Siarczek baru

Siarczek baru – nieorganiczny związek chemiczny z grupy siarczków, sól kwasu siarkowodorowego i baru na II stopniu utlenienia. Stosowany jako prekursor większości innych pochodnych baru^[4].

Siarczek baru

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. siarczek baru Inne nazwy i oznaczenia Stocka siarczek baru(II)
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	BaS
Masa molowa	169,39 g/mol
Wygląd	bezbarwny, sześcienny kryształ lub szary proszek[1]
Identyfikacja
Numer CAS	21109-95-5
PubChem	6857597
InChI InChI=1S/Ba.S/q+2;-2 InChIKey CJDPJFRMHVXWPT-UHFFFAOYSA-N
Właściwości Gęstość 4,3 g/cm³[1]; ciało stałe Rozpuszczalność w wodzie 8,94 g/100 g H2O[1] w innych rozpuszczalnikach nierozpuszczalny w etanolu[2] Temperatura topnienia 2227 °C[1] Współczynnik załamania 2,155[2]
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2024-11-11] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Uwaga Zwroty H H302, H332, H400, EUH031
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Budowa cząsteczki

Siarczek baru to związek jonowy, krystalizuje w układzie regularnym (grupa przestrzenna Fm3m)^[5].

Otrzymywanie

Siarczek baru otrzymuje się w wysokotemperaturowej redukcji siarczanu baru (np. w postaci minerału barytu) węglem^[2][6]:

BaSO
4 + 4C → BaS + 4CO

Można otrzymać go także przez bezpośrednie ogrzewanie siarki z barem w atmosferze inertnej^[7]:

Ba + S → BaS

Kolejną metodą syntezy jest redukcja metanem w wysokiej temperaturze^[2][8]:

BaSO
4 + CH
4 → BaS + CO
2 + 2H
2O

Właściwości

Właściwości fizyczne

Ciało stałe o postaci szarego proszku lub bezbarwnych kryształów, o zapachu zgniłych jaj^[9]. Wykazuje fosforescencję^[10], podobnie jak niektóre inne siarczki, m.in. cynku i wapnia^[11].

Właściwości chemiczne

W roztworach wodnych, podobnie jak większość siarczków berylowców, przechodzi w wodorosiarczek^[6]:

2BaS + 2H
2O → Ba(SH)
2 + Ba(OH)
2

Otrzymany roztwór jest silnie zasadowy^[2].

BaS jest wykorzystywany do otrzymywania wielu innych soli baru^[2], m.in. poprzez reakcję z kwasem zawierającym docelowy anion, w wyniku czego oprócz soli powstaje siarkowodór^[12]. Przykładowa reakcja z kwasem chlorowodorowym^[13]:

BaS + 2HCl → BaCl
2 + H
2S

W reakcji z dwutlenkiem węgla w temp. 40-90 °C tworzy węglan baru i siarkowodór^[14]:

2BaS + H
2O + CO
2 → BaCO
3 + H
2S

BaCO
3 można otrzymać także poprzez reakcję BaS z węglanem sodu w temp. 60-70 °C^[14]:

BaS + Na
2CO
3 → BaCO
3 + Na
2S

Reaguje z silnymi zasadami, tworząc wodorotlenek baru^[15]:

BaS + 2NaOH → Ba(OH)
2 + Na
2S

Historia

Siarczek baru został pierwotnie otrzymany przez XVII-wiecznego włoskiego alchemika Vincenzo Cascariolo w opisanej wyżej redukcji barytu węglem w wysokiej temperaturze^[10][11]. Znalazł on fragment barytu na górze Monte Paterno(inne języki) w okolicach Bolonii (stąd późniejsza nazwa barytu - „kamień boloński”), a następnie poddał go rozdrobnieniu i kalcynacji z węglem, po czym uformował z powstałego proszku figurki zwierząt, które świeciły w ciemnościach^[10].

Cascariolo zaprezentował swoje odkrycie wielu uczonym tamtych czasów. Wzbudziło ono znaczne zainteresowanie we Włoszech. O kamieniu pisali Galileusz, Licetiusz(inne języki), Giulio Cesare La Galla(inne języki) i Ovidio Montalbani(inne języki). Emisja światła przez ten minerał stała się przedmiotem sporu między Galileuszem a Licetiuszem - Licetiusz uważał, że Księżyc świeci na podobnej zasadzie, co kamień boloński, a Galileusz utrzymywał, że odbija światło słoneczne. Mechanizm stojący za zjawiskiem odkrytym przez Cascariolo stał się szeroko omawianym tematem pośród naukowców XVII i XVIII wieku^[10].

Właściwości luminescencyjne barytu wspomniane są w powieści „Cierpienia młodego Wertera” Goethego: Opowiadają, że kamień boloński, wystawiony na słońce, wciąga jego promienie i potem świeci w nocy przez czas pewien^[16].

Współcześnie świecenie „kamienia bolońskiego” wyjaśnione jest fosforescencją powstałego w procesie podgrzewania z węglem siarczku baru^[10][11]. Związek ten jest zapewne pierwszym otrzymanym syntetycznie fosforescencyjnym siarczkiem^[11].

Zastosowanie

Stosowany w produkcji farb luminescencyjnych(inne języki) i jako opóźniacz palenia. W garbarstwie używany jako odczynnik do usuwania sierści ze skór^[2]. BaS znajduje zastosowanie w syntezie białego barwnika litoponu i czystego siarczanu baru (znanego komercyjnie jako blanc fixe lub biel barytowa^[17]), również wykorzystywanego jako biały barwnik, a także w roli wypełniacza^[4].