Сульфат бария BaSO4: свойства, получение, применение

Сульфат бария BaSO4 — нерастворимая в воде и кислотах средняя соль серной кислоты, молярная масса 233 г/моль.

Ключевые факты

Формула
BaSO4
Класс
соль (средняя, нерастворимая)
Молярная масса
233 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 233,39 г/моль
Другие названия
барит, тяжёлый шпат (в природе); «бариевая каша» (взвесь для рентгена)
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
Ba +2, S +6, O −2
Связи
ионная между Ba2+ и SO42−, внутри сульфат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная
Растворимость
не растворяется ни в воде, ни в кислотах

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сульфат бария?

Сульфат бария — белое тяжёлое вещество, которое получают на каждом уроке по качественным реакциям: именно его осадок показывает присутствие сульфат-ионов. В природе встречается минерал барит; название «тяжёлый шпат» он получил из-за большой плотности, около 4,5 г/см³.

Практически нерастворимая соль почти не вступает в реакции, поэтому её свойства сводятся к немногому: устойчивость к кислотам и щелочам и восстановление углём при сильном нагревании. Из-за такой инертности сам сульфат бария безвреден, хотя его растворимые соли ядовиты.

Какие физические свойства у сульфата бария?

Физические свойства: сульфат бария BaSO4
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбелый порошок без запаха
Растворимость в водепрактически нерастворим: порядка 2 мг в литре воды
Плотностьоколо 4,5 г/см³, поэтому вещество называют тяжёлым
Температура плавлениявыше 1500 °C, с разложением

Какие химические свойства у сульфата бария?

Сам сульфат бария химически инертен: кислоты на него не действуют, и поэтому реакция образования его осадка так надёжна. Практически важны два типа реакций: образование соли обменом и восстановление до сульфида при прокаливании с углём.

  1. Образование из хлорида бария и серной кислотыBaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
  2. Образование из гидроксида бария: осадок и водаBa(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O
  3. Образование из нитрата бария и сульфата натрияBa(NO3)2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaNO3
  4. Сокращённая ионная форма образования осадкаBa2+ + SO42− → BaSO4↓
  5. Восстановление углём до сульфида барияBaSO4 + 4C → BaS + 4CO↑Условия: прокаливание при высокой температуре

Осадок не растворяется ни в соляной, ни в азотной кислоте. Поэтому, если после добавления кислоты осадок с ионами бария остался, он состоит именно из сульфата бария, а не из карбоната или фосфата, которые в кислоте исчезают.

Как получают сульфата бария?

В промышленности

Минерал барит измельчают и очищают. Искусственный сульфат бария осаждают из раствора, который получают из сульфида бария действием серной кислоты.

  • BaS + H2SO4 → BaSO4↓ + H2S↑

В лаборатории

В лаборатории осадок получают обменом: растворимую соль бария смешивают с серной кислотой или растворимым сульфатом, и сразу выпадает белая муть.

  • BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl

Как распознать сульфат бария? Качественная реакция

Сульфат бария сам служит доказательством сульфат-иона: добавьте к пробе раствор соли бария, и появится белый осадок, который не исчезнет от кислоты. Обратная проверка на ион бария делается тем же способом, с помощью серной кислоты.

  • Ba2+ + SO42− → BaSO4↓

Где применяют сульфата бария?

  • рентгенография пищеварительного тракта: специально очищенная взвесь хорошо задерживает излучение;
  • белый наполнитель и пигмент для красок, пластмасс и бумаги;
  • утяжелитель буровых растворов при добыче нефти и газа;
  • сырьё для получения других соединений бария.

Меры предосторожности. Сам сульфат бария практически нетоксичен, но растворимые соли бария ядовиты. Для медицинских целей применяют только специально очищенный препарат, а не технический продукт.

Чему равна молярная масса сульфата бария?

M(BaSO4) = 137 + 32 + 4·16 = 233 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 233,39 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где сульфат бария встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сульфата бария?

M(BaSO4) = 137 + 32 + 4·16 = 233 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 233,39 г/моль.

Почему сульфат бария можно использовать в медицине, хотя барий ядовит?

Яд — это растворённые ионы бария. Сульфат бария практически не растворяется, не всасывается в кровь и выводится из организма, поэтому для рентгена его используют в виде очищенной взвеси.

Почему осадок сульфата бария не растворяется в кислотах?

Сульфат-ион — анион сильной серной кислоты, и ионы водорода не могут связать его в слабый электролит или газ. Поэтому равновесие осадка с кислотой не сдвигается.

Чем осадок сульфата бария отличается от карбоната бария?

Оба белые, но карбонат бария растворяется в соляной кислоте с выделением углекислого газа, а сульфат бария остаётся нетронутым. По этому признаку их различают.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: барий Ba, сера S, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники