Chlorure de baryum

Le chlorure de baryum, de formule chimique BaCl₂ est un sel de chlore et de baryum de couleur blanche. C'est un composé ionique soluble dans l'eau. Comme la plupart des sels de baryum, c'est un composé relativement toxique. Lorsqu'il est enflammé, il produit une flamme de couleur jaune-vert. Sa forme hydratée la plus fréquente est BaCl₂.2H₂O.

Chlorure de baryum
Identification
No CAS	10361-37-2
No ECHA	100.030.704
No CE	233-788-1
Apparence	cristaux incolores, inodores[1].
Propriétés chimiques
Formule	BaCl2  [Isomères]
Masse molaire[2]	208,233 ± 0,011 g/mol Ba 65,95 %, Cl 34,05 %,
Propriétés physiques
T° fusion	960 °C[1]
T° ébullition	1 560 °C[1]
Solubilité	dans l'eau : 360 g·l-1[1]. 1,7 g dans 100 ml de méthanol
Masse volumique	3,9 g·cm-3[1]
Thermochimie
S0solide	123,7 J/mol·K
ΔfH0solide	-858,6 kJ/mol
Cristallographie
Système cristallin	Orthorhombique
Classe cristalline ou groupe d’espace	Pnma
Précautions
SGH[3]
Danger H301 et H332 H301 : Toxique en cas d'ingestion H332 : Nocif par inhalation
SIMDUT[4]
D1B, D1B : Matière toxique ayant des effets immédiats graves Transport des marchandises dangereuses : classe 6.1 groupe III Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
Inhalation	Mal de gorge
Peau	Rougeurs
Yeux	Rougeurs
Ingestion	Douleur, nausée, convulsions, perte de conscience
Composés apparentés
Autres cations	Chlorure de béryllium Chlorure de magnésium Chlorure de calcium Chlorure de strontium Chlorure de radium
Autres anions	Fluorure de baryum Bromure de baryum Iodure de baryum
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Propriétés physico-chimiques

Solubilité aqueuse

Du fait du caractère ionique de la liaison chlore-baryum dû à la différence importante d'électronégativité entre ces deux éléments, le chlorure de baryum possède une bonne solubilité dans l'eau. Il peut notamment réagir avec les ions sulfates en formant un précipité blanc de sulfate de baryum :

BaCl₂(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s) + 2 Cl⁻(aq)

En solution, le chlorure de baryum se comporte comme un sel neutre : le pH de la solution est indépendant de la quantité de sel dissoute.

Structure cristalline

Maille orthorhombique de BaCl₂

Structure cristalline du chlorure de baryum mettant en évidence les polyèdres de coordination du baryum

Le chlorure de baryum cristallise à la température ambiante dans une structure orthorhombique de groupe d'espace Pnma (a = 7,865 Å, b = 4,731 Å et c = 9,421 Å). Les atomes de baryum occupent les positions de Wyckoff 4c (x = 0.251, z = 0.121), de même que les atomes de chlore (x = 0.150 et z = 0.413) et (x = 0.029 et z = 0.839). Le polyèdre de coordination du baryum est un polyèdre à 12 sommets, fortement irrégulier (figure de droite)^[5].

Fabrication

Le chlorure de baryum peut être préparé à partir d'hydroxyde de baryum ou de carbonate de baryum (minerai de Withérite) par une réaction avec l'acide chlorhydrique.

À l'échelle industrielle, il est fabriqué dans un processus en deux étapes à partir de barytine (minerai de sulfate de baryum).

BaSO₄ + 4 C → BaS + 4 CO (étape nécessitant un chauffage)

BaS + CaCl₂ → BaCl₂ + CaS (par cofusion des réactifs)

Le chlorure de baryum est alors extrait du mélange obtenu par dissolution dans l'eau.

Utilisation

Le chlorure de baryum est un sel de baryum bon marché qui possède de nombreuses utilisations en laboratoire. Il est couramment utilisé comme test de reconnaissance des ions sulfates. Il est utilisé également pour préparer d'autres sels insolubles par précipitations, comme l'oxalate de baryum dans la réaction :

BaCl₂(aq) + Na₂C₂O₄(aq) → BaC₂O₄ (s) + 2 NaCl(aq)

Il est utilisé en pyrotechnie pour donner une coloration verte aux flammes, et en métallurgie pour le traitement thermique de l'acier. Dans l'industrie métallurgique, il permet d'éviter tout contact avec l'air ambiant et a une meilleure conductivité thermique que les gaz neutres utilisés dans les trempes à vide, ce qui permet un changement de température plus rapide.

Toxicité

Comme tous les sels de baryum, le chlorure de baryum est un composé très toxique, une dose de l'ordre de 1 g pouvant s'avérer mortelle. Il doit donc être manipulé avec précautions. La valeur limite d'exposition professionnelle est fixée à 0,5 mg·m^-3 dans l'Union européenne. Par ailleurs, le chlorure de baryum est toxique pour les organismes aquatiques.

Sécurité

Phrases de risque et conseils de prudence

• R: 20 (Nocif par inhalation)
• R: 25 (Toxique en cas d’ingestion)
• S: 1/2 (Conserver sous clé et hors de portée des enfants)
• S: 45 (En cas d’accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin et lui montrer l’emballage ou l’étiquette)

Effets sur la santé

Le chlorure de baryum a un effet aigu sur le système cardiovasculaire et sur le système nerveux car il modifie les flux de potassium dans les cellules. Cela se traduit par des vomissements, diarrhées, tremblements, paralysie, convulsions, voire la mort par arrêt cardio-respiratoire^[6].

Traitement

Le traitement d'une intoxication au baryum est essentiellement symptomatique. Comme le baryum génère une perte importante de potassium, l'administration de potassium peut contrer la plupart des effets toxiques (sauf l'hypertension). Cependant, on peut tenter l'administration de sulfate de magnésium ou de calcium pour limiter la diffusion du baryum : les ions sulfates se lient préférentiellement à l'ion Ba²⁺ et le sulfate de baryum résultant est insoluble dans l'eau, ce qui limite sa toxicité^[7].