Bario: ottenimento, reazioni, composti

Il bario è un elemento appartenente al Gruppo 2° dei metalli alcalino-terrosi e al 6° Periodo che ha configurazione elettronica [Xe] 6s².
In natura è presente nella barite sotto forma di solfato di bario.

All’inizio del XVII secolo un ciabattino bolognese Vincenzo Casciarolo rinvenne alla base del Monte Paderno nei pressi di Bologna una pietra che dopo essere stata calcinata nel carbone tratteneva la luce del sole e la riemetteva dopo un certo tempo.

Questa pietra detta pietra di Bologna di cui si interessò Galileo Galilei rappresenta la prima osservazione del fenomeno della fluorescenza.

Casciarolo, esperto alchimista, denominò “spugna di sole” questa pietra che non era altro che barite in cui, durante la calcinazione avveniva la trasformazione del solfato di bario BaSO₄ in solfuro di bario BaS secondo la reazione:
BaSO₄ + 4 C → BaS + 4 CO

Nel 1760 il chimico svedese Carl Scheele comprese che il minerale era costituito dal solfato di un nuovo elemento.

Ottenimento

Nel 1808  il chimico poeta Humphry Davy  isolò l’elemento per via elettrolitica.
Esso può essere ottenuto dalla reazione tra ossido di bario e alluminio:
3 BaO + 2 Al → 3  Ba + Al₂O₃

Reazioni

E’ un metallo tenero dal colore bianco argenteo altamente reattivo. Si combina rapidamente con l’ossigeno per dare l’ossido di bario di colore grigio scuro in cui il bario presenta, come in tutti i suoi composti, numero di ossidazione +2

Quando è bruciato all’aria  reagisce sia con l’ossigeno che con l’azoto per dare una miscela di ossido di bario, perossido di bario e nitruro di bario secondo le reazioni:

2 Ba_(s) + O_2(g) → 2 BaO_(s)

Ba_(s) + O_2(g) → BaO_2(s)

3 Ba_(s) + N_2(g) → Ba₃N_2(s)

Il bario reagisce con l’acqua per dare idrossido di bario e idrogeno gassoso:

Ba_(s) + 2 H₂O_(l) → Ba(OH)_2(aq) + H_2(g)

Reagisce con acido cloridrico per dare cloruro di bario e idrogeno gassoso:

2 Ba_(s) + 2 HCl_(aq)→ BaCl_2(aq) + H_2(g)

Reagisce con il biossido di carbonio per dare una miscela di carburo e di ossido di bario:

5 Ba_(s) + 2 CO_2(g) → BaC_2(s) +4 BaO_(s)

Forma sali poco solubili come il solfato  BaSO₄, il carbonato BaCO₃, il cromato BaCrO₄, il fluoruro BaF₂, il solfito BaSO₃, il tiosolfato BaS₂O₃ oltre che l’idrossido Ba(OH)₂.

L’idrossido  idrato reagisce con cloruro di ammonio per dare cloruro di bario biidrato e ammoniaca secondo la reazione endotermica:

Ba(OH)₂∙ 8 H₂O_(s) + 2 NH₄Cl_(s) → BaCl₂∙ 2 H₂O_(s) + 2 NH_3(g) + 8 H₂O_(l)

Composti

Forma numerosi composti ed in particolare i sali solubili che sono tutti nocivi.

Tra essi:

1)  il nitrato  Ba(NO₃)₂ usato nei fuochi pirotecnici, per l’allestimento di fuochi verdi e nei detonatori

2) il solfato  BaSO₄ è un sale poco solubile ed essendo radiopaco viene utilizzato come mezzo di contrasto nella radiografia dell’apparato digerente al fine di di evidenziare le alterazioni morfologiche e funzionali delle prime vie digestive. Trova inoltre utilizzo come materiale di carica nell’industria della carta, della gomma, del linoleum e come pigmento.

3) il carbonato  BaCO₃ è un sale poco solubile e viene utilizzato per la produzione di vetri ottici, nell’industria della ceramica come fondente, come riempitivo nell’industria del sapone, nella pirotecnica, nell’industria della carta, del linoleum e nella formulazione di rodenticidi e antiparassitari

4) il cloruro  BaCl₂ sale solubile viene utilizzato come reagente in chimica analitica e come intermedio nella produzione di tutti gli altri composti del bario.

E’ usato insieme all’ittrio e al rame forma una famiglia di composti noti per essere superconduttori che vengono indicati con la sigla YBCO. Tale classe di superconduttori sintetizzati per la prima volta dai carbonati dei rispettivi metalli secondo la reazione:

4 BaCO₃ + Y₂(CO₃)₃ + 6 CuCO₃ + (1/2 − x) O₂ → 2 YBa₂Cu₃O_7−x + 13 CO₂

mostrano proprietà che dipendono dal valore di x e dal metodo cristallizzazione