Qu’est-ce que le carbonate de baryum ?
Le carbonate de baryum est un sel de baryum de l’acide carbonique.
Il existe à l’état naturel sous la forme d’une baryte toxique (anglais : witherite) dans les dépôts hydrothermaux créés dans les formations sédimentaires calcaires. Le baryum est généralement fabriqué à partir de la baryte (E : barite ou baryte). Toutefois, comme de nombreuses barytes toxiques sont produites au Royaume-Uni, les barytes toxiques sont parfois utilisées comme matière première pour le baryum.
Utilisations du carbonate de baryum
Le carbonate de baryum est utilisé comme matière première pour la fabrication du sel de baryum, du verre de cristal et du verre de baryum utilisé dans les tubes cathodiques. Il peut également être utilisé pour des applications telles que les électrodes, les peintures, les émaux, les glaçures pour la céramique et l’émail, les agents de cémentation dans le traitement thermique des métaux et le papier.
Ces dernières années, le carbonate de baryum a été largement utilisé comme matière première pour les matériaux électroniques. Il peut être utilisé comme matière première pour le titanate de baryum et les oxydes composites, qui sont principalement utilisés dans les condensateurs en céramique.
De plus, il est également largement utilisé comme matière première pour les thermistances CTP, pour le verre pulvérisé destiné au verre optique et aux semi-conducteurs, et pour le composant baryté des matériaux phosphorescents. Le carbonate de baryum est aussi toxique et est donc utilisé dans les insecticides et la mort aux rats.
Propriétés du carbonate de baryum
Le carbonate de baryum est pratiquement insoluble dans l’eau ; sa solubilité dans l’eau à 20°C est de 0,0024 g/100 mL. Il est toutefois soluble dans l’eau contenant du dioxyde de carbone sous forme de carbonate de baryum. Le carbonate de baryum est également soluble dans l’acide nitrique, l’acide chlorhydrique et l’éthanol, mais pas dans l’acide sulfurique.
Le point de fusion du carbonate de baryum est de 811°C. Lorsqu’il est chauffé à l’air, le carbonate de baryum se décompose à 1450°C. Il est également décomposé par les acides, produisant du dioxyde de carbone.
Structure du carbonate de baryum
Le carbonate de baryum est un carbonate de baryum ; le carbonate de baryum normal est un cristal incolore. La disposition des ions baryum (Ba2+) et des ions carbonate (CO32-) est identique à la disposition des ions potassium (K+) et des ions nitrate (NO3-) dans le nitrate de potassium.
En plus des cristaux orthorhombiques, il existe deux autres transformations, les cristaux amorphes et les cristaux hexagonaux, et ces trois transformations sont appelées les formes α-, β- et γ-. À 811 °C dans le dioxyde de carbone à haute pression, la forme orthorhombique γ devient la forme amorphe β, et à 982 °C, elle passe à la forme hexagonale α.
La formule chimique du carbonate de baryum est BaCO3, avec une masse molaire de 197,34 g/mol et une densité de 4,286 g/cm3. L’indice de réfraction (nD) est de 1,60 et la chaleur standard de formation (ΔfHo) est de -1 219 kJ/mol.
Autres informations sur le carbonate de baryum
1. Synthèse du carbonate de baryum
Le carbonate de baryum se forme lorsqu’on fait passer du dioxyde de carbone dans une solution aqueuse d’hydroxyde de baryum. Il est également possible d’obtenir du carbonate de baryum sous forme de précipité en ajoutant du carbonate alcalin à des solutions aqueuses de sel de baryum.
Industriellement, il est produit par réduction au carbone de la baryte à 600-800 °C et par passage du dioxyde de carbone à travers une solution hydrothermale du sulfure de baryum produit.
2. Dangers du carbonate de baryum
Le carbonate de baryum se dissout dans l’acide chlorhydrique pour former une solution aqueuse contenant des ions baryum. Par conséquent, l’utilisation accidentelle de sulfate de baryum comme agent de contraste en radiographie est dangereuse car il se dissout dans l’acide gastrique, qui contient de l’acide chlorhydrique, et produit des ions baryum toxiques. C’est pourquoi les minéraux naturels contenant du carbonate de baryum ont reçu le nom de “barytes toxiques”.
William Withering a découvert que les barytes toxiques et les barytes sont chimiquement différentes. La deutérite est un type de minéral sulfaté, dont la composition chimique est le sulfate de baryum (BaSO4). Les barytes toxiques sont transformées en sulfate de baryum par l’eau contenant du sulfate de calcium, de sorte que la surface du cristal est souvent couverte de barytes.