Síran barnatý

Síran barnatý je barnatá sůl kyseliny sírové s chemickým vzorcem BaSO₄. Jedná se o bílý krystalický prášek nerozpustný ve vodě a jiných tradičních rozpouštědlech, je však rozpustný v koncentrované kyselině sírové. Nerost baryt je složen především ze síranu barnatého a je hlavní rudou barya. Často se extrahuje ve vysokých pecích, protože odolává vysokým teplotám.

Síran barnatý
Obecné
Systematický název	Síran barnatý
Anglický název	Barium sulfate
Německý název	Bariumsulfat
Sumární vzorec	BaSO4
Vzhled	bílá práškovitá nebo krystalická látka
Identifikace
Registrační číslo CAS	7727-43-7
Číslo RTECS	CR060000
Vlastnosti
Molární hmotnost	233,39 g/mol
Teplota tání	1 580 °C
Teplota změny krystalové modifikace	1 142 °C (β → γ)
Hustota	4,502 g/cm3 (15 °C)
Index lomu	nDa= 1,636 2 nDb= 1,637 3 nDc= 1,638 2
Tvrdost	3–3,5
Rozpustnost ve vodě	0,000 222 g/100 g (18 °C) 0,000 246 g/100 g (25 °C) 0,000 336 g/100 g (50 °C) 0,000 413 g/100 g (100 °C)
Součin rozpustnosti	1,08×10−10
Relativní permitivita εr	11,4 (15 °C)
Měrná magnetická susceptibilita	−3,846×10−6 cm3 g−1
Struktura
Krystalová struktura	kubická (α) kosočtverečná (β) jednoklonná (γ)
Hrana krystalové mřížky	α-modifikace a= 720 pm β-modifikace a= 887,8 pm b= 545,0 pm c= 715,2 pm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−1 473 kJ/mol
Entalpie tání ΔHt	176 J/g
Standardní molární entropie S°	132 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	−1 362 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp	0,436 0 JK−1g−1
Bezpečnost
R-věty	žádné nejsou
S-věty	žádné nejsou
NFPA 704	0 0 0
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Použití

Nosič katalyzátorů

Síran barnatý se jakožto materiál s malým povrchem používá jako nosič pro selektivně hydrogenační funkční skupiny citlivé na nadměrnou redukci. Malý povrch způsobuje, že kontaktní čas substrátu s katalyzátorem je kratší. Palladium nesené síranem barnatým a dopované chinolinem hydrogenuje alkyny na cis-alkeny. Alkeny lze dále hydrogenovat na alkany, tomu však použití zvláštního nosiče a dopingu zabraňuje.

Radiokontrastní látka

Síran barnatý se často využívá v klinické praxi jako radiokontrastní látka pro rentgenové zobrazování nebo jiné diagnostické procedury. Týká se to zejména zobrazování zažívacího ústrojí, při kterém se kolokviálně hovoří o "baryové suspenzi".

Podává se orálně nebo klystýrem jako suspenze jemných částic ve vodném roztoku (často oslazeném). Přestože baryum patří mezi těžké kovy a jeho ve vodě rozpustné sloučeniny jsou prudce jedovaté, extrémně nízká rozpustnost síranu barnatého znemožňuje, aby pacient vstřebal škodlivá množství kovu. Síran barnatý je také snadno odstraňován z těla, na rozdíl od Thorotrastu, který nahrazuje. Vzhledem k poměrně vysokému atomovému číslu (Z = 56) barya pohlcují barnaté sloučeniny rentgenové záření silněji než sloučeniny s lehčím jádrem.

Pigment

Směsi se síranem barnatým se používají jako bílý pigment do nátěrových hmot. V olejových barvách je téměř průhledný a používá se jako plnivo nebo k úpravě konzistence. Jeden z velkých výrobců barev pro umělecké malíře prodává "permanentní bělobu", která obsahuje směs titanového bílého pigmentu a síranu barnatého. Samotný síran barnatý se nazývá blanc fixe (francouzsky "permanentní běloba"; označuje se též jako barytová běloba^[1]). Kombinace síranu barnatého a sulfidu zinečnatého (ZnS) se nazývá litopon. Síran barnatý je společně s oxidem hořečnatým látkou s nejvyšší známou odrazivostí, jejíž hodnota je 96–98 %^[zdroj⁠?!].

Pyrotechnika

Síran barnatý se používá také v některých pyrotechnických složí, protože sloučeniny barya vydávají při hoření zelené světlo. Častěji se ale používá dusičnan barnatý, protože kromě tvorby zeleného světla má také oxidační účinky.

Další aplikace

Síran barnatý se používá jako plnivo v plastech a jako složka vrtné kapaliny v těžních věžích ke zvýšení hustoty. Používá se také například v brzdových obloženích, pěnách pro tlumení zvuku, v práškových povlacích nebo do výplní kořenových kanálků.

Další oblastí použití je procedura testu pH půdy. V tomto testu se používá tak, že vysráží jakékoli částice (obvykle jílu), které by jinak vytvořily "oblak", který by bránil pozorování barvy pH indikátoru a tedy výsledku testu.

V kolorimetrii se síran barnatý používá jako téměř dokonalý difuzér při měření světelných zdrojů.

Ve fotografii se používá jako povlak na některé fotografické papíry.

Při odlévání kovů se formy často potahují síranem barnatým, aby se zabránilo roztavenému kovu lepit se k formě.

Také slouží jako prekurzor při výrobě peroxidu vodíku. Nejprve se za vysoké teploty rozloží na oxid barnatý a oxid sírový:

BaSO₄ → BaO + SO₃,

oxid barnatý se pak zoxiduje na peroxid barnatý:

2 BaO + O₂ → 2 BaO₂.

Z peroxidu barnatého se pak vyrobí peroxid vodíku reakcí s kyselinou sírovou:

BaO₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂O₂.

Reakce

Síran barnatý je jednou z nejméně rozpustných solí barya. Nepodléhá dvojitým dekompozičním reakcím ve vodné fázi. Rozpouští se v koncentrované kyselině sírové a tvoří hydrogensíran, který se při zředění rozpadá zpět na síran. Redukce koksem v žáru poskytuje sulfid barnatý a oxid uhelnatý:

BaSO₄ + 4C + žár → BaS + 4CO

Při zahřátí bouřlivě reaguje s hliníkem, při smíšení s draslíkem vybuchuje^[2].

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Barium sulfate na anglické Wikipedii.

• Holleman, A. F. and Wiberg, E. (2001) Inorganic Chemistry, San Diego, CA : Academic Press, ISBN 0-12-352651-5

1. Barytová běloba (blanc fixe)^{[nedostupný zdroj]}
2. Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8

Literatura

• VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu síran barnatý na Wikimedia Commons

Portály: Medicína | Chemie