Bariumsulfat

Krystallstruktur
__ Ba 2+ __ S 6+ __ O 2−
Krystallsystem	ortorombisk
Romgruppe	Pnma (nr. 62)Mal: romgruppe / 62
Gitterparametere	a  = 8,884  Å , b  = 5,456 Å og c  = 7,157 Å
Generell
Etternavn	Bariumsulfat
andre navn	Baritt BARIUM SULFATER ( INCI )
Forholdsformel	BaSO 4
Kort beskrivelse	fargeløse, rombiske krystaller
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS-nummer 7727-43-7 EF-nummer 231-784-4 ECHA InfoCard 100.028.896 PubChem 24414 ChemSpider 22823 DrugBank DB11150 Wikidata Q309038
Legemiddelinformasjon
ATC-kode	V08 BA02 V08 BA01
Narkotikaklasse	Kontrastmedier
eiendommer
Molarmasse	233,39 g mol −1
Fysisk tilstand	fast
tetthet	4,5 g cm −3
Smeltepunkt	1580 ° C (spaltning)
løselighet	praktisk talt uløselig i vann (2,2 mg l -1 ved 18 ° C)
sikkerhetsinstruksjoner
Vær oppmerksom på unntaket fra merkekravet for medisiner, medisinsk utstyr, kosmetikk, mat og fôr GHS faremerking ingen GHS-piktogrammer H- og P-setninger H: ingen H-setninger P: ingen P-setninger
MAK	1,5 mg m −3 (for respirabel støvfraksjon) 4 mg m −3 (for inhalerbar støvfraksjon)
Termodynamiske egenskaper
ΔH f 0	−1465,2 kJ mol −1
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er angitt, gjelder oppgitte data standardbetingelser .

Bariumsulfat (BaSO ₄ ) er barium - saltet av svovelsyre .

Hendelse

I naturen forekommer bariumsulfat i mineralet barytt (barytt), som anvendes som det viktigste råstoffet for fremstilling av andre bariumforbindelser. I noen alger, som f.eks B. cellene i Closterium , bariumsulfat forekommer i normal ortorombisk barittform . I ciliate Loxodes kunne det påvises at bariumsulfatkrystallene tjener som tyngdekraftsreseptorer på grunn av deres høye tetthet.

eiendommer

Barium (ordinært nummer 56 i PSE ) er avledet fra gresk βαρύς / barys / "tung". Det naturlige mineralet får navnet sitt fra denne betydningen av ordet. På grunn av den høye elektrontettheten kan bariumsulfat brukes som et positivt røntgenkontrastmedium . Bariumsulfat er et hvitt pulver som er praktisk talt uoppløselig i vann, syrer og baser, mens det kan løses opp til 12% i varm konsentrert svovelsyre. Ved høye temperaturer (> 1400 ° C), bariumsulfat spaltes til barium- oksyd , svoveldioksyd og oksygen :

${\ displaystyle {\ ce {2BaSO4 -> 2BaO + 2SO2 ^ + O2 ^}}}$

På grunn av sin dårlige løselighet er ikke mineralet, i motsetning til alle andre bariumforbindelser, et farlig stoff.

Den krystalliserer ortorombisk , romgruppe Pnma (romgruppe nr. 62) med gitterparametrene a  = 8,884  Å , b  = 5,456 Å og c  = 7,157 Å.Mal: romgruppe / 62

Utvinning og presentasjon

Bariumsulfat oppnås hovedsakelig ved å bryte ned mineralet baritt. De to største leverandørlandene er Kina og India . I 2019 var den estimerte globale produksjonen 9,5 millioner tonn.

Barittproduksjon av stater i 1000 tonn

land	2018	2019, estimert
Kina	2.900	2.900
India	2.390	2200
Iran	490	490
Kasakhstan	620	620
Laos	90	420
Marokko	940	1.100
Mexico	380	400
Pakistan	110	110
Russland	163	160
Tyrkia	245	250
Amerikas forente stater	366	390
gjenværende land	482	480
Total	9.180	9.500

Malmen som oppnås vaskes, knuses og males, og bariumsulfatet skilles fra gangen ved sedimentering . Ytterligere fysisk prosessering ( flotasjon ) og kjemisk prosessering ( oksidasjon , reduksjon ) øker renheten og hvitheten ytterligere. Blanc fix er et syntetisk bariumsulfat produsert ved utfelling , som spesielt brukes som fyllstoff . Utfellingen av bariumsulfid med natriumsulfat fører til et produkt som kan behandles på en veldig finkornet måte.

${\ displaystyle {\ ce {BaS + Na2SO4 -> BaSO4 v + Na2S}}}$

Det utfelte bariumsulfat frafiltreres, tørkes og males. Det rene hvite bariumsulfatet har vanligvis en partikkelstørrelse i det ensifrede mikrometerområdet.

For å produsere Blanc-fix-pastaer med et innhold på 25 til 30 prosent tørrstoff, reageres bariumklorid med natriumsulfat for å danne uoppløselig bariumsulfat.

${\ displaystyle {\ ce {BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 v + 2NaCl}}}$

Bariumkloridløsningen kommer vanligvis fra litoponproduksjon eller produseres ved å reagere bariumsulfid med saltsyre .

Tidligere ble bariumsulfat produsert i produksjonen av hydrogenperoksid fra bariumperoksid når det ble omsatt med svovelsyre .

bruk

Naturlig bariumsulfat brukes som råmateriale for teknisk produksjon av andre bariumforbindelser, inkludert bariummetall. Bariumsulfat brukes som fyllstoff i plast , plastmasser, lakk og maling , samt i papirproduksjon . I tillegg, på grunn av dets fysiske egenskaper, brukes den i råstoffekstraksjon og i tung betong, så vel som på grunn av absorpsjon av gamma- og røntgenstråler i strålebeskyttelsesbetong og i radiologi.

I olje- og gassindustrien

Den viktigste anvendelsen av bariumsulfat når det gjelder mengde, er bruken i boreslam . Den høye tettheten av bariumsulfatet resulterer i suspensjoner hvis tetthet er så høy at bergarter flyter opp i boreslam, og borehullet kan dermed skylles fri.

Som fyllstoff

Baritt brukes til produksjon av plast for fyllstoffer i bilreparasjonssektoren, som fyllstoff i clutch- og bremsebelegg, i teppebelegg og i kloakkrør. På grunn av sin høye tetthet, øker tettheten av plast, og har en lyddempende effekt og, takket være den lave olje nummer, forbedrer bearbeidbarheten og flyte . Det øker også overflatehardheten og ripebestandigheten til plast. På grunn av sin temperaturstabilitet kan den også brukes der andre fyllstoffer som kalsiumkarbonat ikke lenger kan brukes. Ved fremstilling av papir brukes bariumsulfat som fyllstoff for å forbedre spredbarheten (se baryta-papir for fotopapir ).

Som et hvitt pigment

Som blanc fixe er Blanc fixe , artist White , dolls White utfelt bariumsulfat , det hvite fyllstoffet i mange kunstneres maling og lakk . Den finnes også i ugjennomsiktig hvit . I fargeindeksen er bariumsulfat oppført som syntetisk BaSO ₄ under navnet CI Pigment White 21 og som "naturlig" baritt under CI Pigment White 22. Det er meget lysekte og kjemisk stabilt. Derfor ble det også kalt permanent hvitt . Effekten som et hvitt pigment skapes ved å spre seg i grensesnittet mellom fyllstoffet og det omkringliggende bindemidlet . Derfor synes bariumsulfat nesten gjennomsiktig i bindemidler som i seg selv har en brytningsindeks nær bariumsulfat (1,64). Denne lille forskjellen i brytningsindeksene er fordelaktig for bruk som utvidelsesmiddel . I systemer som er formulert over den kritiske pigmentvolumkonsentrasjonen , for eksempel i emulsjonsmalinger , tilsettes ytterligere grensesnitt mellom bariumsulfat og luft. Ved dette er forskjellen mellom brytningsindeksene større, slik at opasiteten økes betydelig ( tørrgjemmende effekt ). Når du bruker organiske pigmenter med sterk fargestyrke i små mengder, er det vanlig å produsere såkalte forbrenninger med bariumsulfat som bærerstoff. Pigmentet og bariumsulfatet blir malt sammen. Den farge plassering endres ikke, men fargen styrke er betydelig redusert. Dette forenkler doseringen av små mengder pigment. Denne metoden er nødvendig for produksjon av glasur . Selv med en nyanse av rene hvite toner , er det fordelaktig å veie større mengder med redusert fargestyrke. Det ble først markedsført som Blanc fixe i 1830 av Kuhlmann i Lille . Naturlig malt baritt kan ha blitt brukt tidligere. Bariumsulfatet produsert ved utfelling er finere og mer strålende og derfor bedre egnet som fyllstoff. Det hvite pigment litopon blir oppnådd som en blanding av bariumsulfat og sinksulfid ved kjemisk reaksjon av BAS og ZnSO ₄ i et vandig medium .

I 1968 introduserte F. Grum og W. Luckey (Kodak) bariumsulfat som en hvit for belegg som integrerer kuler . På grunn av den ekstremt lave lysabsorpsjonen i området mellom 250 nm og 2500 nm, brukes bariumsulfat fremdeles i dag, med en reflektivitet på mer enn 90%, som de facto standard for diffuse hvite reflektorer. Teflonstandarder , som er mer slitesterk, er en erstatning . Titandioksid er bare egnet i begrenset grad på grunn av dets merkbare absorpsjon i ultrafiolett .

Røntgenkontrastmedier

I medisin, er bariumsulfat gis til pasienter som et røntgenkontrastmiddel i form av en melkeaktig suspensjon for å drikke, for å kontrast i løpet av fordøyelseskanalen ved en røntgenundersøkelse (positiv røntgenkontrastmiddel med høy Røntgenabsorpsjon). I lavere konsentrasjoner, vanligvis 1–1,5%, brukes den også i computertomografi for å markere mage-tarmkanalen.

Analytics

Sulfater påvises kvalitativt ved forsuring av en prøveoppløsning med saltsyre og tilsetning av bariumklorid. Bariumsulfatet utfelles som et lite oppløselig, hvitt bunnfall. Bariumsulfatutfelling er egnet både for gravimetrisk bestemmelse av sulfat og for bestemmelse av løselig barium med tilsatt sulfat.

Individuelle bevis

1. ↑ Oppføring av BARIUM SULFATES i CosIng-databasen til EU-kommisjonen, åpnet 18. februar 2020.
2. ↑ ^{a b c d e f g} Innføring på bariumsulfat. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 26. november 2016.
3. ↑ ^{a b c d} datablad Bariumsulfat, Puratronic®, 99,998% ( metallbasis ) fra AlfaAesar, åpnet 6. desember 2019 ( PDF )(JavaScript kreves) .
4. ↑ ^{a b} Liste over MAK- og BAT-verdier 2013
5. ↑ G.Kortüm, H.Lachmann; Introduksjon til kjemisk termodynamikk; 7., supplert og revidert utgave; Side 465; Verlag Chemie; Weinheim; Vandenhoeck & Ruprecht; Göttingen; 1981; ISBN 3-527-25881-7 (Verlag Chemie); ISBN 3-525-42310-1 (Vandenhoeck & Ruprecht).
6. ↑ D. Neugebauer et al. Bevis for sentral og perifer graviresepsjon i ciliat Loxodes striatus, J. Comp. Physiol. A (1998) 183, 303-311.
7. ^ RJ Hill: En ytterligere forbedring av barytstrukturen. I: The Canadian Mineralogist , 15, 1977, s. 522-526.
8. ↑ ^{a b c d} BARITE. (pdf) USGS , januar 2020, åpnet 10. april 2020 . 
9. ↑ T. Brock, M. Groteklaes, P. Mischke; Lærebok for malingsteknologi; 2. utgave; Side 123; Vincentz Network; Hannover; 2000; ISBN 3-87870-569-7 .
10. ^ F. Grum, GW Luckey; Optisk kulemaling og en arbeidsstandard for refleksjon; Applied Optics, Vol. 7, Issue 11, s. 2289-2294 (1968), doi : 10.1364 / AO.7.002289 .