El bario es un elemento químico con el símbolo Ba y el número atómico 56. Es un metal alcalinotérreo plateado, suave y divalente que es el sexto elemento del grupo 2. Nunca se descubre como un elemento libre en la naturaleza debido a su extrema reactividad química. . Se puede encontrar en mezclas con otros compuestos como azufre, carbono u oxígeno. Es muy ligero, con una densidad la mitad de la del hierro. En presencia de oxígeno, el bario se oxida e interactúa vigorosamente con el agua para producir hidrrust y liberar hidrógeno. El bario interactúa con prácticamente todos los no metales para generar compuestos químicos complejos que con frecuencia son venenosos.
¿Qué es el sulfato de bario?
El sulfato de bario es un sólido inorgánico cristalino blanco, iNodero e insoluble en agua. Se encuentra en el mineral barita, que es la fuente comercial más común de bario y productos a base de bario.
Sus principales aplicaciones se aprovechan de su aspecto blanco opaco y gran densidad. No es tóxico y se puede utilizar en entornos medicinales. Se usa comúnmente en la industria del petróleo y el gas para obtener fluidos de perforación de alta densidad al mantener los pozos libres de rocas. El carbono reduce el sulfato de bario a sulfato de bario. Hace muchos años, un descubrimiento no intencional de esta conversión condujo al desarrollo del primer fósforo sintético.
Estructura del sulfato de bario
La fórmula del sulfato de bario se compone de un catión de bario (Ba 2+ ) y un anión de sulfato (SO 2- 4 ). En el ion Sulfato, el azufre tiene cuatro átomos de oxígeno unidos a él. Por lo tanto, la fórmula molecular o química del Sulfato de Bario es BaSO 4 . Tiene una masa molecular de 233,38 g/mol y tiene una estructura cristalina ortorrómbica con momento dipolar cero. Es un compuesto que contiene bario (un metal plateado blando), azufre y oxígeno. Es una sal de sulfato de bario que viene en forma de barita mineral.
Estructura del sulfato de bario
Propiedades del Sulfato de Bario
- El sulfato de bario es un sólido cristalino blanco y no tiene ningún olor.
- La densidad del sulfato de bario es 4,49 g/cm 3 a 16 °C, el punto de fusión es 1580 °C, el punto de ebullición es 1600 °C, la capacidad calorífica es 101,7 J/mol K y la entropía molar estándar y la entalpía de formación de sulfato de bario es 132 J/mol K & −1465 kJ/mol.
- La solución acuosa de sulfato de bario es de naturaleza neutra con un pH de 6 a 14 °C.
- El índice de refracción del sulfato de bario es 1,636, mientras que la susceptibilidad magnética del sulfato de bario es −71,3 × 10 −6 cm 3 /mol.
- La solubilidad del sulfato de bario en agua es de 0,2448 mg/100 mL a 20 °C y de 0,285 mg/100 mL a 30 °C. Es insoluble en alcohol pero totalmente soluble en ácido sulfúrico caliente concentrado. El producto de solubilidad del sulfato de bario es 1,0842 × 10 −10 a 25 °C. Se afirma que tiene una solubilidad muy baja en agua, el solvente universal.
- El sulfato de bario reacciona agresivamente cuando entra en contacto con el polvo de aluminio.
Usos del sulfato de bario
- El sulfato de bario se utiliza como material de recubrimiento en la fundición de placas de áNode de cobre. Se emplea como agente radiopaco y de radiocontraste.
- El sulfato de bario es un componente utilizado en los fluidos de perforación de pozos petroleros. Por lo tanto, se utiliza como relleno en plásticos para mejorar la densidad del polímero.
- Se utiliza en los dispositivos utilizados para determinar el pH del suelo.
- En pinturas al óleo, se usa como relleno o para cambiar la consistencia.
- Se utiliza para obtener imágenes del tracto GI durante una comida de bario.
- Se utiliza para ayudar en el diagnóstico de ciertos problemas esofágicos, estomacales e intestinales.
- Actúa como un agente de contraste que comienza a actuar cubriendo el interior de su esófago, estómago o intestinos, haciéndolos más visibles en una tomografía computarizada u otro examen radiológico (rayos X).
- Se utiliza en la producción de aleaciones metálicas.
- También puede usarse para fines no incluidos en una guía de medicamentos, como algunos fluidos utilizados en la perforación.
- Aproximadamente el 80% de la producción mundial de sulfato de bario, principalmente mineral refinado, se utiliza como componente del fluido de perforación de pozos de petróleo. Aumenta la densidad del fluido, elevando la presión hidrostática en el pozo y reduciendo el riesgo de una explosión.
- También es muy utilizado en pinturas y en la fabricación de gafas.
- También encuentra su uso en revestimientos de frenos, espumas acústicas, recubrimientos en polvo y relleno de conductos radiculares.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cuál es el proceso para la preparación del Sulfato de Bario?
Solución:
Después de la extracción y el procesamiento, se encuentran niveles comerciales de sulfato de bario en el mineral baritina. Para hacer barita impura, caliéntela con coque, comúnmente conocido como carbón, para generar sulfuro de bario soluble en agua (BaS), que luego se separa de las inmundicias y se trata con ácido sulfúrico para producir el producto de sulfato de bario puro.
BaSO 4 + 4 C → Ba S + 4 CO
Un segundo método para obtener sulfato de bario puro es iniciar una reacción utilizando ácido sulfúrico y carbonato de bario o cloruro de bario.
BaS + H 2 SO 4 → BaSO 4 + H 2 S
Pregunta 2: ¿Qué hace que el sulfato de bario sea útil como agente de radiocontraste?
Solución:
En medicina, el sulfato de bario en suspensión se usa con frecuencia como agente de radiocontraste para imágenes de rayos X y otros procedimientos de diagnóstico. Se emplea más comúnmente en imágenes del tracto GI, a veces conocido coloquialmente como harina de bario. Se toma por vía oral o mediante enema como una suspensión de partículas finas en una solución espesa similar a la leche (a menudo con agentes edulcorantes y saborizantes agregados).
A pesar de que el bario es un metal pesado cuyos compuestos solubles en agua a veces son muy peligrosos, la solubilidad limitada del sulfato de bario protege al paciente de absorber niveles letales del metal. Los compuestos de bario absorben los rayos X con más fuerza que los compuestos generados a partir de núcleos más ligeros debido a su número atómico comparativamente alto (Z = 56).
Pregunta 3: ¿Cuál es el uso del sulfato de bario en las industrias del cobre?
Solución:
Debido a su alto punto de fusión e insoluble en agua, el sulfato de bario se emplea como material de liberación en la fundición de placas de áNode de cobre. Debido a que las placas del áNode se funden en moldes de cobre, se emplea una capa de polvo fino de sulfato de bario en agua sobre la superficie del molde para evitar el contacto directo del cobre líquido con el molde de cobre sólido. Como resultado, cuando el cobre fundido se solidifica en una placa de áNode, simplemente se puede sacar de su molde.
Pregunta 4: Explique brevemente los efectos secundarios de la sobreexposición al sulfato de bario.
Solución:
Los dolores de estómago leves, las náuseas y los vómitos son algunos de los efectos secundarios comunes. Las heces son sueltas o algo estreñidas. Otros efectos son calambres extremos, diarrea o estreñimiento, zumbido en los oídos, sudoración, ansiedad, frecuencia cardíaca rápida o piel clara, ojos grises, fatiga.
Pregunta 5: ¿Cómo actúa el sulfato de bario como soporte del catalizador?
Solución:
Cuando se hidrogenan selectivamente grupos funcionales que son susceptibles de sobrerreducción, se utiliza sulfato de bario como soporte del catalizador. Con un área de superficie limitada, el tiempo de contacto del sustrato con el catalizador se reduce, lo que resulta en selectividad. En la reducción de Rosenmund, también se utiliza paladio sobre sulfato de bario como catalizador.