Cloruro de bario

cloruro de bario es un compuesto inorgánico con la fórmula BaCl₂. Es una de las sales de bario solubles en agua más comunes. Como la mayoría de las otras sales de bario solubles en agua, es un polvo blanco, altamente tóxico e imparte una coloración amarillo verdosa a la llama. También es higroscópico y se convierte en dihidrato BaCl₂·2H₂O, que son cristales incoloros y de sabor amargo salado. Tiene un uso limitado en el laboratorio y la industria.

Preparación

A escala industrial, el cloruro de bario se prepara mediante un proceso de dos pasos a partir de barita (sulfato de bario). El primer paso requiere altas temperaturas.

BaSO₄ + 4 C → BaS + 4 CO

El segundo paso requiere la reacción entre el sulfuro de bario y el cloruro de hidrógeno:

BaS + 2 HCl → BaCl₂ + H₂S

o entre sulfuro de bario y cloruro de calcio:

BaS + CaCl₂ → CaS + BaCl₂

En lugar de HCl, se puede utilizar cloro. El cloruro de bario se extrae de la mezcla con agua. A partir de soluciones acuosas de cloruro de bario, su dihidrato (BaCl₂·2H₂O) pueden cristalizarse como cristales incoloros.

En principio, el cloruro de bario se puede preparar mediante la reacción entre hidróxido de bario o carbonato de bario con cloruro de hidrógeno. Estas sales básicas reaccionan con el ácido clorhídrico para dar cloruro de bario hidratado.

Ba(OH)₂ + 2 HCl → BaCl₂ + 2 H₂O

BaCO₃ + 2 HCl → BaCl₂ + H₂O + CO₂

Estructura y propiedades

BaCl₂ cristaliza en dos formas (polimorfos). A temperatura ambiente, el compuesto es estable en la estructura ortorrómbica de cotunita (PbCl2), mientras que la estructura de fluorita cúbica (CaF2) es estable entre 925 y 963 °C. Ambos polimorfos se adaptan a la preferencia del gran ion Ba²⁺ por números de coordinación mayores que seis. La coordinación de Ba²⁺ es 8 en la estructura de fluorita y 9 en la estructura de cotunita. Cuando la estructura de cotunita BaCl₂ se somete a presiones de 7 a 10 GPa, se transforma en un tercio estructura, una fase monoclínica post-cotunita. El número de coordinación de Ba²⁺ aumenta de 9 a 10.

En solución acuosa, BaCl₂ se comporta como una sal simple; en agua es un electrolito 1:2 y la solución presenta un pH neutro. Sus soluciones reaccionan con el ion sulfato para producir un precipitado blanco espeso de sulfato de bario.

BaCl₂ + Na2SO4 → 2 NaCl + BaSO₄

El oxalato produce una reacción similar:

BaCl₂ + Na2C2O4 → 2 NaCl + BaC2O4

Cuando se mezcla con hidróxido de sodio, se obtiene hidróxido de bario, que es moderadamente soluble en agua.

BaCl₂ + 2 NaOH → 2 NaCl + Ba(OH)₂

BaCl₂·2H₂O es estable en el aire a temperatura ambiente, pero pierde un agua de cristalización por encima de 55 °C (131 °F), convirtiéndose en BaCl₂·H ₂O y se vuelve anhidro por encima de los 121 °C (250 °F). BaCl₂·H₂O se puede formar agitando el dihidrato con metanol.

BaCl₂ forma fácilmente eutécticos con cloruros de metales alcalinos.

Usos

Aunque es económico, el cloruro de bario encuentra aplicaciones limitadas en el laboratorio y la industria.

Su principal uso en laboratorio es como reactivo para la determinación gravimétrica de sulfatos. El compuesto de sulfato que se analiza se disuelve en agua y se añade ácido clorhídrico. Cuando se agrega una solución de cloruro de bario, el sulfato presente precipita como sulfato de bario, que luego se filtra a través de papel de filtro sin cenizas. El papel se quema en un horno de mufla, se pesa el sulfato de bario resultante y así se calcula la pureza del compuesto de sulfato.

En la industria, el cloruro de bario se utiliza principalmente en la purificación de soluciones de salmuera en plantas de cloro cáustico y también en la fabricación de sales de tratamiento térmico y endurecimiento del acero. También se utiliza para fabricar pigmentos rojos como el rojo Lithol y el Red Lake C. Su toxicidad limita su aplicabilidad.

Toxicidad

El cloruro de bario, junto con otras sales de bario solubles en agua, es altamente tóxico. Irrita los ojos y la piel, provocando enrojecimiento y dolor. Daña los riñones. Se ha informado que la dosis fatal de cloruro de bario para un ser humano es de aproximadamente 0,8 a 0,9 g. Los efectos sistémicos de la toxicidad aguda del cloruro de bario incluyen dolor abdominal, diarrea, náuseas, vómitos, arritmia cardíaca, parálisis muscular y muerte. Los iones Ba²⁺ compiten con los K ⁺, lo que hace que las fibras musculares no sean excitables eléctricamente, provocando así debilidad y parálisis del cuerpo. El sulfato de sodio y el sulfato de magnesio son antídotos potenciales porque forman sulfato de bario BaSO₄, que es relativamente no tóxico debido a su insolubilidad en agua.

El cloruro de bario no está clasificado como carcinógeno humano.