Сульфат барію

Шаблон:Речовина Сульфа́т ба́рію, ба́рій сульфа́т — неорганічна сполука, барієва сіль сульфатної кислоти складу BaSO₄. Сіль є нерозчинною у воді, етанолі, розчинна у концентрованій сульфатній кислоті.

Застосовується у виробництві білих пігментів, для охолодження та змащування бурових інструментів на нафтових свердловинах. Також використовується як протирадіаційна добавка в бетон та при рентгеноскопії стравоходу.

Поширення у природі

Барит (родовище у ПАР)

У земних надрах сульфат барію поширений у вигляді мінералу бариту BaSO₄.

Фізичні властивості

Сульфат барію є білими ромбічними кристалами. Погано розчиняється у воді (добуток розчинності 1,08·10^-10). Розчиняється у хлорній воді, бромідній та йодидній кислотах. Як розчинники сульфату барію також використовують нітрат цирконію, тіосульфат натрію, метафосфати і гідрокарбонати лужних металів.

Фосфоренціює в рентгенівських та катодних променях.

Отримання

Сульфат барію можна синтезувати дією сульфатної кислоти на солі барію. Продукт легко виділяється з розчину завдяки його малій розчинності:

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Також застосовуються і реакції обміну, які включають варіації із використанням гідроксиду барію, сульфатів лужних металів

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Також сульфат отримують прокалюванням сульфіду барію за температури 1000 °C:

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{1000^{o}C}{\to }\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Інші методи включають використання пероксиду барію, термічне розкладання сульфіту або тіосульфату барію:

$\mathrm{B}\mathrm{a}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

$\mathrm{4}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{3}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}$

$\mathrm{4}\mathrm{B}\mathrm{a}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{3}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{S}$

Хімічні властивості

При нагріванні понад 1600 °C сульфат барію починає розкладатися:

$\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{>1600^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Сполука не розчиняється у воді, не розчиняється і не реагує із багатьма кислотами. У концентрованій сульфатній кислоті BaSO₄ утворює кислу сіль — гідросульфат барію:

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\stackrel{20-50^{o}C}{\to }\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$

Сульфат відновлюється коксом, воднем до сульфіду:

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{900-1000^{o}C}{\to }\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{C}\stackrel{1100-1200^{o}C}{\to }\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Токсичність

Сполуки барію є токсичними для людини, однак, на відміну від багатьох інших сполук, сульфат практично не розчинний у воді, а тому не має токсичної дії. На цьому і засновується дія антидоту при отруєннях солями барію — прийняти дозу сульфатів натрію або магнію для переведення барію у нерозчинний стан.

Застосування

Сульфат барію, осаджений спільно з сульфідом цинку, використовується як білий пігмент для захисного покриття — літопон. У суміші з сульфідом натрію він використовується як білий пігмент blanc fixe (Шаблон:Lang-fr).

Також BaSO₄ використовується як буровий розчин для змащування й охолоджування бурового інструменту на нафтових свердловинах; він входить до складу укріплювача стінок свердловини для запобігання її обвалу.

Сульфат барію застосовується як наповнювач у фарбах, пластмасах та гумових виробах, як протирадіаційний компонент бетону, як флюс і добавки до скла, які збільшують показник заломлення. Він використовується як харчова добавка для збільшення непрозорості під час проведення рентгеноскопії органів травлення (так звана барієва каша).

Див. також

• Барит
• Баритаж
• Сульфід барію

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru

Посилання

• БАРІЮ СУЛЬФАТ Шаблон:Webarchive Фармацевтична енциклопедія