Bariumsulfat

Strukturformel
Ba2+
Allgemeines
Name	Bariumsulfat
Andere Namen	Schwerspat
Summenformel	BaSO4
CAS-Nummer	7727-43-7
Kurzbeschreibung	weißes Pulver
Eigenschaften
Molare Masse	233,39 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,5 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	1580 °C (Zersetzung)[1]
Löslichkeit	unlöslich in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1] keine Gefahrensymbole R- und S-Sätze R: keine R-Sätze S: keine S-Sätze
MAK	0,1 mg/m3 (Barium)[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Bariumsulfat (BaSO₄) ist das Barium-Salz der Schwefelsäure.

Vorkommen

In der Natur tritt Bariumsulfat im Mineral Baryt (Schwerspat) auf, das als Hauptrohstoff zur Herstellung anderer Barium-Verbindungen dient.

Eigenschaften

Bariumsulfatpulver

Als Laborchemikalie ist Bariumsulfat ein weißes, in Wasser praktisch unlösliches Pulver. Deshalb ist es im Gegensatz zu den anderen Bariumverbindungen kein Gefahrstoff.

Bei hohen Temperaturen zersetzt sich Bariumsulfat zu Bariumoxid, Schwefeldioxid und Sauerstoff:

Gewinnung und Darstellung

Bariumsulfat in der Produktform Blanc fix gehört zu den synthetisch (künstlich hergestelllten) Füllstoffen. Die Fällung des Bariumsulfids mit Natriumsulfat führt zu einem als Puder aufbereitbaren Produkt:

BaS + NaSO₄ → BaSO₄↓ + NaS

Das gefällte Bariumsulfat wird abfiltriert, getrocknet und gemahlen. Das reinweiße Bariumsulfat hat gewöhnlich eine Teilchengröße im einstelligen Mikrometerbereich.

Zur Herstellung von Blanc fix Pasten mit einem 25-30%igen Feststoffgehalt setzt man Bariumchlorid mit Natriumsulfat zum unlöslichen Bariumsulfat um:

BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2 NaCl

Die Bariumchloridlösung stammt gewöhnlich aus der Lithopone-Herstellung oder wird durch Umsetzung von Bariumsulfid mit Salzsäure hergestellt.

Früher fiel Bariumsulfat bei der Herstellung von Wasserstoffperoxid aus Bariumperoxid mit Umsetzung von Schwefel- und Salzsäure an.

Verwendung

Röntgenkontrastmittel

In der Medizin wird es als Röntgenkontrastmittel Patienten in Form einer milchigen Suspension zum Trinken gegeben, um den Verlauf des Verdauungstraktes bei einer Röntgenuntersuchung zu kontrastieren (positives Röntgenkontrastmittel mit hoher Röntgenstrahlabsorption). Zwar ist elementares Barium sehr giftig, aber das Sulfat ist äußerst schwer löslich und zersetzt sich erst ab Temperaturen oberhalb 1400 °C, so dass es bedenkenlos verabreicht werden kann. Bei der Anwendung als Röntgenkontrastmittel wird Bariumsulfat meist in Kombination mit Kohlendioxid oder auch Methylcellulose-Gelen verabreicht, um ein Aufblähen des Gastrointestinaltraktes (Magen-Darmtrakt) zu erreichen. Diese Methode wird als Doppelkontrastmethode bezeichnet und dient der besseren Reliefdarstellung der inneren Schleimhäute, da das Bariumsulfat nur noch als hauchdünne Schicht auf den Oberflächen zurückbleibt. Die Prallfülltechnik hingegen wird alleine mit Bariumsulfat durchgeführt und erlaubt es, den ganzen Magen-Darmtrakt darzustellen. In niedrigerer Konzentration, meist 1–1,5 %, wird Bariumsulfat in der Computertomographie ebenfalls zur Markierung des Gastrointestinaltraktes verwendet. Als unlösliches Salz darf Bariumsulfat nicht bei Verdacht auf eine Darmperforation oder kurz nach einer Operation, aber auch nicht bei Schluckstörungen oder Kleinkindern eingesetzt werden. Bei Austritt aus dem Magen-Darmtrakt kommt es zu schweren Fremdkörperreaktionen oder Granulomen, da das Bariumsulfat nicht abgebaut wird oder sich nur sehr schwer entfernen lässt. Eine intraperitoneale Fehlgabe kann in 20 bis 50 % der Fälle tödlich verlaufen. Bei korrekter Anwendung ist die Verträglichkeit außerordentlich gut, da es praktisch nicht resorbiert und unverändert rektal wieder ausgeschieden wird (weißer Stuhl). Im Juli 2003 wurden jedoch in Brasilien zwölf Menschen durch verunreinigtes Bariumsulfat getötet. (Quelle)

weißer Füllstoff

Als Barytweiß, Blanc fixe, Malerweiß, Puppenweiß oder Permanentweiß ist das gefällte Bariumsulfat der weiße Füllstoff in vielen Malerfarben. Daneben kann es in Deckweiß enthalten sein. Es ist vollkommen lichtecht und chemisch sehr stabil, daher der Name Permanent. Die Bindemittelbeständigkeit ist dagegen ungenügend: nur mit wässrigen Bindemitteln bleibt es weiß, in der Ölmalerei wird Bariumsulfat fast transparent und ist daher zur Farbgebung nicht zu gebrauchen. Andererseits ermöglicht dies die Verwendung als Verschnittmittel. Außerdem wird Schwerspat bei der Produktion von Spachtelmassen im Autoreperaturbereich eingesetzt.

Für organische Pigmente werden häufig organische Farbstoffe mit Bariumsulfat als Träger verkollert (vermahlen); das Produkt wird als Farblack bezeichnet. Auf Grund der meist hohen Farbintensität dieser Farbstoffe beeinträchtigt dies die Brillanz nur wenig und unterstützt die Möglichkeit von zarten Lasuren.

Als Blanc fixe wurde es erstmals 1830 von Kuhlmann in Lille in den Handel gebracht. Natürlicher gemahlener Baryt dürfte allerdings schon früher verwendet worden sein. Das durch Fällung hergestellte Bariumsulfat ist wesentlich feiner und brillanter und daher als Füllstoff besser geeignet.

Im Gemisch mit Zinksulfid wird es als Lithopone bezeichnet.

Zudem wird Bariumsulfat als Füllstoff für Papier und Kautschuk verwendet. Weitere Verwendung findet es bei Fotopapier im Barytpapier.

F. Grum und W. Luckey (Kodak) entwickelten 1968 die Bariumsulfat-Farbe zur Beschichtung von Ulbricht-Kugeln. Aufgrund seiner äußerst geringen Absorption von 250 nm bis 2500 nm dient Bariumsulfat auch heute noch mit einer Reflektivität von mehr als 90 % als der de-facto Standard für diffuse Weiß-Reflektoren.

Quellen

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3 1,4} Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)

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