Il bario, metallo alcalino-terroso nei cui composti ha numero di ossidazione +2, forma molti sali poco solubili.
Tra i sali del bario poco solubili si possono citare: solfato, ossalato, carbonato, cromato, fluoruro, idrossido, solfito, bromato, iodato e il molibdato . Tra questi composti vengono descritti gli usi e la preparazione di quelli più comuni.
Solfato di bario
Il solfato di bario, sale di colore bianco, viene usato, tra l’altro, come pigmento, quale riempitivo per aumentare la densità dei polimeri e quale mezzo di contrasto nel campo radiologico.
Viene rinvenuto in natura nella barite ma può essere ottenuto in laboratorio facendo reagire una soluzione contenente un sale di bario solubile con una soluzione contenente acido solforico o un solfato secondo la reazione netta:
Ba2+(aq) + SO42-(aq) → BaSO4(s)
Il solfato è poco solubile in acqua, soluzioni acide e basiche e debolmente solubile in acido solforico concentrato a caldo.
Ossalato di bario
L’ossalato , sale di colore bianco, è largamente usato nella preparazione dei fuochi pirotecnici a cui conferisce una colorazione verde.
Viene ottenuto, generalmente idrato o semiidrato, facendo reagire un sale di bario solubile con una soluzione contenente acido ossalico o un ossalato secondo la reazione netta:
Ba2+(aq) + C2O42- (aq) + H2O(l) → BaC2O4∙ H2O (s)
A temperature superiori a 400°C dà luogo a una reazione di decomposizione termica che avviene in più stadi:
BaC2O4∙ H2O (s) → BaC2O4(s) + H2O (g)
BaC2O4(s) → BaCO3(s) + CO2(g)
BaCO3(s) → BaO(s) + CO2(g)
Carbonato di bario
Il carbonato di bario, sale di colore bianco, viene utilizzato quale veleno per topi ma è impiegato nella produzione di vetro in quanto ne aumenta l’indice di rifrazione, di smalti che acquistano una elevata espansione termica, ceramiche e come additivo antimuffa nelle vernici ed inoltre per eliminare i solfati dalle soluzioni acquose.
Viene ottenuto in laboratorio facendo reagire un sale di bario solubile con una soluzione contenente lo ione carbonato secondo la reazione netta:
Ba2+ (aq) + CO32-(aq) → BaCO3(s)
A livello industriale viene ottenuto per trattamento del solfuro di bario con carbonato di sodio alla temperatura di 60-70°C secondo la reazione:
BaS(aq) + Na2CO3(aq) → BaCO3(s) + Na2S(aq)
Alla temperatura di circa 1000°C il carbonato di bario di decompone secondo la reazione:
BaCO3(s) → BaO(s) + CO2(g)
In presenza di acidi come HCl il carbonato di bario forma sali solubili come il cloruro di bario:
BaCO3(s) + 2 HCl(aq) → BaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
Il cromato , sale di colore giallo, viene utilizzato quale pigmento nella colorazione del vetro, della ceramica e della porcellana, in pasta nel contatto tra due diversi metalli per prevenire la corrosione.
Può essere ottenuto facendo reagire un sale di bario solubile con una soluzione contenente lo ione cromato secondo la reazione netta:
Ba2+ (aq) + CrO42- (aq) → BaCrO4(s)
Il cromato di bario è solubile in acidi minerali con formazione dello ione bicromato che conferisce alla soluzione la tipica colorazione arancio:
2 BaCrO4(s)+ 2 H+(aq) → Ba2+ (aq) + Cr2O72-(aq) + H2O(l)
Fluoruro di bario
Il fluoruro , sale di colore bianco, è utilizzato nella metallurgia dell’alluminio come additivo nel processo di raffinazione, come fondente e opacizzante di smalti, nelle polveri di saldatura. Per la sua peculiarità di essere trasparente a lunghezze d’onda tra 150 nm a 11.5 μm il fluoruro di bario viene utilizzato per ottenere componenti ottici delle lenti.
A causa del suo basso indice di rifrazione il fluoruro di bario fornisce un’elevata trasmissione e viene usato per ottenere le celle portacampioni nella spettroscopia UV e IR
Viene inoltre utilizzato quale scintillatore per rilevare raggi X, raggi gamma o altre particelle ad alta energia in quanto è in grado di emettere impulsi di luce, quando viene attraversato da fotoni ad alta energia o da particelle cariche.
Può essere ottenuto facendo reagire un sale di bario solubile con una soluzione contenente lo ione fluoruro secondo la reazione netta:
Ba2+ (aq) + 2 F–(aq) → BaF2(s)
L’idrossido , la cui solubilità è tuttavia influenzata dalla temperatura, è un elettrolita di colore bianco che si presenta, in genere, idrato.
Idrossido di bario
L’idrossido è utilizzato come additivo nei materiali termoplastici e come stabilizzante nel PVC come additivo per lubrificanti e grassi, nella produzione di saponi e come precursore di altri composti. Viene usato in campo analitico per la titolazione di acidi deboli, in particolare di tipo organico.
Viene ottenuto dalla reazione tra ossido di bario e acqua:
BaO + 9 H2O → Ba(OH)2∙ 8 H2O
Ad una temperatura di circa 800°C l’idrossido di bario si decompone secondo la reazione:
Ba(OH)2(s) → BaO(s)+ H2O(g)