Lexikon der Chemie: Barium
Barium, (griech. barys "schwer"), Symbol Ba, chem. Element aus der II. Hauptgruppe des Periodensystems, der Gruppe der Erdalkalimetalle, Leichtmetall; Z 56, Massenzahlen der natürlichen Isotope 130 (0,101 %), 132 (0,097 %), 134 (2,42 %), 135 (6,59 %), 136 (7,81 %), 137 (11,32 %), 138 (71,66 %), Atommasse 137,34, Wertigkcit II, Härte nach Mohs 2, D. 3,5 g cm-3, F. 725 °C, Kp. 1640 °C, elektrische Leitfähigkeit 2,8 Sm/mm2 (bei 0 °C), Standardelektrodenpotential (Ba/Ba2+) -2,90 V.
Eigenschaften. B. ist ein weiches, an frischer Oberfläche silberglänzendes, äußerlich dem Blei ähnliches Metall, das in kubisch-raumzentriertem Gitter kristallisiert. Es ist das reaktivste Element der Erdalkaligruppe und ein ausgesprochenes Reduktionsmittel. Bereits bei Zimmertemperatur wird die Oberfläche durch Luft unter Oxidbildung angegriffen. Fein verteiltes B. ist pyrophor und verbrennt zu Bariumoxid BaO und Bariumnitrid Ba3N2. Mit Wasser, wäßrigen Säuren oder Alkohol bildet sich Wasserstoff: Ba + 2 H2O → Ba2+ + 2 OH- + H2. Von Schwefelsäure wird B. infolge der Bildung einer schwerlöslichen BaSO4-Schutzschicht nicht angegriffen.
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Analytisches. Der qualitative Nachweis erfolgt über die grüne Flammenfärbung, spektroskopisch anhand der grünen und roten Emissionslinien oder durch Fällung als Bariumcarbonat oder -chromat. Quantitativ kann B. gravimetrisch als Bariumsulfat, komplexometrisch mit EDTA oder über die Atomabsorptionsspektroskopie bestimmt werden.
Vorkommen. B. ist mit einem Anteil von 0,04 %. am Aufbau der Erdkruste beteiligt. Die wichtigsten Minerale sind der Baryt (Schwerspat) BaS04 und der Witherit BACO3.
Gewinnung. Die Herstellung des B. erfolgt durch Reduktion des Bariumoxids mit Aluminium oder Silicium im Vakuumofen bei 1200 °C, z. B. 3 BaO + 2 Al → 3 Ba + Al2O3. Das dazu erforderliche Bariumoxid gewinnt man ausgehend von Baryt durch Reduktion des Sulfats mit Kohlenstoff bei 600 bis 800 °C zu Bariumsulfid: BaSO4 + 2 C → BaS + 2 CO2. Dieses wird in Wasser gelöst und durch Einleiten von CO2 als Bariumcarbonat BaCO3 gefällt. So erhaltenes synthetisches oder auch natürliches BaCO3 wird schließlich durch Brennen in das Oxid überführt: BaCO3 → BaO + CO2.
Verwendung. Elementares B. ist von untergeordneter technischer Bedeutung. Es kommt als Bestandteil von Nickel- und Bleilegierungen zur Anwendung und dient als Gettermetall.
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