Hulp bij leren Periodiek systeem

Barium

chemisch-element

56

Ba/Barium

De naam van barium, het zwaarste stabiele aardalkalimetaal, is afgeleid van barys, het Griekse woord voor zwaar. ‘Bologna-stenen’ – lichtgevende kiezels – waren al in de middeleeuwen bekende bariumhoudende stenen. In 1774 werd het element (in de vorm van zijn oxide) voor het eerst uit de mineralen geïsoleerd. Barium is een zilverwit vervormbaar metaal dat in lucht direct dof wordt.

Symbool

Protonen/elektronen

Groep

Isotopen

¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba

Periode

Elektronenconfiguratie

[Xe] 6s²

Blok

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,18,18,8,2

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

1,0 (Pauling)

Dichtheid

3620 kg m^-3

Atoomstraal

217 10^-12m

Smeltpunt

727 ^oC (1000 K)

Relatieve atoommassa

137.34

Kookpunt

1897 ^oC (2170 K)

Soortelijke warmte

204 J kg^-1K^-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

18 W m^-1K^-1

Selecteer

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Gasvanger radiobuis

Barium dient als gasvanger (getter) in luchtledige elektronenbuizen (bekend van de ‘ouderwetse’ radiobuizen). Het bindt zuurstof, stikstof en waterstof. De damp van barium reageert met deze restgassen en de hierbij gevormde vaste stoffen zetten zich als spiegel op de glaswand af.

Smeermiddel(additief)

Bariumstearaat en bariumlauraat worden gebruikt als smeermiddel in vliegtuigen en vrachtwagens en in de industrie. Ze zijn bestand tegen relatief hoge temperaturen (tot ca. 150 ^°C).

Vul- en kleurstof voor papier

Het papierpigment ‘blanc fixe’ heet ook wel permanent wit of barietwit – dat laatste omdat het voornamelijk uit bariumsulfaat (BaSO₄) bestaat. Dat is bestand tegen licht en lucht en dient behalve als pigment ook als vulstof. Je vindt het ook in fotografisch papier (vanwege het grote reflecterende vermogen), in katoen, behangselpapier, verf, kunststof, rubberartikelen, glas, kit en sierpleister.

Vuurwerk

Bariumchromaat (BaCrO₄) zorgt in vuurwerk voor een speciale groene kleur. Bariumnitraat (Ba(NO₃)₂) is om die reden vaak in Bengaals vuur te vinden. Ook bariumchloraat (Ba(ClO₃)₂) wordt veel in vuurwerk toegepast. Het dient dan ook als zuurstofleverancier. In lichtkogels dient bariumperoxide (BaO₂) als oxidator.

Maagfoto

Bariumpap (BaSO₄) is een veelgebruikt contrastmiddel voor het maken van röntgenfoto’s bij onderzoek van het spijsverteringskanaal.

Glas

Bariumverbindingen (oxides, hydroxides en carbonaten) verhogen de brekingsindex en hardheid van het glas. Dit glas wordt gebruikt voor glasvezelkabels, breekbare lampen en speciale lenzen. Ook remt bariumglas de röntgenstraling; het is daarom te vinden in ‘ouderwetse’ beeldschermen en TV’s met een kathodestraalbuis. Bariumglas is ook een alternatief voor kristalglas in kroonluchters.

Pigment

Diverse bariumverbindingen dienen als pigment. Barietgeel (BaCrO₄) is te vinden in glas, keramiek en porselein. Voor wit keramiek wordt onder meer bariumcarbonaat (BaCO₃) gebruikt. Het verfpigment lithopoonwit is een mengsel van bariumsulfaat (BaSO₄) en zinkzulfide (ZnS). Het maakt verf ongevoelig voor de inwerking van zwavelverbindingen.

Boormodder

Bij olie- en gasboringen wordt –boormodder– gebruikt, een geconcentreerde oplossing van bariet (bariumsulfaat, BaSO₄) met een hoge dichtheid. Ze zorgen voor een voldoende hoge spoelingsdruk onderin het boorgat. Tachtig procent van het geproduceerde bariet wordt hiervoor gebruikt.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

desoxidatiemiddel bij staalbereiding
harden van lood (bv voor accu’s)

In verbindingen

betontoevoeging (voor afscherming in kernreactoren)	BaSO₄
bleekmiddel voor stro, zijde	BaO₂
droogmiddel	BaO
explosieven	BaO₂
fruit- en wijnbouwbeschermingsmiddel	bariumpolysulfiden
gasdroogmiddel	Ba(ClO₄)₂
harden van staal	BaCl₂
keramiek	BaCO₃
keramische magneet	bariumferriet
licht- en warmtebescherming in kunststoffen	BaO
lucifers	BaCrO₄
ontkleuring van loodglas	BaO₂
rattengif	BaCO₃
reinigen van olie	Ba(OH)₂
scheerpoeder	BaS
waterafstotend maken van textiel	bariumstearaat
waterontharder	BaCl₂, Ba(OH)₂

Naam & ontdekking

Naam

De naam barium is afgeleid van het Griekse woord barys, dat zwaar betekent. Al vóórdat het element zelf werd geïsoleerd noemde men het oxide al bariet.

Ontdekking

De in de middeleeuwen bekende ‘Bologna-stenen’ – lichtgevende kiezels – bevatten bariummineralen. In 1602 werd daar voor het eerst serieus studie van gemaakt door de Italiaanse schoenmaker en alchemist Vicenzo Casciarola.

In 1774 isoleerde de Duits-Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele (foto) voor het eerst bariumoxide. Hij toonde hij aan dat het een tot dan toe onbekend oxide betrof. De Britse chemicus Humphry Davy was in 1808 de eerste die metallische barium verkreeg, via elektrolyse van gesmolten bariumzouten.

Voorkomen

Barium staat op plaats veertien in de lijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst, met een gewichtsaandeel van 0,0425%.

Het is te vinden in vele mineralen, zoals:

bariet of zwaarspaat (foto)	BaSO₄
norsethiet	BaMg(CO₃)₂
sambortiet	BaSi₂O₅
witheriet	BaCO₃

Winning

De belangrijkste wingebieden liggen in China, Rusland, Mexico, India, Turkije, de Verenigde Staten van Amerika, Ierland, Thailand, Frankrijk, Duitsland, Italië, Marokko en verschillende andere plaatsen in Noord-Afrika.

De EU heeft met de Critical Raw Materials Act in 2022 het element barium op de lijst van schaarse en strategische grondstoffen gezet.

Bereiding

Vroeger

De Britse chemicus Humphry Davy maakte in 1808 het eerste (redelijk onzuivere) metallische barium via elektrolyse van een mengsel van vochtig bariumhydroxide en kwikoxide. Hij verkreeg vooral bariumamalgaam, de verbinding met kwik.

De Duitse chemicus Robert Bunsen slaagde er in 1855 in, samen met zijn Britse collega Augustus Matthiessen, zuiver barium te verkrijgen door elektrolyse van een mengsel van gesmolten barium- en ammoniumchloride.

Tegenwoordig

Tegenwoordig maakt men barium uitgaand van bariumcarbonaat. Dat levert bij sterke verhitting in de aanwezigheid van koolstof zuiver bariumoxide:

${BaCO}_{3} + C \to BaO + 2 CO$

dat vervolgens met silicium of aluminium wordt gereduceerd bij een temperatuur van ca. 1.100 °C (in vacuüm). Hierbij ontstaat zuiver barium, dat bij deze temperatuur wordt afgedestilleerd:

$4 BaO + 2 Al \to Ba {({AlO}_{2})}_{2} + 3 Ba$