfate is an ingredient in the «rubber» pellets used by Chilean police.^[12] This together with silica helps the pellet attain a 96.5 shore A hardness.^[12]

Catalyst support[edit]

Barium sulfate is used as a catalyst support when selectively hydrogenating functional groups that are sensitive to overreduction. With a low surface area, the contact time of the substrate with the catalyst is shorter and thus selectivity is achieved. Palladium on barium sulfate is also used as a catalyst in the Rosenmund reduction.

Pyrotechnics[edit]

As barium compounds emit a characteristic green light when heated at high temperature, barium salts are often used in green pyrotechnic formulas, although nitrate and chlorate salts are more common. Barium sulfate is commonly used as a component of «strobe» pyrotechnic compositions.

Copper industry[edit]

As barium sulfate has a high melting point and is insoluble in water, it is used as a release material in casting of copper anode plates. The anode plates are cast in copper molds, so to avoid the direct contact of the liquid copper with the solid copper mold, a suspension of fine barium sulfate powder in water is used as a coating on the mold surface. Thus, when the molten copper solidifies in form of an anode plate it can be easily released from its mold.

Radiometric measurements[edit]

Barium sulfate is sometimes used (or else PTFE) to coat the interior of integrating spheres due to the high reflectance of the material and near Lambertian characteristics.

3D Printing of Firearms[edit]

Barium sulfate is listed as among the acceptable materials by the BATF for the manufacturing of plastics firearms and/or components, to achieve compliance with the U.S. federal requirement that an X-ray machine may be able to accurately depict the shape of the plastic firearm or component.^[13]

Production[edit]

Almost all of the barium consumed commercially is obtained from barite, which is often highly impure. Barite is processed by thermo-chemical sulfate reduction (TSR), also known as carbothermal reduction (heating with coke) to give barium sulfide:

BaSO₄ + 4 C → BaS + 4 CO

In contrast to barium sulfate, barium sulfide is soluble in water and readily converted to the oxide, carbonate, and halides. To produce highly pure barium sulfate, the sulfide or chloride is treated with sulfuric acid or sulfate salts:

BaS + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂S

Barium sulfate produced in this way is often called blanc fixe, which is French for «permanent white». Blanc fixe is the form of barium encountered in consumer products, such as paints.^[5]

In the laboratory barium sulfate is generated by combining solutions of barium ions and sulfate salts. Because barium sulfate is the least toxic salt of barium due to its insolubility, wastes containing barium salts are sometimes treated with sodium sulfate to immobilize (detoxify) the barium. Barium sulfate is one of the most insoluble salts of sulfate. Its low solubility is exploited in qualitative inorganic analysis as a test for Ba²⁺ ions, as well as for sulfate.

Untreated raw materials such as natural baryte formed under hydrothermal conditions may contain many impurities, a.o., quartz, or even amorphous silica.^[14]

History[edit]

Barium sulfate is reduced to barium sulfide by carbon. The accidental discovery of this conversion many centuries ago led to the discovery of the first synthetic phosphor.^[4] The sulfide, unlike the sulfate, is water-soluble.

During the early part of the 20th century, during the Japanese colonization period, hokutolite was found to exist naturally in the Beitou hot-springs area near Taipei City, Taiwan. Hokutolite is a radioactive mineral composed mostly of PbSO₄ and BaSO₄, but also containing traces of uranium, thorium and radium. The Japanese harvested these elements for industrial uses, and also developed dozens of “therapeutic hot-spring baths” in the area.^[15]

Safety aspects[edit]

Although soluble salts of barium are moderately toxic to humans, barium sulfate is nontoxic due to its insolubility. The most common means of inadvertent barium poisoning arises from the consumption of soluble barium salts mislabeled as BaSO₄. In the Celobar incident (Brazil, 2003), nine patients died from improperly prepared radiocontrast agent. In regards to occupational exposures, the Occupational Safety and Health Administration set a permissible exposure limit at 15 mg/m³, while the National Institute for Occupational Safety and Health has a recommended exposure limit at 10 mg/m³. For respiratory exposures, both agencies have set an occupational exposure limit at 5 mg/m³.^[16]

See also[edit]

• List of inorganic pigments
• Baryte

References[edit]

Сульфат бария — вещество, встречающееся в природе в виде минерала барит с формулой BaSO4. Природный минерал может быть как прозрачным или белым, так и окрашенным из-за присутствия примесей. Используемый в промышленности реактив — это мелкодисперсионный порошок белого или с легким желтоватым оттенком цвета. Чем чище вещество, тем оно белее.

Сульфат бария очень инертен, не растворяется ни в воде, ни в растворителях. Нейтрален к щелочам и большинству кислот, пожаробезопасен, не ядовит. Чтобы вызвать термическое разложение, его нужно нагреть до t +1600 °С. Взаимодействует с концентрированной серной кислотой H2SO4, бромоводородной HBr и йодноводородной HI кислотами, хлорной водой, углеродом, водородом, едким натром NaOH.

Получение

Сульфат бария производят переработкой и очисткой природного сырья — барита (тяжелого шпата). Кроме этого существуют лабораторные способы:
• реакцией обмена растворимых солей бария и серной кислоты;
• реакцией обмена между сульфатом ZnSO4 и сульфидом BaS;
• взаимодействием бариевого оксида BaO или пероксида BaO2 с серной кислотой;
• воздействием гидроокиси Ba(OH)2 на серную кислоту, ее соль или оксид серы SO3.

Применение

Сульфат бария применяется во многих областях, благодаря невысокой стоимости и нетоксичности. Востребован в лабораторной аналитике, промышленности, быту.

• В медицине — контрастное вещество при рентгеноскопии ЖКТ.
• Добавляется в штукатурку рентгенкабинетов для поглощения рентгеновских лучей.
• В гравиметрическом анализе для идентификации бариевых ионов и сульфат-ионов.
• Белый пигмент и наполнитель в лакокрасочной индустрии, при производстве пластиков, клеев, бумаги, линолеума и т.п.
• Входит в состав буровых растворов при нефтедобыче, паст для травления стекла, огнеупоров, пиротехнических смесей.
• Используется для покрытия пресс-форм на металлургических предприятиях.
• В электротехнике для изготовления свинцовых аккумуляторов.
• В химпроме — сырье для получения бариесодержащих соединений.

Меры безопасности

Как химическое вещество сульфат бария неядовит и пожаробезопасен. В воде и соляной кислоте не растворим, поэтому организмом человека не усваивается, не оказывает на него токсического воздействия. Тем не менее, его мелкодисперсионная пыль раздражает дыхательные пути и слизистые, и их следует защищать при работе. ГОСТ требует, чтобы работы с реактивом проводились в помещениях с оборудованной принудительной системой вентиляции, а работники использовали средства защиты: маски и пылезащитные очки.

Условия хранения

Хранят сульфат бария на сухих складах в пластиковых мешках, бочках, флягах, стеклянных сосудах. Если реактив упакован герметично, то допускается хранение на открытых площадках.

Как приобрести вещество у ПраймКемикалсГрупп

В магазине ПраймКемикалсГрупп можно купить сульфат бария высокой чистоты. Для этого достаточно сделать заказ на сайте pcgroup.ru, на странице товара, или звоните по одному из телефонов, указанных в верхней части страницы. Мы также отвечаем на вопросы и оформляем заказы через электронную почту info@pcgroup.ru или мессенджеры WhatsApp и Telegram: +7(929) 635 82 73. Организована доставка во все регионы России.

Сульфат бария
Общие
Систематическое наименование	Сульфат бария
Хим. формула	BaSO4
Рац. формула	BaSO4
Физические свойства
Состояние	твёрдый
Молярная масса	233.43 г/моль
Плотность	4.5 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2876°F (1580°C)
• разложения	2912±1°F (1600°C)
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,0002448 г/100 мл (20 °C) 0,000285 г/100 мл (30 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	7727-43-7
Безопасность
Токсичность	не токсичен
NFPA 704	0 0 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Сульфа́т ба́рия (сернокислый барий) — сернокислая соль бария. Химическая формула — BaSO₄.

Получение

Сульфат бария получают взаимодействием растворимых солей, оксида, пероксида или гидроксида бария с серной кислотой или растворимыми сульфатами:

[math]ce{ BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 v + 2 NaCl }[/math]

[math]ce{ BaO + H2SO4 -> BaSO4 v + H2O }[/math]

[math]ce{ BaO2 + H2SO4 -> BaSO4 v + H2O2 }[/math]

Последняя реакция используется также для получения пероксида водорода.

В промышленности большие объёмы сульфата бария получают из природного минерала тяжёлого шпата, при этом исходное сырьё измельчается и декантируется.

Свойства

Кристаллическое вещество — белый порошок или прозрачный кристалл, практически нерастворим в воде (растворимость 0,0015 г/л при 18 °C)^{[уточнить]} и других растворителях. В природе встречается в виде минерала барита, который является основной бариевой рудой.

Коэффициент преломления коллоидной частицы (дисперсной фазы) n = 1,63^{[прояснить]}.

Химические свойства

• Сульфат бария нерастворим в щелочах и большинстве кислот, однако растворим в хлорной воде, бромистоводородной и иодистоводородной кислотах, растворах гидрокарбонатов щелочных металлов^[1].
• Вступает во взаимодействие с концентрированной серной кислотой, которая переводит нерастворимый сульфат в хорошо растворимый гидросульфат бария:

  [math]ce{ BaSO4 + H2SO4 -> Ba(HSO4)2 }[/math]

• При прокаливании с углём или коксом сульфат восстанавливается до сульфида:

  [math]ce{ BaSO4 + 4 C -> BaS + 4 CO ^ }[/math]

• При температурах выше 1600 °C разлагается:

  [math]ce{ 2 BaSO4 -> 2 BaO + 2 SO2 ^ + O2 ^ }[/math]

Токсичность

Сульфат бария в силу низкой растворимости в воде не является токсичным для организма веществом, в отличие от всех растворимых солей бария, и поэтому возможно его применение в качестве рентгеноконтрастного вещества. Однако стоит учесть, что в медицине используется фармакопейный сульфат бария, в котором гарантируется отсутствие токсичных примесей и возбудителей инфекций^[2]. Промышленный сульфат бария может содержать токсичные для человека примеси. Применение сульфата бария, кустарно приготовленного из токсичного карбоната бария, послужило причиной человеческих жертв в инциденте с Целобаром^[en] в Бразилии^[3]. Следственный комитет Российской Федерации связывает смерти 7 пациентов в Санкт-Петербурге в период с декабря 2021 по январь 2022 с использованием при рентгенографии желудка промышленного сульфата бария^[4].

Применение

Аналитическая химия

В аналитической химии сульфат бария применяют как хорошую гравиметрическую форму для определения сульфат-ионов и ионов бария в гравиметрическом анализе.

Рентгеноконтрастное вещество

Часто используется при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта как радиоконтрастное вещество, так как тяжёлые атомы бария хорошо поглощают рентгеновское излучение. Хотя все растворимые соли бария ядовиты, сульфат бария практически нерастворим в воде (и в соляной кислоте, которая содержится в желудочном соке), поэтому он нетоксичен. Для рентгенографического исследования органов пищеварения пациент принимает внутрь суспензию сульфата бария («баритовую кашу») с содержанием бария 58,7 % (массовая доля бария в BaSO₄).

Пигмент-наполнитель

Сульфат бария является одной из составляющих смесей, используемых в качестве белых пигментов:

1. Смесь сульфата бария с сульфидом цинка, получаемая взаимодействием растворов сульфида бария и сульфата цинка, — литопон.
2. Мелкокристаллический сульфат бария, получаемый осаждением сульфатом натрия из раствора сульфида бария, — бланфикс (фр. blanc fixe).

Употребляется как клеевая краска, так как нерастворим в органических растворителях. Эти белила дешевле свинцовых, в отличие от них не токсичны и не темнеют от сероводорода.

Другие применения

Сульфат бария используется для различных промышленных целей:

1. В качестве наполнителя для фото- и писчей бумаги, для линолеума и для некоторых лако-красочных материалов. См., например, баритаж.
2. Как белый наполнитель для пластмасс.
3. В фотометрии: для окраски фотометрических шаров.
4. В электрохимической промышленности при изготовлении свинцовых аккумуляторов как расширитель активной массы отрицательного электрода.
5. При производстве пасты для травления стекла.
6. При производстве некоторых огнеупорных материалов.
7. Протектор для рентгеновского излучения (бариевая штукатурка рентгеновских кабинетов).
8. Добавление в продукцию Lego для обеспечения рентгеноконтрастности на случай, если ребёнок проглотит деталь (это был эксперимент, который закончился неудачно в 1996 году, из-за снижения прочности деталей и токсичности сульфата бария промышленного качества).^[5]
9. Как основной компонент циммерита — обмазки брони немецких танков и САУ периода Второй мировой войны.
10. В виде баритового концентрата при бурении скважин для утяжеления глинистых буровых растворов.
11. В качестве белого пигмента при производстве бумаги.

Примечания

Литература

• Учебник общей химии Некрасов Б. В. 1981 год, в 2 томах.

Ссылки

• Характеристики сульфата бария (аккумуляторного)
• Сульфат бария на медицинской энциклопедии (недоступная ссылка)