Solfato di bario: solubilità, proprietà, sintesi

Il solfato di bario è un solido cristallino bianco poco solubile in acqua con formula BaSO₄ che si trova in natura nella barite. Il minerale ha un colore che può variare da rosso a giallo, grigio o verde a seconda delle impurezze presenti. La barite, infatti, contiene in genere biossido di silicio, ossido di ferro (III) e fluoruri

Solubilità del solfato di bario

Il solfato di bario si dissocia secondo l’equilibrio eterogeneo:
BaSO_4(s)⇄ Ba²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)
Il prodotto di solubilità vale 1.1 · 10^-10  la cui espressione è:

K_ps = 1.1 · 10^-10  = [Ba²⁺][ SO₄^2-]
Detta x la solubilità si ha:
[Ba²⁺]=[ SO₄^2-] = x

Da cui:
K_ps = 1.1· 10^-10  = (x)(x)
Ovvero x = √1.1· 10^-10  = 1.0 ·10^-5 mol/L
Pertanto la solubilità espressa in g/L è pari a 1.0 ·10^-5 mol/L · 233.38 g/mol =0.0023 g/L

Proprietà

È scarsamente solubile in acqua e in alcol ma reagisce con acidi concentrati. Non è tossico e ha una densità di 4.49 g/mL. Forma sospensioni che sono utilizzate quale mezzo di contrasto nella diagnostica per immagini. Si decompone a circa 1600 °C e ha una durezza tra 4.3 e 4.6 nella scala di Mohs

Sintesi

È ottenuto dalla barite in cui si trova, tuttavia, impuro. Per ottenerlo allo stato puro è fatto reagire con carbonio secondo la reazione redox:
BaSO₄ + 4 C → BaS + 4 CO
Si ottiene quindi monossido di carbonio e solfuro di bario che è un sale solubile in acqua.

Dalla reazione tra solfuro di bario e acido solforico si ottiene un precipitato puro:
BaS + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂S

In laboratorio si può preparare secondo una reazione di doppio scambio facendo reagire un sale solubile di bario come il cloruro con un solfato solubile. Ad esempio si può ottenere dalla reazione tra cloruro di bario e solfato di sodio:
BaCl_2(aq) + Na₂SO_4(aq) → BaSO_4(s) + 2 NaCl_(aq)

Usi

Il solfato di bario è utilizzato oltre che in campo medico anche come pigmento bianco.
Trova utilizzo nei fuochi pirotecnici a cui conferisce colorazione verde grazie alla presenza di bario.