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酸化バリウムについての概要、用途、原理などをご説明します。また、酸化バリウムのメーカー5社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。酸化バリウム関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:メルク株式会社となっています。
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酸化バリウム (英: Barium Oxide) とは、化学式BaOで表記されるバリウムが酸化した無機化合物です。
酸化バリウムの結晶構造は立方晶系で、塩化ナトリウム型の構造を成します。酸化バリウムは粉末または塊で、白色～うすい灰褐色をしており、吸湿性を持っているほか希塩酸に溶けます。分子量は153.33、CAS登録番号は1304-28-5です。毒劇法では「劇物・包装等級3」、安衛法では「名称等を通知 (あるいは表示) すべき危険物および有害物」、危規則や航空法では「毒物類・毒物」、に指定されています。
酸化バリウムはガラスの原料として広く利用されており、バリウム塩 (塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウムなど) やセラミックスの製造にも使われます。その化学的安定性から、塗料だけでなく、プラスチックや化粧品といった分野でも活用されています。特に硫酸バリウムは、X線検査の造影剤として利用されており、安全に使用できる材料です。
また、IT分野・電子部品で幅広く応用されている炭酸バリウムの製造でも重要な役割を果たしています。合成化学においては強塩基として機能し、触媒として使われています。例えば、石油化学プロセスでの中和反応やアルカリ条件を必要とする反応です。また、吸湿性により、乾燥剤として用いられています。
酸化バリウムは非常に高い融点と沸点を持っています。具体的には、融点が1,920℃、沸点が2,000℃です。この高温に耐える特性は、特定の工業プロセスや材料科学において重要な役割を果たします。水と反応すると水酸化バリウムが生成されますが、この反応は激しく多くの熱を発するのが特徴です。
また、他の水溶性のバリウム化合物と同様に毒性を持ちます。水に溶けることで、バリウムイオンが生成され、これが人体に有害となるため、取り扱いには注意が必要です。酸化バリウムは腐食性もあり、皮膚や粘膜に触れると刺激や損傷を引き起こす可能性があります。空気中や酸素中で酸化バリウムを加熱すると、過酸化バリウムを生成しますが、約800℃以上の高温になると分解し、再び酸化バリウムに戻ります。つまり、特定の条件下で酸化と還元反応を繰り返すことが可能です。
酸化バリウムは、立方晶系に属する塩化ナトリウム型構造を持つ化合物です。この構造において、各バリウムイオン (Ba²⁺) と酸化物イオン (O²⁻) は交互に配置され、面の中央にもイオンが存在する面心立方格子となっています。三次元空間において等方的な対称性があるのが特徴です。配位数については、各バリウムイオンは6個の酸化物イオンに囲まれており、各酸化物イオンも同様に6個のバリウムイオンに囲まれています。これにより、バランスの取れた安定した構造が形成されます。
酸化バリウムは、酸素が存在する環境で金属バリウムを燃焼して生成されます。また、水酸化バリウムや炭酸バリウムなどを熱分解することでも生成可能です。しかし、これらの分解反応は、アルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩の中でも最も高温を必要とします (二酸化炭素の分圧が1気圧のときに炭酸バリウムを分解する温度は1,450℃、水蒸気圧が1気圧のときに水酸化バリウムを分解する温度は998℃) 。また、空気中でバリウムが徐々に酸化されると、白色の酸化バリウムを生成します。
酸化バリウムを水に溶解させると、水酸化バリウムが生成します。ただし、この水和反応は、生石灰の消和よりも激しいため危険ですので注意してください。得られたものを再結晶すると、水酸化バリウムの8水和物が生成します。これを空気中で加熱すると水酸化バリウムの1水和物になり、減圧下で100℃に加熱すると水酸化バリウムの無水物が得られ、分析化学で弱酸や有機酸の滴定に用いられています。酸化バリウムに酸素を吸収させると、過酸化バリウムを生成することが可能です。これは可逆反応なので、加熱によって酸化バリウムと酸素に分解します。
参考文献
https://www.nite.go.jp/chem/chrip/chrip_search/dt/html/GI_10_001/GI_10_001_1304-28-5.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
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