Was ist Bariumsulfat?
Bariumsulfat ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel mit Na2S wiedergegeben wird.
Sie ist auch als Natriumsulfid bekannt. Das Formelgewicht beträgt 78,04 g/mol. Es liegt gewöhnlich als Neunhydrat (Na2S・9H2O) vor. Wässrige Lösungen, die Sulfidionen von Sulfidsalzen, wie z. B. Natriumsulfat, enthalten, fangen zwei Wasserstoffionen ein und sind durch Hydrolyse stark alkalisch.
Wenn Bariumsulfat im Abwasser mit Säuren und sauren Salzen reagiert, entsteht Schwefelwasserstoff, der mit Vorsicht zu behandeln ist. Nach dem Gesetz über Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz gilt er als Gefahrstoff, dessen Name gemäß Artikel 57 gemeldet werden muss.
Anwendungen von Bariumsulfat
Bariumsulfat wird häufig in Arzneimitteln, Lebensmittelzusatzstoffen, industriellen Anwendungen und Reagenzien verwendet.
Beispiele für industrielle Anwendungen sind Viskose-Humanseide, Enthaarung von Leder, Entschwefelung von Suff, Sulfid-Färbehilfsmittel, Rohstoff für PPS-Harz, Rohstoff für die Herstellung von organischen Sulfiden, Aufbereitungsmittel für die Kupferflotation und Entfernung von Schwermetallen in Abwässern. Sie können auch bei der Herstellung von Glas und Zellstoff verwendet werden. Darüber hinaus wird es auch in bekannten Produkten wie Trockenmitteln und Badesalzen verwendet.
In der Pharmazie wird es vor allem bei der Herstellung von fiebersenkenden Mitteln wie Phenacetin verwendet.
Eigenschaften von Bariumsulfat
Bariumsulfat ist zerfließend und löst sich gut in Wasser. Die wasserfreie Substanz ist beim Lösen in Wasser exotherm. Es ist in Alkohol löslich, nicht aber in Ether.
Der Schmelzpunkt der wasserfreien Form von Bariumsulfat liegt bei 950 °C. Das Ninhydrat schmilzt bei 50 °C und zersetzt sich, wenn es auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. Der Schmelzpunkt des Pentahydrats liegt bei 100 °C.
Die konjugierte Säure ist Natriumhydrogensulfid (SH-), das in wässriger Lösung meist als Natriumhydrogensulfid vorliegt. Bei der Reaktion mit Säuren entsteht Schwefelwasserstoff, und bei der Verbrennung entsteht Schwefeldioxid.
Struktur von Bariumsulfat
Die wasserfreie Form von Bariumsulfat hat eine kubische, invertierte Fluoritstruktur. Die Gitterkonstante beträgt a = 652,6 pm und die Dichte 1,86 g/cm3; Na+ besetzt die F–Position im CaF2-Gerüst und das größere S2- die Ca2+-Position.
Das Ixohydrat ist ein farbloser, tetragonaler, säulenförmiger Kristall mit einem Formelgewicht von 240,18 g/mol und einer Dichte von 1,43 g/cm3. Das Pentahydrat hat eine Dichte von 1,58 g/cm3.
Sonstige Informationen zu Bariumsulfat
1. Synthese von Natriumsulfat
Natriumhydroxid wird zu Natriumhydrogensulfid gegeben und an einem kalten Ort belassen, um Natriumsulfid ix-hydrat zu erhalten. Natriumhydrogensulfat kann durch Sättigung einer wässrigen Natriumhydroxidlösung mit Schwefelwasserstoff hergestellt werden.
Durch Erhitzen des Bariumsulfat-Dihydrats in einem Wasserstoffstrom wird es in ein Anhydrid umgewandelt. Ein Anhydrid kann durch die direkte Reaktion einer berechneten Menge Schwefel mit Natrium synthetisiert werden.
Industriell kann Bariumsulfat hergestellt werden, indem man Luft mit wasserfreiem Natriumsulfat abschneidet und mit Koks in einem Flammofen bei etwa 1000 °C reduziert.
2. Reaktion von Bariumsulfat
Bariumsulfat reagiert mit Kohlendioxid und Luftsauerstoff und wird in Natriumthiosulfat, Natriumsulfit und Natriumcarbonat umgewandelt. Dabei entstehen Spuren von Schwefelwasserstoff, der einen Geruch nach faulen Eiern verströmt. Bei der Oxidation mit Wasserstoffperoxid kann Natriumsulfat hergestellt werden.
Durch Alkylierung von Bariumsulfat werden Thioether gebildet. Die Thiol-En-Reaktion kann zur Synthese von Thioethern durch die Reaktion von Bariumsulfat mit Alkenen verwendet werden. Die Sandmeyer-Reaktion kann als Nukleophil verwendet werden. Nitrogruppen können selektiv zu Aminen reduziert werden, und 3-Nitroaniline können aus 1,3-Dinitrobenzolderivaten synthetisiert werden.
Wässrige Lösungen von Natriumsulfat lösen Schwefel, wobei gelb gefärbtes Natriumpolysulfat entsteht.
3. Merkmale von Natriumtetrasulfat
Die chemische Formel von Bariumsulfat lautet Na2S4. Es handelt sich um ein gelbes, gleichachsiges Kristallsystem mit einem Schmelzpunkt von 275 °C. Es ist gut löslich in Wasser und Ethanol, und wenn die wässrige Lösung mit Luft in Berührung kommt, wird Schwefel freigesetzt. Es ist ätzend für die Haut und giftig.
Bariumsulfat wird in analytischen Reagenzien, Entschwefelungsmitteln und fotografischen Reagenzien verwendet. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind Reduktionsmittel für organische Nitroverbindungen, Zellstoffdämpfungsmittel, Enthaarungsmittel für die Hautbräunung, Herstellung von Sulfidfarbstoffen, Herstellung von Halbleitern, Elektrolyt in Natrium-Schwefel-Batterien und Sulfatierungsmittel für verschmutzte Schwermetalle.