Хлорид бария

Хлорид бария
Изображение молекулярной модели
Кристаллическая структура хлорида свинца(II)[Прим. 2]
Безводный хлорид барияБезводный хлорид бария
Общие
Систематическое
наименование		 Хлорид бария
Хим. формула BaCl2
Физические свойства
Состояние Кристаллическое
Молярная масса 207,843 г/моль
Плотность 3,856 г/см3
3,097 г/см3 (дигидрат)[3]
3,174 г/см3 (расплав)
Термические свойства
Температура
 • плавления 962 °C
962 °C (расплав)
 • кипения 1560 °C
 • разложения 120 °C (дигидрат)[4]
Мол. теплоёмк. 75,1[5] Дж/(моль·К)
Энтальпия
 • образования -844 кДж/моль
 • плавления 15,85 кДж/моль[6]
Давление пара 200 Па (1315 °C)
722 Па (1437 °C)[7]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 31,6 г/100 мл (0 °C)
33,3 г/100 мл (10 °C)
35,7 г/100 мл (20 °C)
38,2 г/100 мл (30 °C)
49,61 г/100 мл (40 °C)
66,80 г/100 мл (60 °C)
84,84 г/100 мл (80 °C)
104,9 г/100 мл (100 °C)
 • в метаноле 2,2 г/100 мл (18—25 °C)
 • в глицерине 9,8 г/100 мл (18—25 °C)[8]
 • в сернистом газе 0,03 г/100 мл[9]
 • в этиленгликоле 3,6 г/100 мл[10]
Структура
Кристаллическая структура Ромбическая (α-BaCl2, до 925 °C; простр. группа Pnma)
Кубическая (β-BaCl2, 925—961 °C; простр. группа Fm3m)[11]
Классификация
Рег. номер CAS 10361-37-2
10326-27-9 (дигидрат)
PubChem 25204, 5360350, 139046011
Рег. номер EINECS 233-788-1
600-412-6 (дигидрат)
SMILES
 
InChI
 
RTECS CQ8750000
ChEBI 63317
Номер ООН 1564
ChemSpider 23540
Безопасность
Предельная концентрация 0,5 мг/м3 [11]
ЛД50 50 мг/кг (морские свинки, орально);
78 мг/кг (крысы, орально)
Токсичность Высокая[12]
Краткие характер. опасности (H)
H301, H319, H332, H413
Меры предостор. (P)
P261, P264, P264+P265, P270, P271, P273, P280, P301+P316, P304+P340, P305+P351+P338, P317, P321, P330, P337+P317, P405, P501
Сигнальное слово Опасно
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Череп и скрещённые кости» системы СГСПиктограмма «Восклицательный знак» системы СГС
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Хлори́д ба́рия (хлори́стый ба́рий[13], химическая формула — BaCl2) — неорганическая бариева соль соляной кислоты.

При обычных условиях хлорид бария представляет собой дигидрат BaCl2 · 2H2O[14].

В лаборатории для получения хлорида бария используется дигидрат, тогда как в промышленности данный хлорид получают тремя основными методами: из его плава, из плава сульфида бария или из других соединений бария, растворимых в кислотах.

Физические свойства

Физические свойства хлорида бария[Прим. 3]
ХарактеристикаВеличина
Энергия разрыва связи Ba—Cl
Do298, кДж/моль		436,0 ± 8,4
Длина связи Ba—Cl
dсв, пм		268,28[15]
Энергия кристаллической решетки
Uреш, кДж/моль		2046 (по Капустинскому)
2069 (по циклу Борна—Габера)[16]
Поверхностное натяжение
σ, H/м		165 · 10-3 (970 °C)
159,4 · 10-3 (1040 °C)[17]
Термодинамические свойства хлорида бария[Прим. 4]
ХарактеристикаВеличина
Стандартная энтальпия образования
Δf Ho, кДж/моль		-855,0 (BaCl2)
-1456,9 (дигидрат)[18]
Стандартная энтропия
So298, Дж/(K · моль)		124 (BaCl2, ромб.)
203 (дигидрат, монокл.)
Стандартная энергия Гиббса образования
ΔGo298, кДж/моль		-797 (BaCl2, ромб.)
-1283 (дигидрат, монокл.)[19]

Хлорид бария является диамагнетиком[11].

α-Модификация BaCl2 при нормальных условиях представляет собой бесцветные кристаллы, флюоресцирующие в рентгеновских лучах. Эти кристаллы растворимы в воде, спирте, смеси спирт—вода, плохо растворяются в ацетоне и жидком сернистом газе. Водный раствор соли образует дигидрат, представляющий собой бесцветные призмы с двойным положительным лучепреломлением. При нагревании до 60—65 °C, перемешивании в метиловом спирте или насыщении водного раствора хлороводородом, из дигидрата образуется моногидрат в виде бесцветных пластин[20]:

С солями s1- и s2-элементов BaCl2 образует эвтектические смеси — NaCl—BaCl2, CaCl2—BaCl2[21].

Некоторые физико-химические данные водных растворов соли, включая плотности растворов различной концентрации (при 20 °C)[22], коэффициенты активности (при 25 °C)[23] и числа переноса анионов (при 18 °C)[24], приведены в Таблицах 1, 2, 3 соответственно.

Таблица 1
Массовая доля, %КонцентрацияПлотность
ρ, г/см3
моль/лг/л
20,097620,321,016
40,198641,361,034
60,303363,161,053
80,411885,761,072
100,5244109,21,092
120,6412133,51,113
140,7625158,81,134
160,8885185,01,156
181,019212,21,179
201,155240,61,203
221,297270,011,227
241,444300,71,253
261,597332,61,279
Таблица 2
Концентрация,
моль/1000 г воды		0,10,20,40,60,81,0
Коэффициент активности0,5080,4500,4110,3970,3970,401
Таблица 3
Эквивалентная концентрация,
моль/л		0,010,020,050,10,20,51,02
Число переноса аниона0,5540,5540,5600,5800,5920,6110,6400,657

Химические свойства

Хлорид бария образует аддукты — BaCl2 · 4NH3 и BaCl2 · NH2OH · H2O[20].

  • При высокой температуре с хлоридом реагирует смесь из CO2 и кислорода[20]:

Подобные реакции осаждения происходят при реакции с плавиковой, мышьяковой, фосфорной и щавелевой кислотами, а также при реагировании с карбонатами щелочных металлов, молибдатами, ниобатами, селенатами, ферроцианидами и гексафторсиликатами[26].

Получение

В лаборатории

Хлорид бария получают из технического продукта — дигидрата. Сначала проводят его растворение в горячей воде (в соотношении 665 г вещества на 1500 мл воды), затем добавляют 30—40 мл раствора едкого барита (3 %) и 25 мл раствора сульфида аммония. Данную смесь доводят до 80—90 °C 20—30 минут, потом дают ей отстояться. Следующий этап — фильтрование, доведение фильтрата до определенной плотности (1,33 г/см3 при 30 °C) и его охлаждение. На воронке Бюхнера отсасывают получившиеся кристаллы, после — промывают холодной водой и сушат при комнатной температуре. Полученный реактив обычно является «чистым для анализа»[27].

При очистке хлорида до высокой степени чистоты в полученный реактив добавляют 0,5 г Na-EDTA и приливают гидроксид аммония, пока pH не установится в пределах 7,5—6,5. Затем производят фильтрование и упаривание раствора в кварцевой чашке. Как только образуется кристаллическая пленка соли, раствор начинают охлаждать[27].

В промышленности

Плав хлорида бария

Решающим этапом производства хлорида бария является процесс получения его плава. Основой получения является процесс прокалки концентрата барита и хлорида кальция (отход при производстве соды по методу Сольве[28]) в присутствии восстановителя. Данный процесс происходит в горизонтальных барабанных печах[29].

Растворы хлорида кальция вводят к концентрату и восстановителю в печь после создания там равномерной температуры. Плавление смеси продолжается от 2,5 до 4,5 часов при температуре 890—1100 °C, после — печь останавливают, а полученный плав сливают в изложницы. Сам процесс образования соединения отличается многообразием реакций между основными компонентами исходной шихты, но может быть описан суммарным уравнением[29]

Далее, используется водное выщелачивание соли из заранее охлажденного и дробленного плава. Полученные растворы фильтруются, упариваются, и уже из упаренных растворов выделяют кристаллы дигидрата хлорида бария[29].

Плав сульфида бария

Используются способы, основывающиеся на обработки плава газообразным хлором или различными хлоридами: хлорный, солянокислотный, хлорнатриевый и другие.

Хлорный способ. Раствор сернистого бария, полученный выщелачиванием его плава, обрабатывают газом[30]:

Процесс требует навыков по ведению процесса хлорирования, так как при избытке хлора могут образовываться различные продукты[30].

Солянокислотный способ. Способ основывается на мокром размоле сернокислого бария в шаровых мельницах, с последующим дозированием полученного сульфида в соляную кислоту, где происходит образование хлорида[30]:

Хлорнатриевый способ. Данный способ подразумевает обработку плава сульфида бария смесью соляной кислоты и хлористого натрия в две стадии[30]:

Остальные методы

  • Высококачественный хлорид бария может быть получен растворением в водном растворе хлороводорода окиси бария, а также различных его солей[31]:

Данные методы не применяются из-за их дороговизны[31].

Применение

В лабораториях хлорид бария является реактивом для качественного и количественного определения серной кислоты[28][32].

Примечания

Комментарии

  1. Кристаллическая структура хлорида бария подобна PbCl2[1].
  2. ↑ Кристаллическая структура хлорида бария подобна PbCl2[2].
  3. ↑ Приведены данные при 25 °C (298,15 K), если не указано иное.
  4. ↑ Приведены данные при 25 °C (298,15 K).

Источники

  1. Гринвуд Н. Химия элементов : в 2 томах / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. В. А. Михайлова, Е. В. Савинкиной, Ю. И. Азимовой, Е. Э. Григорьевой, Н. М. Логачевой, Л. Ю. Аликберовой. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — Т. 1. — С. 119, 360. — 607 с., ил. — (Лучший зарубежный учебник). — ISBN 978-5-94774-372-2 (русск.). — ISBN 0-7506-3365-4 (англ.). — ISBN 978-5-94774-373-9.
  2. ↑ Гринвуд Н. Химия элементов : в 2 томах / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. В. А. Михайлова, Е. В. Савинкиной, Ю. И. Азимовой, Е. Э. Григорьевой, Н. М. Логачевой, Л. Ю. Аликберовой. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — Т. 1. — С. 119, 360. — 607 с., ил. — (Лучший зарубежный учебник). — ISBN 978-5-94774-372-2 (русск.). — ISBN 0-7506-3365-4 (англ.). — ISBN 978-5-94774-373-9.
  3. ↑ Лидин и др., 2008, с. 82.
  4. ↑ Волков, Жарский, 2005, с. 119, 439.
  5. ↑ Ефимов и др., 1983, с. 230.
  6. ↑ Волков, Жарский, 2005, с. 340.
  7. ↑ Ахметов, 1974, с. 27.
  8. ↑ Лурье Ю. Ю. Глава II. Хлорид бария // Справочник по аналитической химии. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1971. — С. 70—71, 90. — 456 с. — 68 000 экз.
  9. ↑ Справочник по растворимости солевых систем / под ред. А. Д. Пельша. — Л.: Госхимиздат, 1963. — Т. 4. Двухкомпонентные системы. Элементы II группы и их соединения. — С. 2689. — 2880 с. — 4500 экз.
  10. ↑ Дымент О. Н. Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена / О. Н. Дымент, К. С. Казанский, А. М. Мирошников; под общей ред. О. Н. Дымента. — М.: Химия, 1976. — С. 353. — 376 с. — 4500 экз.
  11. 1 2 3 4 Ахметов Т. Г. Ба́рия хлори́д // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. [244] (стб. 463). — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
  12. ↑ Barium (soluble compounds, as Ba) : [арх. 22.04.2025] / Centers for Disease Control and Prevention (CDC) // National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). — Дата обращения: 24.05.2025.
  13. 1 2 3 4 Ба́рия хлори́д // Бари — Браслет. — М. : Советская энциклопедия, 1970. — С. 7. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 3).
  14. ↑ Фрумина Н. С. Глава I. Общие сведения и химико-аналитическая характеристика бария и его соединений // Аналитическая химия бария / Н. С. Фрумина, Н. Н. Горюнова, С. Н. Еременко; гл. ред. Ю. А. Золотов. — М.: Наука, 1977. — С. 11. — (Аналитическая химия элементов). — 2300 экз.
  15. ↑ Волков, Жарский, 2005, с. 69.
  16. ↑ Волков, Жарский, 2005, с. 467.
  17. ↑ Рябинович, Хавин, 1978, с. 55.
  18. ↑ Волков, Жарский, 2005, с. 285.
  19. ↑ Лидин и др., 2008, с. 447.
  20. 1 2 3 4 Рипан Р., Четяну И. Главная подгруппа II группы периодической системы (щелочноземельные металлы) // Неорганическая химия = Chimia Metalelor / пер. с румын. И. Б. Берсукера, Н. И. Беличука; под ред. В. И. Спицына и И. Д. Колли. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. Химия металлов. — 560 с.
  21. ↑ Ахметов Н. С. Глава 8. s-Элементы II группы периодической системы Д. И. Менделеева // Общая и неорганическая химия. Учеб. для вузов. — 4-е изд., испр. — М.: Высшая школа, Издательский центр «Академия», 2001. — С. 524. — 743 с., ил. — 15 000 экз. — ISBN 5-06-003363-5 (Высшая школа). — ISBN 5-7695-0704-7 (Издательский центр «Академия»).
  22. ↑ Ефимов и др., 1983, с. 318.
  23. ↑ Рябинович, Хавин, 1978, с. 383.
  24. ↑ Рябинович, Хавин, 1978, с. 318.
  25. ↑ Степин Б. Д., Цветков А. А. Глава 12. Химия s-металлов // Неорганическая химия: Учеб. для хим. и химико-технол. спец. вузов / под ред. Б. Д. Степина. — М.: Высшая школа, 1994. — С. 209. — 608 с., ил. — 15 000 экз. — ISBN 5-06-001740-0.
  26. ↑ Patnaik Pr. Barium chloride // Handbook of Inorganic Chemicals (англ.). — First Edition. — McGraw-Hill Professional, 2002. — P. 84. — 1086 p. — ISBN 0-07-049439-8. — ISBN 978-0070494398.
  27. 1 2 Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Барий // Чистые химические вещества. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1974. — С. 66, 72. — 408 с., 66 рис. — 31 500 экз.
  28. 1 2 3 Реми Г. Глава 8. Вторая группа периодической системы (Главная подгруппа) // Курс неорганической химии, пер. с нем. / под ред. А. В. Новоселовой. — М.: Издательство иностранной литературы, 1963. — Т. 1. — С. 304—305. — 919 с.
  29. 1 2 3 Ахметов, 1974, с. 31—33, 39.
  30. 1 2 3 4 Ахметов, 1974, с. 35—39.
  31. 1 2 Ахметов, 1974, с. 43.
  32. ↑ Харитонов Ю. Я. Глава 16. Качественный анализ анионов. Аналитическая классификация анионов по группам. Аналитические реакции анионов первой аналитической группы // Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. Учеб. для вузов. — 2-е изд., испр. — М.: Высшая школа, 2003. — С. 424. — 615 с., ил. — ISBN 5-06-003835-1.

Литература

Справочная литература

  • Лидин Р. А. Константы неорганических веществ : справочник / Р. А. Лидин, Л. Л. Андреева, В. А. Молочко ; под ред. Р. А. Лидина. — 3-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2008. — 685, [3] с. — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-04347-3.
  • Рябинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. — 2-е изд., испр. и доп. — Л.: Химия, 1978. — 392 с. — 230 000 экз.
  • Свойства неорганических соединений. Справочник / Ефимов А. И. и др. — Л.: Химия, 1983. — 392 с. — 32 000 экз.
  • Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник / А. И. Волков, И. М. Жарский. — Минск: Современная школа, 2005. — 608 с. — 4000 экз. — ISBN 985-6751-04-7.

Производственная литература

  • Ахметов Т. Г. Глава II. Хлорид бария // Химия и технология соединений бария. — М.: Химия, 1974. — 152 с. — 1500 экз.
Эта статья взята у (из) Wikipedia. Текст лицензируется по Creative Commons - Attribution - Sharealike. К медиа файлам могут применятся дополнительные условия.