Из сульфата бария получить барий уравнение

Сульфат бария BaSO₄ — соль металла бария и серной кислоты. Белый, тяжелый, при сильном нагревании плавится и разлагается.
Не растворяется в воде. Малореакционноспособный.

Относительная молекулярная масса M_r = 233,39; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 4,5; t_пл = 1580º C (разлагается).

Видео:хлорид бария + сульфат натрияСкачать

Способ получения

1. В результате взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия образуется сульфат бария и хлорид натрия:

2. Гидроксид бария вступает в реакцию с разбавленной серной кислотой и образует сульфат бария и воду:

Видео:Получение осадка сульфата бария | Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaNO3Скачать

Химические свойства

1. Сульфат бария реагирует с простыми веществами :

1.1. Сульфат бария взаимодействует с углеродом (коксом) при 1100 — 1200º С и образует сульфид бария, угарный газ или углекислый газ:

BaSO₄ + 4C = BaS + 4CO

1.2. Хлорид бария вступает в реакцию с водородом при 900 — 1000º С с образованием сульфида бария и воды:

2. Сульфат бария вступает в реакцию со сложными веществами :

2.1. Сульфат бария взаимодействует с оксидами:

2.1.1. Сульфат в результате реакции с угарным газом при 600 — 800º С образует сульфид бария и углекислый газ:

BaSO₄ + 4CO = BaS + 4CO₂

2.2. Сульфат бария может реагировать с концентрированной серной кислотой. При этом сульфат бария образует гидросульфат бария:

3. Сульфат бария разлагается при температуре выше 1580º С, образуя оксид бария, оксид серы (IV) и кислород:

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Что такое бария сульфат? Как получают сульфат бария?

Бария сульфат – это неорганическое вещество с химической формулой BaSO₄. Представляет собой белый порошок без запаха, нерастворимый в воде. Его белизна и непрозрачность, а также высокая плотность определяют основные области применения.

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

История названия

Барий относится к щёлочноземельным металлам. Последние названы так потому, что, по словам Д. И. Менделеева, их соединения образуют нерастворимую массу земли, а окислы «имеют землистый вид». Барий в природе содержится в виде минерала барита, который представляет собой бария сульфат с различными примесями.

Впервые он был обнаружен шведскими химиками Шееле и Ганом в 1774 году в составе так называемого тяжелого шпата. Отсюда возникло и название минерала (от греч. «барис» – тяжелый), а затем и самого металла, когда в 1808 г. его выделил в чистом виде Гемфри Деви.

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Физические свойства

Поскольку BaSO₄ – это соль серной кислоты, то ее физические свойства отчасти определяются самим металлом, который является мягким, химически активным и серебристо-белым. Природный барит бесцветен (иногда белый) и прозрачен. Химически чистый BaSO₄ имеет цвет от белого до бледно-желтого, он негорючий, с температурой плавления 1580°С.

Какая масса сульфата бария? Молярная масса его равна 233,43 г/моль. Он обладает необычайно высоким удельным весом – от 4,25 до 4,50 г/см 3 . Учитывая нерастворимость в воде, высокая плотность делает его незаменимым в качестве наполнителя водных буровых растворов.

Видео:8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

Химические свойства

BaSO₄ – это одно из самых труднорастворимых в воде соединений. Его можно получить из двух хорошо растворимых солей. Возьмем водный раствор натрия сульфата – Na₂SO₄. Его молекула в воде диссоциирует на три иона: два Na + и один SO₄ 2- .

Возьмем также водный раствор хлорида бария – BaCl₂, молекула которого диссоциирует на три иона: один Ba 2+ и два Cl — .

Смешаем водный раствор сульфата и смесь, содержащую хлорид. Бария сульфат образуется в результате соединения в одну молекулу двух ионов с одинаковым по величине и противоположным по знаку зарядом.

Ниже вы можете увидеть полное уравнение этой реакции (так называемое молекулярное).

В результате образуется нерастворимый осадок сульфата бария.

Видео:Качественная реакция ионов бария с серной кислотойСкачать

Товарный барит

На практике исходным сырьем для получения товарного сульфата бария, предназначенного для использования в буровых растворах при бурении нефтегазовых скважин, является, как правило, минеральный барит.

Термин «первичный» барит относится к товарной продукции, которая включает в себя сырой материал (получаемый из шахт и карьеров), а также продукты простого обогащения такими методами, как промывка, осаждение, сепарация в тяжелых средах, флотация. Большая часть сырого барита требует доведения его до минимальной чистоты и плотности. Минерал, который используется в качестве наполнителя, измельчают и просеивают до однородного размера так, чтобы, по меньшей мере, 97 % его частиц имели размер до 75 мкм, и не более 30 % были менее 6 мкм. Первичный барит также должен быть достаточно плотным, чтобы его удельный вес составил 4,2 г/см 3 или выше, но при этом достаточно мягким, чтобы не повредить подшипники.

Видео:Качественная реакция на сульфат- и карбонат-ионы.Скачать

Получение химически чистого продукта

Минеральный барит зачастую загрязнен различными примесями, в основном оксидами железа, окрашивающими его в различные цвета. Он обрабатывается карботермическим способом (нагревом с коксом). В результате получается сульфид бария.

BaSO₄ + 4 С → BaS + 4 СО

Последний, в отличие от сульфата, растворим в воде и легко реагирует с кислородом, галогенами и кислотами.

Чтобы получить высокочистый выходной продукт, используется серная кислота. Сульфат бария, образуемый по такому процессу, часто называют бланфиксом, что в переводе с французского означает «белый фиксированный». Он часто встречается в потребительских продуктах, таких как краски.

В лабораторных условиях сульфат бария образуется путем объединения в растворе ионов бария и сульфат-ионов (см. выше). Поскольку сульфат является наименее токсичной солью бария из-за ее нерастворимости, отходы, содержащие другие его соли, иногда обрабатывают сульфатом натрия, чтобы связать весь барий, являющийся достаточно токсичным.

Видео:Химические уравнения. СЕКРЕТНЫЙ СПОСОБ: Как составлять химические уравнения? Химия 8 классСкачать

Из сульфата в гидроксид и обратно

Исторически барит использовался для производства гидроксида бария Ba(OH)₂, необходимого при рафинировании сахара. Это вообще очень интересное и широко используемое в промышленности соединение. Оно хорошо растворимо в воде, образует раствор, известный как баритовая вода. Ее удобно использовать для связывания сульфат-ионов в различных составах путем образования нерастворимого BaSO₄.

Выше мы видели, что при нагреве в присутствии кокса из сульфата легко получить водорастворимый сульфид бария – BaS. Последний же при взаимодействии с горячей водой образует гидроксид.

Гидроксид бария и сульфат натрия, взятые в растворах, при смешивании дадут нерастворимый осадок сульфата бария и едкий натрий.

Получается, что природный бария сульфат (барит) промышленным способом сначала превращается в бария гидроксид, а затем служит для получения того же сульфата при очистке различных солевых систем от сульфат-ионов. Точно так же будет проходить реакция и при очистке от ионов SO₄ 2- раствора сернокислой меди. Если сделать смесь «гидроксид бария + сульфат меди», то в результате получится гидроксид меди и нерастворимый бариевый сульфат.

Даже в реакции с самой серной кислотой ее сульфат-ионы будут полностью связаны барием.

Видео:Распознавание растворов хлорида бария, сульфата натрия и серной кислотыСкачать

Использование в буровых растворах

Около 80 % мирового производства сульфата бария, очищенного и измельченного барита, потребляется в качестве компонента буровых растворов при создании нефтегазовых скважин. Добавка его увеличивает плотность жидкости, закачиваемой в скважину, с целью лучшего сопротивления высокому пластовому давлению и предотвращения прорывов.

Когда скважина бурится, долото проходит через различные образования, каждое из которых имеет свои характеристики. Чем больше глубина, тем больший процент барита должен присутствовать в структуре раствора. Дополнительным преимуществом является то, что бария сульфат – немагнитное вещество, поэтому он не мешает проведению различных измерений в скважине с помощью электронных устройств.

Видео:ОВР и Метод Электронного Баланса — Быстрая Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Лакокрасочная и бумажная промышленность

Большая часть синтетического BaSO₄ используется в качестве компонента белого пигмента для красок. Так, бланфикс в смеси с двуокисью титана (TiO₂) продается в качестве белой масляной краски, применяемой в живописи.

Сочетание BaSO₄ и ZnS (сульфид цинка) дает неорганический пигмент, который называется литопоном. Он используется в качестве покрытия для определенных сортов фотобумаги.

Совсем недавно бария сульфат был применен для осветления бумаги, предназначенной для струйных принтеров.

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Применение в химической промышленности и цветной металлургии

В производстве полипропилена и полистирола BaSO₄ используют в качестве наполнителя в пропорции до 70 %. Он имеет эффект увеличения стойкости пластмасс к кислотам и щелочам, а также придает им непрозрачность.

Он также используется для производства других соединений бария, в частности его карбоната, который применяется для изготовления светодиодного стекла для телевизионных и компьютерных экранов (исторически в электронно-лучевых трубках).

Формы, используемые в отливке металлов, часто покрывают бария сульфатом для предотвращения сцепления с расплавленным металлом. Так поступают при изготовлении анодных медных пластин. Их отливают в медные изложницы, покрытые слоем сульфата бария. Когда жидкая медь затвердевает в виде готовой анодной пластины, она может быть легко извлечена из литейной формы.

Видео:ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Пиротехнические устройства

Поскольку соединения бария испускают зеленый свет при горении, то соли этого вещества часто используются пиротехнических формулах. Хотя нитрат и хлорат являются более распространенными, чем сульфат, последний широко используется в качестве компонента пиротехнических стробоскопов.

Видео:Barium chloride on reacting with ammonium sulphate forms barium sulphate and ammonium chloride.Скачать

Рентгеноконтрастный препарат

Бария сульфат является рентгеноконтрастным агентом, используемым для диагностики определенных медицинских проблем. Так как подобные вещества являются непрозрачными для рентгеновских лучей (блокируют их в результате своей высокой плотности), то области тела, в которых они локализуются, появляются как белые участки на рентгеновской пленке. Это создает необходимое различие между одним (диагностируемым) органом и другими (окружающими его) тканями. Контраст поможет врачу увидеть любые особые условия, которые могут существовать в этом органе или части тела.

Бария сульфат принимается через рот или ректально при помощи клизмы. В первом случае он делает пищевод, желудок или тонкий кишечник непрозрачным для рентгеновских лучей. Таким образом, они могут быть сфотографированы. Если вещество введено при помощи клизмы, то толстую кишку или кишечник можно увидеть и зафиксировать рентгеновскими лучами.

Доза сульфата бария будет разной для разных пациентов, все зависит от типа теста. Препарат выпускается в виде специальной медицинской бариевой суспензии или в таблетках. Различные тесты, при которых нужен контраст и рентгеновское оборудование, требуют различного количества суспензии (в некоторых случаях необходим прием препарата в форме таблетки). Контрастное вещество должно использоваться только под непосредственным контролем врача.

Видео:ПЕРЕКИСЬ БАРИЯ!Скачать

Сульфат бария

Сульфат бария
Систематическое наименование	Сульфат бария
Хим. формула	BaSO4
Рац. формула	BaSO4
Состояние	твёрдый
Молярная масса	233.43 г/моль
Плотность	4.5 г/см³
Температура
• плавления	1580 °C
• разложения	2912 ± 1 °F
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.
Растворимость
• в воде	0,0002448 г/100 мл (20 °C) 0,000285 г/100 мл (30 °C)
Рег. номер CAS	7727-43-7
PubChem	24414
Рег. номер EINECS	231-784-4
SMILES
RTECS	CR0600000
ChEBI	133326
ChemSpider	22823
Токсичность	не токсичен
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Сульфат бария (сернокислый барий) — сернокислая соль бария. Химическая формула — BaSO₄.

Видео:Хлорат бария, получение (химия)Скачать

Содержание

• 1 Получение
• 2 Свойства
• 3 Химические свойства
• 4 Токсичность
• 5 Применение
  • 5.1 Аналитическая химия
  • 5.2 Рентгеноконтрастное вещество
  • 5.3 Пигмент-наполнитель
  • 5.4 Другие применения

Видео:ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

Получение

Сульфат бария получают взаимодействием растворимых солей, оксида, пероксида или гидроксида бария с серной кислотой или растворимыми сульфатами:

Последняя реакция используется также для получения пероксида водорода.

В промышленности большие объёмы сульфата бария получают из природного минерала тяжелого шпата, при этом исходное сырьё измельчается и декантируется.

Видео:9 класс. ОГЭ. Задание 23-24. ХЛОРИД БАРИЯ. часть 1.Скачать

Свойства

Кристаллическое вещество — белый порошок или прозрачный кристалл, практически нерастворим в воде (растворимость 0,0015 г/л при 18 °C) и других растворителях. В природе встречается в виде минерала барита, который является основной бариевой рудой.

Видео:САМЫЙ ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР Варианта №1 из сборника Добротина | ЕГЭ по химии 2024 | Екатерина СтрогановаСкачать

Химические свойства

Сульфат бария нерастворим в щелочах и большинстве кислот, однако растворим в хлорной воде, бромистоводородной и йодистоводородной кислотах, растворах гидрокарбонатов щелочных металлов.

Вступает во взаимодействие с концентрированной серной кислотой, которая переводит нерастворимый сульфат в хорошо растворимый гидросульфат бария:

При прокаливании с углём или коксом сульфат восстанавливается до сульфида:

BaSO₄ + 4C → BaS + 4CO

При температурах выше 1600 °C разлагается:

2BaSO₄ → 2BaO + 2SO₂ + O₂

Видео:Люминофоры: Сульфид бария, активированный медьюСкачать

Токсичность

Сульфат бария в силу низкой растворимости в воде не является токсичным для организма веществом, в отличие от всех растворимых солей бария, и поэтому возможно его применение в качестве рентгеноконтрастного вещества.

Применение

Аналитическая химия

В аналитической химии сульфат бария применяют как хорошую гравиметрическую форму для определения сульфат-ионов и ионов бария в гравиметрическом анализе.

Рентгеноконтрастное вещество

Часто используется при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта как радиоконтрастное вещество, так как тяжёлые атомы бария хорошо поглощают рентгеновское излучение. Хотя все растворимые соли бария ядовиты, сульфат бария практически нерастворим в воде (и в соляной кислоте, которая содержится в желудочном соке), поэтому он нетоксичен. Для рентгенографического исследования органов пищеварения пациент принимает внутрь суспензию сульфата бария («баритовую кашу») с содержанием бария 58,7 %.

Пигмент-наполнитель

Сульфат бария является одной из составляющих смесей, используемых в качестве белых пигментов:

1. Смесь сульфата бария с сульфидом цинка, получаемая взаимодействием растворов сульфида бария и сульфата цинка, — литопон.
2. Мелкокристаллический сульфат бария, получаемый осаждением сульфатом натрия из раствора сульфида бария, — бланфикс (фр. Blanc fixe ).

Употребляется как клеевая краска, так как нерастворим в органических растворителях. Эти белила дешевле свинцовых, в отличие от них не токсичны и не темнеют от сероводорода.

Другие применения

Сульфат бария используется для различных промышленных целей:

1. В качестве наполнителя для фото- и писчей бумаги, для линолеума и для некоторых лако-красочных материалов.
2. Как белый наполнитель для пластмасс.
3. В фотометрии: для окраски фотометрических шаров
4. В электрохимической промышленности при изготовлении свинцовых аккумуляторов как расширитель активной массы отрицательного электрода.
5. При производстве пасты для травления стекла.
6. При производстве некоторых огнеупорных материалов.
7. Протектор для рентгеновского излучения (бариевая штукатурка рентгеновских кабинетов).
8. Добавление в продукцию Lego для обеспечения рентгеноконтрастности на случай, если ребёнок проглотит деталь (это был эксперимент, который закончился неудачно в 1996 году, из-за снижения прочности деталей и токсичности сульфата бария промышленного качества).
9. Как основной компонент циммерита — обмазки брони немецких танков и САУ периода Второй мировой войны.
10. В виде баритового концентрата при бурении скважин для утяжеления глинистых буровых растворов.