Was ist Bariumcarbonat?
Bariumcarbonat ist ein Bariumsalz der Kohlensäure.
Es kommt in der Natur als giftiger Baryt (englisch: Witherit) in hydrothermalen Ablagerungen vor, die in Kalksteinsedimentformationen entstehen. Barium wird im Allgemeinen aus Baryt (englisch: Barit oder Baryt) hergestellt. Da jedoch im Vereinigten Königreich viele giftige Baryte hergestellt wurden, wurden manchmal auch giftige Baryte als Rohstoff für Barium verwendet.
Anwendungen von Bariumcarbonat
Bariumcarbonat wird als Rohstoff für Bariumsalz, Kristallglas und Bariumglas, das in Kathodenstrahlröhren verwendet wird, eingesetzt. Es kann auch für Anwendungen wie Elektroden, Farben, Emaille, Glasuren für Keramik und Emaille, Aufkohlungsmittel für die Wärmebehandlung von Metallen und Papier verwendet werden.
In den letzten Jahren wurde Bariumcarbonat in großem Umfang als Rohstoff für elektronische Materialien verwendet. Es kann als Rohstoff für Bariumtitanat und Verbundoxide verwendet werden, die hauptsächlich in Keramikkondensatoren zum Einsatz kommen.
Außerdem wird es häufig als Rohstoff für PTC-Thermistoren, für Sputterglas für optisches Glas und Halbleiter sowie für die Bariumkomponente von Leuchtstoffen verwendet. Außerdem ist Bariumcarbonat giftig und wird daher in Insektiziden und Rattengift verwendet.
Eigenschaften von Bariumcarbonat
Bariumcarbonat ist praktisch unlöslich in Wasser; seine Löslichkeit in Wasser bei 20 °C beträgt 0,0024 g/100 ml. In kohlendioxidhaltigem Wasser ist es jedoch als Bariumcarbonat löslich. Bariumcarbonat ist auch in Salpetersäure, Salzsäure und Ethanol löslich, nicht aber in Schwefelsäure.
Der Schmelzpunkt von Bariumcarbonat liegt bei 811 °C. Wird Bariumcarbonat an der Luft erhitzt, so zersetzt es sich bei 1450 °C. Es wird auch von Säuren zersetzt, wobei Kohlendioxid entsteht.
Struktur von Bariumcarbonat
Bariumcarbonat ist ein Carbonat des Bariums. Normales Bariumcarbonat ist ein farbloser Kristall. Die Anordnung der Barium-Ionen (Ba2+) und der Carbonat-Ionen (CO32-) ist identisch mit der Anordnung der Kalium-Ionen (K+) und der Nitrat-Ionen (NO3-) in Kaliumnitrat.
Neben den orthorhombischen Kristallen gibt es zwei weitere Umwandlungen, amorphe und hexagonale Kristalle, und diese drei Umwandlungen werden als α-, β- und γ-Formen bezeichnet. Bei 811 °C geht die orthorhombische γ-Form in Kohlendioxid unter hohem Druck in die amorphe β-Form und bei 982 °C in die hexagonale α-Form über.
Die chemische Formel von Bariumcarbonat lautet BaCO3, mit einer molaren Masse von 197,34 g/mol und einer Dichte von 4,286 g/cm³. Der Brechungsindex (nD) liegt bei 1,60 und die Standardbildungswärme (ΔfHo) beträgt -1219 kJ/mol.
Weitere Informationen zu Bariumcarbonat
1. Synthese von Bariumcarbonat
Bariumcarbonat entsteht, wenn Kohlendioxid durch eine wässrige Lösung von Bariumhydroxid geleitet wird. Man kann Bariumcarbonat auch als Niederschlag erhalten, indem man wässrigen Bariumsalzlösungen Alkalicarbonat zusetzt.
Industriell wird es durch Reduktion von Baryt bei 600-800 °C und Durchleiten von Kohlendioxid durch eine hydrothermale Lösung des entstandenen Bariumsulfids hergestellt.
2. Gefahren von Bariumcarbonat
Bariumcarbonat löst sich in Salzsäure auf und bildet eine wässrige Lösung mit Barium-Ionen. Daher ist die versehentliche Verwendung von Bariumsulfat als Kontrastmittel bei Röntgenaufnahmen gefährlich, da es sich in der salzsäurehaltigen Magensäure auflöst und dabei giftige Bariumionen entstehen. Aus diesem Grund wurden natürliche Mineralien, die Bariumcarbonat enthalten, als giftige Baryte bezeichnet.
William Withering entdeckte, dass giftige Baryte und Baryt chemisch verschieden sind. Schwerspat ist eine Art Sulfatmineral, dessen chemische Zusammensetzung Bariumsulfat (BaSO4) ist. Giftige Schwerspatkristalle werden durch calciumsulfathaltiges Wasser in Bariumsulfat umgewandelt, so dass die Oberfläche des Kristalls oft mit Schwerspat bedeckt ist.