Хлорид бария — неорганическое соединение с формулой BaCl2 . Это одна из наиболее распространенных водорастворимых солей бария . Как и большинство других водорастворимых солей бария, это белый порошок, очень токсичный и придающий пламени желто-зеленую окраску. Он также гигроскопичен , превращаясь в дигидрат BaCl2 · 2H2O , представляющий собой бесцветные кристаллы с горько-соленым вкусом. Он имеет ограниченное применение в лабораторных и промышленных условиях. [ 7] [3]
В промышленных масштабах хлорид бария получают в два этапа из барита ( сульфата бария ). [8] На первом этапе требуются высокие температуры.
На втором этапе требуется реакция между сульфидом бария и хлористым водородом :
или между сульфидом бария и хлоридом кальция :
Вместо HCl можно использовать хлор . [7] Хлорид бария извлекается из смеси водой. Из водных растворов хлорида бария его дигидрат ( BaCl 2 ·2H 2 O ) может кристаллизоваться в виде бесцветных кристаллов. [2]
Хлорид бария в принципе может быть получен реакцией между гидроксидом бария или карбонатом бария с хлористым водородом . Эти основные соли реагируют с соляной кислотой, давая гидратированный хлорид бария.
BaCl 2 кристаллизуется в двух формах ( полиморфах ). При комнатной температуре соединение стабильно в орторомбической структуре котуннита ( PbCl 2 ), тогда как кубическая структура флюорита ( CaF 2 ) стабильна между 925 и 963 °C. [9] Оба полиморфа обеспечивают предпочтение большого иона Ba 2+ для координационных чисел больше шести. [10] Координация Ba 2+ равна 8 в структуре флюорита [11] и 9 в структуре котуннита. [12] Когда структура котуннита BaCl 2 подвергается давлению 7–10 ГПа, он трансформируется в третью структуру, моноклинную посткотуннитную фазу. Координационное число Ba 2+ увеличивается с 9 до 10. [13]
В водном растворе BaCl2 ведет себя как простая соль ; в воде он является электролитом 1:2 [ необходимо разъяснение ] , а раствор имеет нейтральный pH . Его растворы реагируют с сульфат- ионом, образуя густой белый твердый осадок сульфата бария .
Эта реакция осаждения используется на хлорщелочных заводах для контроля концентрации сульфата в исходном рассоле для электролиза.
Оксалат вызывает похожую реакцию:
При смешивании с гидроксидом натрия получается гидроксид бария , который умеренно растворим в воде.
BaCl 2 ·2H 2 O стабилен на воздухе при комнатной температуре, но теряет одну кристаллизационную воду выше 55 °C (131 °F), превращаясь в BaCl 2 ·H 2 O , и становится безводным выше 121 °C (250 °F). [2] BaCl 2 ·H 2 O может быть образован путем встряхивания дигидрата с метанолом . [3]
BaCl2 легко образует эвтектики с хлоридами щелочных металлов . [3]
Несмотря на свою дешевизну, хлорид бария находит ограниченное применение в лабораторных условиях и промышленности.
Его основное лабораторное применение — в качестве реагента для гравиметрического определения сульфатов. Анализируемое сульфатное соединение растворяют в воде и добавляют соляную кислоту. При добавлении раствора хлорида бария присутствующий сульфат выпадает в осадок в виде сульфата бария, который затем фильтруют через беззольную фильтровальную бумагу. Бумагу сжигают в муфельной печи, полученный сульфат бария взвешивают и таким образом рассчитывают чистоту сульфатного соединения.
В промышленности хлорид бария в основном используется для очистки соляного раствора на заводах по производству едкого хлора, а также в производстве солей для термообработки, поверхностной закалки стали . [7] Он также используется для изготовления красных пигментов, таких как Lithol red и Red Lake C. Его токсичность ограничивает его применимость. [ необходима цитата ]
Хлорид бария, наряду с другими водорастворимыми солями бария, является высокотоксичным. [14] Он раздражает глаза и кожу, вызывая покраснение и боль. Он повреждает почки . Сообщается, что смертельная доза хлорида бария для человека составляет около 0,8-0,9 г. Системные эффекты острой токсичности хлорида бария включают боль в животе, диарею , тошноту, рвоту, сердечную аритмию , мышечный паралич и смерть. Ионы Ba2 + конкурируют с ионами K + , в результате чего мышечные волокна становятся электрически невозбудимыми, что вызывает слабость и паралич тела. [3] Сульфат натрия и сульфат магния являются потенциальными антидотами, поскольку они образуют сульфат бария BaSO4 , который относительно нетоксичен из-за своей нерастворимости в воде.
Хлорид бария не классифицируется как канцероген для человека. [3]