硫酸钡

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简介

“Barium”一词源于希腊语“Barys”，意为“重的”。硫酸钡是一种无机化合物，属于碱土金属。它在地球上以重晶石矿物（也称为钡矿）的形式存在。重晶石呈浅黄色、红色、灰色或绿色，但硫酸钡是一种白色、柔软的结晶固体化合物。它不溶于水，无味。它由碳酸钡和硫酸反应生成。它是一种无毒化合物，具有多种医疗用途，例如根管治疗、X射线和CT扫描。它可溶于浓硫酸。它也用于家用、商业和工业用途。应将其储存在阴凉干燥的地方，并使用带盖的密封容器。

硫酸钡的性质

硫酸钡由钡阳离子和硫酸根阴离子组成。硫酸钡的化学式为BaSO4。其化学结构和其他性质如下所示：

化学结构

名称	性质
分子式	$\mathrm{BaSO_4}$
其他名称	重晶石、硫酸钡 7727-43-7、Baritop
分子量	233.38 g/mol
沸点	1600 $\mathrm{^{\circ}}$C
熔点	1580$\mathrm{^{\circ}} $C
密度	4.5$\mathrm{g/cm^{3}}$
结构	正交晶系

存在形式

硫酸钡在地壳中以重晶石矿物形式存在。重晶石含有94%的硫酸钡和一些氧化铁、二氧化硅和氟化物的杂质。重晶石中的主要杂质是二氧化硅，可以通过用氢氟酸和苛性钠处理化合物来去除。硫酸钡由重晶石通过碳酸钡和硫酸反应生成。

$$\mathrm{BaCO_{3}+H_{2}SO_{4}\:\rightarrow\:BaSO_4+CO_{2}+H_{2}O}$$

物理性质

硫酸钡的物理性质如下：

• 它是白色柔软的结晶固体化合物。

• 它无味且不易燃。

• 硫酸钡的密度为4.49 g/ml。

• 硫酸钡的熔点为1580$\mathrm{^{\circ}} $C。

• 硫酸钡的沸点为1600$\mathrm{^{\circ}} $C。

化学性质

硫酸钡的化学性质如下：

• 它不溶于水，因此不会形成离子，即$\mathrm{Ba^{2+}}$。它在50$\mathrm{^{\circ}}$ C时的水溶性为0.0022 g/L。

• 它可溶于浓硫酸。

• 硫酸钡的水溶液呈中性，即其pH值在6到14之间。

• 它与铝粉和钾剧烈反应。

硫酸钡的用途

硫酸钡有许多医疗用途，其中一些如下：

• 硫酸钡用作X射线诊断中的造影剂，用于诊断胃肠道疾病。由于其在水中的溶解度低，它可以保护患者免受有毒金属的吸收，并在使用后易于从体内排出。

• 它也用于商业用途，例如牙齿根管的涂层颜料。

• 它用作原油钻探的添加剂。

• 它用作橡胶制品、汽车涂料和塑料中的填料（锌钡白）。

• 它也用作照相纸、人造象牙、油布、玻璃纸、平版印刷油墨等的颜料。

• 硫酸钡在比色法中用作测量光源的扩散剂。

硫酸钡悬浮液

放射科医生将硫酸钡粉末转移到快速流动的液体中，以制备硫酸钡悬浮液。放射科医生将这种悬浮液用于X射线检查。将悬浮液给予需要进行X射线或CT扫描的患者。服用悬浮液2小时后，进行患者的X射线检查，以便悬浮液覆盖整个胃部区域。钡是一种重金属，在水中保持不溶解状态，可以保护患者免受有害X射线的伤害。

阴影

当X射线穿过胃部时，硫酸钡会吸收X射线，而空气不会吸收X射线。X射线穿过充满空气的胃肠道区域并形成胶片。胶片的曝光区域呈现黑色阴影，未曝光区域呈现白色阴影。

硫酸钡的副作用

虽然硫酸钡无毒，但它有一些副作用，如下所示：

• 如果意外进入眼睛，会引起刺激。如果发生这种情况，请用凉水冲洗眼睛并咨询医生。

• 如果硫酸钡接触皮肤，会引起皮肤刺激。

• 如果吸入，可能会引起呕吐、腹泻、恶心、疲劳等。

• 更严重的硫酸钡中毒会导致精神错乱、瘙痒、皮肤发红、声音嘶哑、荨麻疹等。

总结

硫酸钡化学式为$\mathrm{BaSO_{4}}$，该化学品不溶于水和醇，可溶于浓硫酸。其物理性质为白色柔软的结晶化合物，无味。硫酸钡的商业和医疗用途包括：用作照相纸、油布、人造象牙和平版印刷油墨的颜料。其在医疗领域最重要的用途是CT扫描和X射线牙齿填充。在使用硫酸钡之前，必须采取一些安全措施，例如佩戴安全眼镜或护目镜、手套、实验服和防尘口罩，以避免该化学品造成的健康危害。

常见问题

Q1. 氯化钡水溶液与硫酸钠反应会发生什么？

A1. 氯化钡与硫酸钠反应会生成硫酸钡和氯化钠水溶液。

$$\mathrm{BaCl_{2}\:+\:Na_{2}SO_{4}\:\rightarrow\:BaSO_{4}\:+\:2NaCl}$$

Q2. 为什么在患者进行X射线检查前使用硫酸钡？

A2. 硫酸钡用于X射线检查是因为它不溶于水，因此当X射线穿过胃部时，它会在胃壁上形成一层覆盖物，从而防止X射线的有害射线损害胃壁。

Q3. 如果不小心吸入硫酸钡会发生什么？

A3. 如果吸入硫酸钡，可能会导致恶心、呕吐、腹泻、疲劳，严重情况下还会导致精神错乱、皮肤发红、耳鸣、胃痉挛等。

Q4. 硫酸钡在土壤测试中的用途是什么？

A4. 硫酸钡用作土壤测试中的指示剂。它可以分离出在pH值标尺上不显示颜色指示的粘土颗粒。

Q5. 重晶石与焦炭一起加热会发生什么？

A5. 重晶石与焦炭一起加热会生成水溶性硫化钡，在这个反应中，不纯的重晶石与其杂质分离。

$$\mathrm{BaSO_{4}+4\:C\to BaS+ 4\:CO}$$

当我们将硫化钡与硫酸反应时，我们会得到纯的硫酸钡化合物。

$$\mathrm{BaS +H_{2}SO_{4} \to BaSO_{4}+H_{2}S}$$

Q6. 为什么硫酸钡用于油漆和表面涂层？

A6. 硫酸钡不溶于水，惰性，并且对热和光稳定。它的折射率为1.64，高于其他体质颜料（赋予颜料性质的物质），这意味着它具有较高的密度，易于沉降，因此它被用于油漆、底漆、底涂层等。