硫酸鋇

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簡介

“Barium”一詞源於希臘語“Barys”，意為“重的”。硫酸鋇是一種無機化合物，屬於鹼土金屬。它在地球上以重晶石礦物（也稱為鋇礦）的形式存在。重晶石呈淺黃色、紅色、灰色或綠色，但硫酸鋇是一種白色、柔軟的結晶固體化合物。它不溶於水，無味。它由碳酸鋇和硫酸反應生成。它是一種無毒化合物，具有多種醫療用途，例如根管治療、X射線和CT掃描。它可溶於濃硫酸。它也用於家用、商業和工業用途。應將其儲存在陰涼乾燥的地方，並使用帶蓋的密封容器。

硫酸鋇的性質

硫酸鋇由鋇陽離子和硫酸根陰離子組成。硫酸鋇的化學式為BaSO4。其化學結構和其他性質如下所示：

化學結構

名稱	性質
分子式	$\mathrm{BaSO_4}$
其他名稱	重晶石、硫酸鋇 7727-43-7、Baritop
分子量	233.38 g/mol
沸點	1600 $\mathrm{^{\circ}}$C
熔點	1580$\mathrm{^{\circ}} $C
密度	4.5$\mathrm{g/cm^{3}}$
結構	正交晶系

存在形式

硫酸鋇在地殼中以重晶石礦物形式存在。重晶石含有94%的硫酸鋇和一些氧化鐵、二氧化矽和氟化物的雜質。重晶石中的主要雜質是二氧化矽，可以透過用氫氟酸和苛性鈉處理化合物來去除。硫酸鋇由重晶石透過碳酸鋇和硫酸反應生成。

$$\mathrm{BaCO_{3}+H_{2}SO_{4}\:\rightarrow\:BaSO_4+CO_{2}+H_{2}O}$$

物理性質

硫酸鋇的物理性質如下：

• 它是白色柔軟的結晶固體化合物。

• 它無味且不易燃。

• 硫酸鋇的密度為4.49 g/ml。

• 硫酸鋇的熔點為1580$\mathrm{^{\circ}} $C。

• 硫酸鋇的沸點為1600$\mathrm{^{\circ}} $C。

化學性質

硫酸鋇的化學性質如下：

• 它不溶於水，因此不會形成離子，即$\mathrm{Ba^{2+}}$。它在50$\mathrm{^{\circ}}$ C時的水溶性為0.0022 g/L。

• 它可溶於濃硫酸。

• 硫酸鋇的水溶液呈中性，即其pH值在6到14之間。

• 它與鋁粉和鉀劇烈反應。

硫酸鋇的用途

硫酸鋇有許多醫療用途，其中一些如下：

• 硫酸鋇用作X射線診斷中的造影劑，用於診斷胃腸道疾病。由於其在水中的溶解度低，它可以保護患者免受有毒金屬的吸收，並在使用後易於從體內排出。

• 它也用於商業用途，例如牙齒根管的塗層顏料。

• 它用作原油鑽探的新增劑。

• 它用作橡膠製品、汽車塗料和塑膠中的填料（鋅鋇白）。

• 它也用作照相紙、人造象牙、油布、玻璃紙、平版印刷油墨等的顏料。

• 硫酸鋇在比色法中用作測量光源的擴散劑。

硫酸鋇懸浮液

放射科醫生將硫酸鋇粉末轉移到快速流動的液體中，以製備硫酸鋇懸浮液。放射科醫生將這種懸浮液用於X射線檢查。將懸浮液給予需要進行X射線或CT掃描的患者。服用懸浮液2小時後，進行患者的X射線檢查，以便懸浮液覆蓋整個胃部區域。鋇是一種重金屬，在水中保持不溶解狀態，可以保護患者免受有害X射線的傷害。

陰影

當X射線穿過胃部時，硫酸鋇會吸收X射線，而空氣不會吸收X射線。X射線穿過充滿空氣的胃腸道區域並形成膠片。膠片的曝光區域呈現黑色陰影，未曝光區域呈現白色陰影。

硫酸鋇的副作用

雖然硫酸鋇無毒，但它有一些副作用，如下所示：

• 如果意外進入眼睛，會引起刺激。如果發生這種情況，請用涼水沖洗眼睛並諮詢醫生。

• 如果硫酸鋇接觸皮膚，會引起皮膚刺激。

• 如果吸入，可能會引起嘔吐、腹瀉、噁心、疲勞等。

• 更嚴重的硫酸鋇中毒會導致精神錯亂、瘙癢、皮膚髮紅、聲音嘶啞、蕁麻疹等。

總結

硫酸鋇化學式為$\mathrm{BaSO_{4}}$，該化學品不溶於水和醇，可溶於濃硫酸。其物理性質為白色柔軟的結晶化合物，無味。硫酸鋇的商業和醫療用途包括：用作照相紙、油布、人造象牙和平版印刷油墨的顏料。其在醫療領域最重要的用途是CT掃描和X射線牙齒填充。在使用硫酸鋇之前，必須採取一些安全措施，例如佩戴安全眼鏡或護目鏡、手套、實驗服和防塵口罩，以避免該化學品造成的健康危害。

常見問題

Q1. 氯化鋇水溶液與硫酸鈉反應會發生什麼？

A1. 氯化鋇與硫酸鈉反應會生成硫酸鋇和氯化鈉水溶液。

$$\mathrm{BaCl_{2}\:+\:Na_{2}SO_{4}\:\rightarrow\:BaSO_{4}\:+\:2NaCl}$$

Q2. 為什麼在患者進行X射線檢查前使用硫酸鋇？

A2. 硫酸鋇用於X射線檢查是因為它不溶於水，因此當X射線穿過胃部時，它會在胃壁上形成一層覆蓋物，從而防止X射線的有害射線損害胃壁。

Q3. 如果不小心吸入硫酸鋇會發生什麼？

A3. 如果吸入硫酸鋇，可能會導致噁心、嘔吐、腹瀉、疲勞，嚴重情況下還會導致精神錯亂、皮膚髮紅、耳鳴、胃痙攣等。

Q4. 硫酸鋇在土壤測試中的用途是什麼？

A4. 硫酸鋇用作土壤測試中的指示劑。它可以分離出在pH值標尺上不顯示顏色指示的粘土顆粒。

Q5. 重晶石與焦炭一起加熱會發生什麼？

A5. 重晶石與焦炭一起加熱會生成水溶性硫化鋇，在這個反應中，不純的重晶石與其雜質分離。

$$\mathrm{BaSO_{4}+4\:C\to BaS+ 4\:CO}$$

當我們將硫化鋇與硫酸反應時，我們會得到純的硫酸鋇化合物。

$$\mathrm{BaS +H_{2}SO_{4} \to BaSO_{4}+H_{2}S}$$

Q6. 為什麼硫酸鋇用於油漆和表面塗層？

A6. 硫酸鋇不溶於水，惰性，並且對熱和光穩定。它的折射率為1.64，高於其他體質顏料（賦予顏料性質的物質），這意味著它具有較高的密度，易於沉降，因此它被用於油漆、底漆、底塗層等。