Caesium Strontium  Radium Lanthan  
 Barium                                             56Ba
 engl. barium; griech. barys ("schwer")
 

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Relat. Atommasse 
Ordnungszahl  
Schmelzpunkt  
Siedepunkt  
Oxidationszahlen   
Dichte  
Härte (Mohs)   
Elektronegativität  
Elektronenkonfig.  
Natürl. Häufigkeit   
  
  
 
  
  
 
137,327    
56    
727 °C    
1897 °C    
   
3,62 g/cm³   
1,2    
0,89 (Pauling)    
[Xe]6s²   
Ba-130: 0,106%  
Ba-132: 0,101%  
Ba-134: 2,417%  
Ba-135: 6,592%  
Ba-136: 7,854%  
Ba-137: 11,232%  
Ba-138: 71,698%
 

     

Film

14 sek
Ein Stück Barium wird in Salzsäure getaucht und dann in die Brennerflamme gehalten.
    
  GHS-Piktogramme  
  Gefahr
Gefahren (H-Sätze)  
 
H 228, 260, 315, 319, 335 

  
 
CAS-Nummer 
  
7440-39-3 

   
 
 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Barium ist im reinen Zustand ein schwach goldgelb glänzendes Leichtmetall, das an der Luft sehr schnell grau anläuft. Beim Anlaufen verbindet es sich mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft zu schwarzem Bariumcarbonat. Es wird daher unter Luftabschluss aufbewahrt. Barium ist relativ weich, aber etwas härter als Blei. Barium ist eines der unedelsten Metalle und ein sehr starkes Reduktionsmittel. Feines Bariumpulver ist pyrophor, es kann sich von selbst entzünden und verbrennt mit grüner Flamme zu Bariumoxid und Bariumnitrid. Beim Erhitzen lässt sich das kompakte Metall leicht verbrennen. 
   
 
Barium verbrennt in der Brennerflamme

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Das Barium im Löffel verbrennt unter Funkensprühen mit grüner Flamme.
 
   
Mit Wasser reagiert Barium heftig unter Bildung von Wasserstoff und Bariumhydroxid. Die Reaktion mit Wasser verläuft heftiger als beim Calcium oder beim Strontium, aber schwächer als beim Natrium.
  
Ba  +  2 H2reagiert zu  Ba(OH)2  +  H2   
  
Barium reagiert auch mit fast allen Säuren unter Bildung von Wasserstoff und der entsprechenden Salze. Gegen konzentrierte Schwefelsäure ist es beständig, da sich dabei eine Schutzschicht aus Bariumsulfat auf der Oberfläche des Metalls bildet. Das Metall verbindet sich auch leicht mit den Halogenen und mit Schwefel und bei höheren Temperaturen auch mit Stickstoff und Wasserstoff. Bei 1300°C reagiert es mit Kohlenstoff zu Bariumcarbid, das ähnlich wie Calciumcarbid mit Wasser Ethin bildet. Bariumsalze erzeugen bei der Flammprobe eine typische, gelbgrüne Flammenfarbe.  
  
 
Unterscheidung von Salzen mit der Flammenfarbe

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Befeuchtet man ein Magnesiastäbchen mit verdünnter Salzsäure und benetzt man dieses mit Salz, zeigt sich auch bei den Erdalkalimetallsalzen eine typische Flammenfarbe, wenn man das Stäbchen in die rauschende Brennerflamme hält.
 
   
Toxikologie 
Barium reagiert schon mit Luftfeuchtigkeit und mit der Feuchtigkeit der Haut zu Bariumhydroxid. Dieser Stoff wirkt ätzend auf die Schleimhäute und auf die Augen. Die akute Toxizität der Bariumverbindungen ist höher als die der Strontiumverbindungen. Sie werden von den Schleimhäuten besonders gut resorbiert. Wasserlösliche Salze wie das Bariumchlorid oder das Bariumnitrat erzeugen in Dosen ab 200 Milligramm Übelkeit, Erbrechen, Magenschmerzen, Durchfall, Schwindel, Muskellähmungen und das Verlangsamen des Pulses. Sie können bereits in einer Dosis von zwei Gramm tödlich wirken.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   relativ häufig

In der Natur findet man Barium nicht in elementarer Form.
Zu den Barium-Mineralen gehören der Baryt, der aufgrund seiner hohen Dichte auch Schwerspat genannt wird, und der seltenere Witherit.
Schwerspat-Lagerstätten sind auf der ganzen Welt verbreitet. Eine bedeutende Fundstelle liegt in Meggen/Westfalen. Aber auch die USA besitzen umfangreiche Lagerstätten. Die Hauptförderländer sind China, Mexiko, Indien, Türkei, USA, Deutschland, Marokko, Irland, Thailand und Frankreich. Der Nitrobaryt ist ebenfalls ein Barium-Mineral, das aber aufgrund seiner Seltenheit keine technische Bedeutung hat.
  
  
 Baryt aus China und Witherit aus Cumberland in England
 
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Geschichte 
Die chemische Verbindung Bariumoxid wurde im Jahre 1772 von dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) in Uppsala bei der Untersuchung des Minerals Braunstein entdeckt. Zwei Jahre später fand Johan Gottlieb Gahn (1745-1818) in Falun/Schweden den selben Stoff bei der Untersuchung von Schwerspat. Unreines Barium konnte aber erst Sir Humphry Davy (1778-1829) im Jahre 1808 herstellen. Er gewann es durch eine Schmelzflusselektrolyse von Bariumoxid mit Hilfe von Quecksilber als Kathode. Das Barium blieb im Amalgam nach dem Abdestillieren des Quecksilbers zurück. Reines Barium mit einem Reinheitsgehalt von 99,9 Prozent konnte A. Guntz im Jahre 1901 durch eine Reduktion von Bariumoxid mit Aluminium herstellen. Das Element erhielt seinen Namen nach dem Mineral, aus dem es gewonnen wird. Der Name Baryt leitet sich vom griechischen Wort barys ("schwer") ab.  
 
 
 Die Pioniere zur Entdeckung des Bariums

Scheele     Davy

 Scheele (links) entdeckte die erste Bariumverbindung,
Davy (rechts) stellte als erster unreines Barium her.
 
  
Herstellung     
Der Schwerspat wird fein gemahlen und danach mit Kohle durch Erhitzen auf bis zu 1000°C zu Bariumsulfid reduziert:  
 
BaSO4  +  2 C reagiert zu  BaS  +  2 CO2   
  
Das Bariumsulfid wird mit Wasser versetzt und danach mit Kohlenstoffdioxid oder mit Soda zu Bariumcarbonat umgewandelt:  
  
BaS  +  H2O  +  CO2 reagiert zu  BaCO3  +  H2S   
BaS  +  Na2CO3 reagiert zu  BaCO3  +  Na2S   
  
Das Bariumcarbonat ist schwer wasserlöslich und fällt aus der Lösung aus. Durch nachfolgendes Glühen erhält man Bariumoxid:  
  
BaCO3 reagiert zu  BaO  +  CO2   
  
Die Herstellung von metallischem Barium erfolgt durch eine Reduktion des Bariumoxids im Vakuum bei 1200°C mit Aluminiumgrieß:  
 
3 BaO  +  2 Al reagiert zu  Al2O3  +  3 Ba   
  
Das Barium schlägt sich als Dampf auf gekühlten Flächen nieder, eine Feinreinigung erfolgt durch eine Vakuumdestillation. 
  
Verwendung 
Metallisches Barium wird als Zusatz in Bleilegierungen zur Härtung verwendet. Bariumgetter in Vakuumröhren reagieren mit Verunreinigungen von Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff. Die Röhren sind innen mit einem Pflaster aus metallischem Barium beschichtet. Alte Röhren für hochwertige Röhrenverstärker waren mit einer solchen Beschichtung versehen. Sonnenkollektoren neuer Bauart enthalten ebenfalls einen aufgedampften Getter aus Barium. Dadurch ist eine lange Betriebszeit der Vakuumröhre gewährleistet. 
    
 
 Bariumgetter in Vakuumröhren für Sonnenkollektoren


 
Fotos mit freundlicher Genehmigung / Eigentum von SAES Getters und Lenz Laborglas
 
 
Von Bedeutung sind auch die Bariumverbindungen. Bariumnitrat erzeugt in Feuerwerkskörpern und Signalraketen die grüne Farbe. Der Zusatz von Bariumoxid in Gläsern und optischen Instrumenten verändert die Brechkraft und das Dispersionsvermögen, derartiges Glas nennt man "Barytglas". Barytweiß ist ein beliebtes weißes Pigment für Malerfarben. Es wird auch als Füllstoff in Papieren und Kunststoffen eingesetzt. In der Medizin ist es ein bekanntes Röntgen-Kontrastmittel. Barytgelb ist ein gelbes Pigment für Farben und keramische Erzeugnisse. Aufgrund seiner Toxizität wird es heute kaum noch eingesetzt. Bariumchlorid dient im analytischen Labor zum Nachweis von Sulfat-Ionen. Es spielt auch bei der Stahlhärtung eine bedeutende Rolle.  
 
 
 Grünfeuerwerk


 
 Bariumsalze verursachen im Feuerwerk die grüne Farbe.
 
 
Bariumverbindungen im Portrait
 
 Bariumchlorid  Bariumnitrat Bariumhydroxid
   
 
 
Copyright: Thomas Seilnacht
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