Сульфат бария - Barium sulfate

Сульфат бария
Идентификаторы
Количество CAS
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard	100.028.896
Номер ЕС
КЕГГ
PubChem CID
Номер RTECS
UNII
Номер ООН	1564
Панель управления CompTox ( EPA )
	ИнЧИ InChI = 1S / Ba.H2O4S / c; 1-5 (2,3) 4 / ч; (H2,1,2,3,4) / q + 2; / p-2 Ключ: TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L ; InChI = 1 / Ba.H2O4S / c; 1-5 (2,3) 4 / ч; (H2,1,2,3,4) / q + 2; / p-2 Ключ: TZCXTZWJZNENPQ-NUQVWONBAD ;
	Улыбки [Ba + 2]. [O-] S ([O -]) (= O) = O;
Характеристики
Химическая формула	BaSO 4
Молярная масса	233,38 г / моль
Появление	белый кристаллический
Запах	без запаха
Плотность	4,49 г / см 3
Температура плавления	1580 ° С (2880 ° F, 1850 К)
Точка кипения	1600 ° С (2910 ° F, 1870 К) (разлагается)
Растворимость в воде	0,2448 мг / 100 мл (20 ° C) ; 0,285 мг / 100 мл (30 ° C)
Произведение растворимости ( K уд )	1,0842 × 10 -10 (25 ° С)
Растворимость	не растворим в спирте , растворим в концентрированной горячей серной кислоте
Магнитная восприимчивость (χ)	−71,3 · 10 −6 см 3 / моль
Показатель преломления ( n D )	1,636 (альфа)
Состав
Кристальная структура	ромбический
Термохимия
Стандартная мольная ; энтропия ( S o 298 )	132 Дж / (моль · К)
Std энтальпия ; формации (Δ F H ⦵ 298 )	−1465 кДж / моль
Фармакология
Код УВД	V08BA01 ( ВОЗ )
Пути ; администрирования	внутрь, ректально
	Фармакокинетика :
Биодоступность	незначительный во рту
Экскреция	ректальный
Легальное положение
Опасности
Меры предосторожности GHS	P260 , P264 , P270 , P273 , P314 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 0 0
точка возгорания	негорючий
	NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	TWA 15 мг / м 3 (всего) TWA 5 мг / м 3 (соответственно)
REL (рекомендуется)	TWA 10 мг / м 3 (всего) TWA 5 мг / м 3 (соответственно)
IDLH (Непосредственная опасность)	ND
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
	проверить ( что есть ?)
	Ссылки на инфобоксы

Сульфат (или сульфат ) бария - неорганическое соединение с химической формулой Ba SO ₄ . Это белое кристаллическое твердое вещество без запаха, не растворимое в воде . Он встречается в виде минерального барита , который является основным коммерческим источником бария и материалов, полученных из него. Белый непрозрачный внешний вид и его высокая плотность используются в основных сферах его применения.

Использует

Буровые растворы

Около 80% мирового производства сульфата бария, в основном очищенного минерала, потребляется как компонент бурового раствора для нефтяных скважин . Это увеличивает плотность жидкости, увеличивает гидростатическое давление в скважине и снижает вероятность выброса .

Радиоконтрастный агент

Барий сульфат в суспензии часто применяется в медицине в качестве рентгеноконтрастного агента для рентгеновской визуализации и других диагностических процедур. Это наиболее часто используется для визуализации желудочно-кишечного тракта во время того, что в просторечии известно как « бариевая мука ». Его вводят перорально или посредством клизмы в виде суспензии мелких частиц в густом молочно-подобном растворе (часто с добавлением подсластителей и ароматизаторов). Хотя барий является тяжелым металлом , а его водорастворимые соединения часто очень токсичны, низкая растворимость сульфата бария защищает пациента от поглощения вредных количеств металла. Сульфат бария также легко выводится из организма, в отличие от Торотраста , который он заменил. Из-за относительно высокого атомного номера ( Z = 56) бария его соединения поглощают рентгеновские лучи сильнее, чем соединения, полученные из более легких ядер.

Пигмент

Большая часть синтетического сульфата бария используется как компонент белого пигмента для красок. В масляной краске сульфат бария почти прозрачен и используется в качестве наполнителя или для изменения консистенции. Один крупный производитель масляных красок для художников продает «перманентный белый», который содержит смесь титанового белого пигмента ( TiO ₂ ) и сульфата бария. Комбинация сульфата бария и сульфида цинка (ZnS) представляет собой неорганический пигмент, называемый литопоном . В фотографии он используется в качестве покрытия для некоторых видов фотобумаги.

Светоотражающая краска

В 2021 году исследователи из Университета Пердью объявили, что они создали краску с использованием сульфата бария, который отражает 98,1% всей солнечной радиации , тем самым охлаждая поверхности, на которые она была нанесена.

Это контрастирует с имеющимися в продаже белыми красками, которые могут отражать только 80-90% солнечного света, падающего на такие окрашенные поверхности, в результате чего они становятся теплее. Исследователи заключили партнерские отношения с компанией, чтобы увеличить масштабы краски и вывести ее на рынок, и на данный момент на эту краску подан патент.

Осветлитель для бумаги

Тонкий слой сульфата бария, называемый баритой, сначала наносится на базовую поверхность большинства фотобумаги для увеличения отражательной способности изображения, причем первая такая бумага была представлена в 1884 году в Германии . Затем на баритовый слой наносят светочувствительную эмульсию галогенида серебра . Покрытие из барита ограничивает проникновение эмульсии в волокна бумаги и делает эмульсию более однородной, что приводит к более однородному черному цвету. (Затем могут присутствовать дополнительные покрытия для фиксации и защиты изображения.) В последнее время барита использовалась для осветления бумаги, предназначенной для струйной печати .

Пластмассовый наполнитель

Сульфат бария обычно используется в качестве наполнителя для пластмасс для увеличения плотности полимера при гашении вибрационной массы. В полипропиленовых и полистирольных пластиках он используется в качестве наполнителя в пропорциях до 70%. Он увеличивает стойкость к кислотам и щелочам и непрозрачность. Такие композиты также используются в качестве материалов для защиты от рентгеновских лучей из-за их повышенной радиопрозрачности. Для некоторых конкретных применений композиты с высокой массовой долей (70–80%) сульфата бария могут быть предпочтительнее более часто используемых стальных экранов.

Ниша использует

Сульфат бария используется при испытании почвы. В тестах на pH почвы и другие качества почвы используются цветные индикаторы, а мелкие частицы (обычно глины) из почвы могут затуманивать тестовую смесь и затруднять различимость цвета индикатора. Сульфат бария, добавленный в смесь, связывается с этими частицами, делая их тяжелее, поэтому они падают на дно, оставляя более прозрачный раствор.

В колориметрии сульфат бария используется как почти идеальный рассеиватель при измерении источников света.

При литье металла используемые формы часто покрывают сульфатом бария, чтобы предотвратить сцепление расплавленного металла с формой.

Он также используется в тормозных накладках , акустических пенах, порошковых покрытиях и пломбировании корневых каналов .

Сульфат бария входит в состав «резиновых» гранул, используемых чилийской полицией . Это вместе с диоксидом кремния помогает гранулы достигают 96,5 на Shore A твердость.

Поддержка катализаторов

Сульфат бария используется в качестве носителя катализатора при селективном гидрировании функциональных групп, чувствительных к избыточному восстановлению . При небольшой площади поверхности время контакта подложки с катализатором меньше, и, таким образом, достигается селективность. Палладий на сульфате бария также используется в качестве катализатора при восстановлении Розенмунда .

Пиротехника

Поскольку соединения бария излучают характерный зеленый свет при нагревании при высокой температуре, соли бария часто используются в зеленых пиротехнических формулах, хотя соли нитрата и хлората более распространены. Сульфат бария обычно используется в составе пиротехнических композиций «строб».

Медная промышленность

Поскольку сульфат бария имеет высокую температуру плавления и нерастворим в воде, он используется в качестве разделительного материала при отливке медных анодных пластин . В анодных пластинах отлиты в медных формах, таким образом , чтобы избежать прямого контакта жидкой меди с твердой медной литейной формы, суспензия порошка сульфата бария тонкого в воде используются в качестве покрытия на поверхности прессов - формы. Таким образом, когда расплавленная медь затвердевает в виде анодной пластины, ее можно легко извлечь из формы.

Радиометрические измерения

Сульфат бария иногда используется (или ПТФЭ) для покрытия внутренней части интегрирующих сфер из-за высокой отражательной способности материала и характеристик, близких к ламбертовским .

Производство

Почти весь коммерчески потребляемый барий получают из барита , который часто очень загрязнен. Барит обрабатывается термохимическим восстановлением сульфата (TSR), также известным как карботермическое восстановление (нагревание с помощью кокса ), с получением сульфида бария :

BaSO ₄ + 4 C → BaS + 4 CO

В отличие от сульфата бария сульфид бария растворим в воде и легко превращается в оксид, карбонат и галогениды. Чтобы получить сульфат бария высокой чистоты, сульфид или хлорид обрабатывают серной кислотой или сульфатными солями:

BaS + H ₂ SO ₄ → BaSO ₄ + H ₂ S

Полученный таким образом сульфат бария часто называют blanc fixe , что по-французски означает «перманентный белый». Blanc fixe - это форма бария, встречающаяся в потребительских товарах, таких как краски.

В лаборатории сульфат бария получают путем объединения растворов ионов бария и сульфатных солей. Поскольку сульфат бария является наименее токсичной солью бария из-за его нерастворимости, отходы, содержащие соли бария, иногда обрабатывают сульфатом натрия для иммобилизации (детоксикации) бария. Сульфат бария - одна из самых нерастворимых солей сульфата. Его низкая растворимость используется в качественном неорганическом анализе как тест на ионы Ba ²⁺ , а также на сульфат.

Необработанное сырье, такое как природный барит, образовавшийся в гидротермальных условиях, может содержать много примесей, а также кварц или даже аморфный кремнезем .

История

Сульфат бария восстанавливается до сульфида бария углеродом. Случайное открытие этого преобразования много веков назад привело к открытию первого синтетического люминофора . Сульфид, в отличие от сульфата, растворим в воде.

В начале 20-го века, в период японской колонизации, было обнаружено , что хокутолит существует в естественных условиях в районе горячих источников Бэйтоу недалеко от города Тайбэй, Тайвань. Хокутолит - радиоактивный минерал, состоящий в основном из PbSO ₄ и BaSO ₄ , но также содержащий следы урана, тория и радия. Японцы собирали эти элементы для промышленного использования, а также разработали в этом районе десятки « лечебных ванн с горячими источниками ».

Аспекты безопасности

Хотя растворимые соли бария умеренно токсичны для человека, сульфат бария нетоксичен из-за своей нерастворимости. Наиболее распространенные способы непреднамеренного отравления барием возникают в результате употребления растворимых солей бария, ошибочно обозначенных как BaSO ₄ . Во время инцидента с Келобаром (Бразилия, 2003 г.) девять пациентов умерли от неправильно приготовленного рентгеноконтрастного вещества. Что касается профессионального облучения, Управление по охране труда установило допустимый предел воздействия на уровне 15 мг / м ³ , в то время как Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья установил рекомендуемый предел воздействия на уровне 10 мг / м ³ . Для респираторного воздействия оба агентства установили предел профессионального воздействия на уровне 5 мг / м ³ .

Смотрите также

использованная литература

^ Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). CRC Press. 2004. С. 4–45 . ISBN 0-8493-0485-7.
^ ^a ^b Zumdahl, Стивен С. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Компания Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-94690-7.
^ ^a ^b ^c ^d Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0047» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ ^a ^b Холлеман, AF и Wiberg, E. (2001) Неорганическая химия , Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5 .
^ ^a ^b ^c Роберт Кресс, Ульрих Баудис, Пол Йегер, Х. Герман Рихерс, Хайнц Вагнер, Йохен Винклер, Ханс Уве Вольф, «Барий и соединения бария» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a03_325.pub2
^ Purdue запись для белее краски появляется в последнем издании «Книги рекордов Гиннесса» , по Kayla Уайлс, в Purdue University ; опубликовано 16 сентября 2021 г .; получено 18 октября 2021 г.
^ Институт сохранения Гетти, Серебряный желатин. Атлас аналитических подписей фотографических процессов . Фонд Дж. Пола Гетти, 2013.
^ Сальваджо, Нанетт Л. Основные фотографические материалы и процессы. Тейлор и Фрэнсис, США, 27 октября 2008 г., стр. 362.
^ Никитас, Теано. «Бумага для струйной печати, которая придаст вашим фотографиям изюминку: вам и вашим клиентам надоели распечатки фотографий? Посмотрите нашу любимую бумагу для изобразительного искусства и специальную бумагу для струйной печати, которая обязательно выделит ваши изображения». Фото Новости округа Июль 2012: 36+. Справочный центр ЗОЛОТО. Интернет. 3 ноября 2012 г.
^ Лопрести, Маттиа; Альберто, Габриэле; Кантамесса, Симона; Кантино, Джорджио; Контеросито, Элеонора; Палин, Лука; Миланезио, Марко (28 января 2020 г.). «Легкие, легко формуемые и нетоксичные композиты на основе полимеров для жесткой защиты от рентгеновских лучей: теоретическое и экспериментальное исследование» . Международный журнал молекулярных наук . 21 (3): 833. DOI : 10,3390 / ijms21030833 . PMC 7037949 . PMID 32012889 .
^ ^a ^b "Investigación U. de Chile comprueba que perdigones usados por Carabineros contienen solo 20 por ciento de goma" . Университет Чили . 18 ноября 2019 . Проверено 29 июня 2020 года .
^ Fedele, L .; Todesca, R .; Бони, М. (2003). «Барит-кремнеземная минерализация в межордовикском несогласии на юго-западе Сардинии (Италия): исследование флюидных включений». Минералогия и петрология . 77 (3–4): 197–213. Bibcode : 2003MinPe..77..197F . DOI : 10.1007 / s00710-002-0200-9 . ISSN 0930-0708 . S2CID 129874363 .
^ Чу, Ти-Чи; Ван, Чен-Джонг (2000). «Радиоактивное нарушение равновесия рядов нуклидов урана и тория в горячих источниках и речных водах бассейна горячих источников Пэйтоу в Тайбэе» . Журнал ядерных и радиохимических наук . 1 (1): 5–10. DOI : 10.14494 / jnrs2000.1.5 .
^ «Сульфат бария» . Карманный справочник NIOSH по химической опасности . Центры по контролю и профилактике заболеваний. 4 апреля 2011 . Проверено 18 ноября 2013 года .

[1] Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). CRC Press. 2004. С. 4–45 . ISBN 0-8493-0485-7.

[Zumdahl,_Steven_S._2009-2] Zumdahl, Стивен С. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Компания Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-94690-7.

[PGCH-3] Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0047» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[Holleman-4] Холлеман, AF и Wiberg, E. (2001) Неорганическая химия , Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5 .

[Ullmann-5] Роберт Кресс, Ульрих Баудис, Пол Йегер, Х. Герман Рихерс, Хайнц Вагнер, Йохен Винклер, Ханс Уве Вольф, «Барий и соединения бария» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a03_325.pub2

[PurduePaint-6] Purdue запись для белее краски появляется в последнем издании «Книги рекордов Гиннесса» , по Kayla Уайлс, в Purdue University ; опубликовано 16 сентября 2021 г .; получено 18 октября 2021 г.

[getty-sg-7] Институт сохранения Гетти, Серебряный желатин. Атлас аналитических подписей фотографических процессов . Фонд Дж. Пола Гетти, 2013.

[8] Сальваджо, Нанетт Л. Основные фотографические материалы и процессы. Тейлор и Фрэнсис, США, 27 октября 2008 г., стр. 362.

[9] Никитас, Теано. «Бумага для струйной печати, которая придаст вашим фотографиям изюминку: вам и вашим клиентам надоели распечатки фотографий? Посмотрите нашу любимую бумагу для изобразительного искусства и специальную бумагу для струйной печати, которая обязательно выделит ваши изображения». Фото Новости округа Июль 2012: 36+. Справочный центр ЗОЛОТО. Интернет. 3 ноября 2012 г.

[10] Лопрести, Маттиа; Альберто, Габриэле; Кантамесса, Симона; Кантино, Джорджио; Контеросито, Элеонора; Палин, Лука; Миланезио, Марко (28 января 2020 г.). «Легкие, легко формуемые и нетоксичные композиты на основе полимеров для жесткой защиты от рентгеновских лучей: теоретическое и экспериментальное исследование» . Международный журнал молекулярных наук . 21 (3): 833. DOI : 10,3390 / ijms21030833 . PMC 7037949 . PMID 32012889 .

[UChile-11] "Investigación U. de Chile comprueba que perdigones usados por Carabineros contienen solo 20 por ciento de goma" . Университет Чили . 18 ноября 2019 . Проверено 29 июня 2020 года .

[Fedele_2003-12] Fedele, L .; Todesca, R .; Бони, М. (2003). «Барит-кремнеземная минерализация в межордовикском несогласии на юго-западе Сардинии (Италия): исследование флюидных включений». Минералогия и петрология . 77 (3–4): 197–213. Bibcode : 2003MinPe..77..197F . DOI : 10.1007 / s00710-002-0200-9 . ISSN 0930-0708 . S2CID 129874363 .

[13] Чу, Ти-Чи; Ван, Чен-Джонг (2000). «Радиоактивное нарушение равновесия рядов нуклидов урана и тория в горячих источниках и речных водах бассейна горячих источников Пэйтоу в Тайбэе» . Журнал ядерных и радиохимических наук . 1 (1): 5–10. DOI : 10.14494 / jnrs2000.1.5 .

[14] «Сульфат бария» . Карманный справочник NIOSH по химической опасности . Центры по контролю и профилактике заболеваний. 4 апреля 2011 . Проверено 18 ноября 2013 года .

Languages

In other projects