Iso	AN	Semivida	MD	ED (MeV)	PD
¹³⁰Ba	0,106%	¹³⁰Ba es estable amb 74 neutrons
¹³²Ba	0,101%	¹³²Ba es estable amb 76 neutrons
¹³³Ba	sin	10,51 y	e	0,517	¹³³Cs
¹³⁴Ba	2,417%	¹³⁴Ba es estable amb 78 neutrons
¹³⁵Ba	6,592%	¹³⁵Ba es estable amb 79 neutrons
¹³⁶Ba	7,854%	¹³⁶Ba es estable amb 80 neutrons
¹³⁷Ba	11,23%	¹³⁷Ba es estable amb 81 neutrons
¹³⁸Ba	71,7%	¹³⁸Ba es estable amb 82 neutrons

El bari es l'element quimic de simbol Ba i nombre atomic 56. Esta situat al 6e periode i al grup 2 dels alcalinoterris. L'element s'empra en metal*lurgia i els seus composts en radiologia, en la produccio de petroli i en pirotecnia.^[1]

Historia

[modifica]

El sulfat de bari ${\ce {BaSO4}}$ es presenta de manera natural en el mineral barita i fou investigat per primera vegada a principis del segle xvii per Vincenzo Casciarolo (1571-1624), un sabater que es dedicava a l'alquimia. Casciarolo troba uns codols brillants a prop de casa seva a Bolonya, Italia. Escalfa aquestes pedres fins a envermellir i observa una propietat forca curiosa: brillaven a la foscor. De fet, sempre que estigues exposada al sol durant el dia, la <>, com es conegue, brillava durant forca temps la nit seguent. Un altre italia, Ulisse Aldrovandi (1522-1605), publica un relat del fenomen i aixi ho posa en coneixement d'un public mes ampli.^[2]

Carl Wilhelm Scheele (1742-1786).

Ja al segle xviii, el 1774 el quimic suec Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) descobri una nova base, la barita o oxid de bari ${\ce {BaO}}$ , com a component menor del mineral pirolusita, i a partir d'aquesta base prepara alguns cristalls de sulfat de bari, que envia al seu col*laborador el quimic suec Johan Gottlieb Gahn (1745-1815), que havia descobert el manganes. Un mes despres, Gahn troba que el mineral baritina tambe estava compost per sulfat de bari.^[3]

Mentrestant, el mineralogista William Withering (1741-1799) havia trobat un altre mineral curiosament pesat en una mina de plom a Cumberland, Anglaterra, que clarament no era un mineral de plom. L'anomena en llati terra ponderosa i, mes tard, es demostra que era carbonat de bari ${\ce {BaCO3}}$ , i ara el mineral s'anomena witherita.^[2]

Nomes despres que la bateria electrica estigues disponible a principis del segle xix, el quimic angles Humphry Davy (1778-1829) finalment aconsegui el 1808 aillar l'element per electrolisi d'hidroxid de bari ${\ce {Ba(OH)2}}$ fos, a la Royal Institution, a Londres.^[4] El seu nom deriva del mineral baritina o barita, i aquest del grec barus barys <>.^[3]

Estat natural

[modifica]

Baritina

El bari es un element quimic abundant, ordenats els elements per abundancia ocupa la posicio 14, amb una concentracio mitjana a l'escorca terrestre de 500 ppm. Tambe se'l troba dissolt en les aigues, l'ocea Atlantic en te una concentracio de 10 ppb i el Pacific de 20 ppb.^[2]

A la naturalesa hom troba el bari en molts de minerals. Els que en contenen mes d'un 50 % son: frankdicksonita 78,33 %, zhangpeishanita 71,21 %, witherita 65,29 %, alforsita 68,19 %, baritina 58,84 %, radiobaritina 58,83 %, barioperovskita 58,18 %, hashemita 55,30 %, muirita 54,36 %, fresnoita 54,20 %, babeffita 52,91 %, nitrobarita 52,55 %, kampfita 50,96 % i sanbornita 50,21 %.^[5]

No s'ha descobert cap funcio biologica del bari, tot i que per a algunes especies sembla que es essencial. Ja a la decada de 1770 es detecta a la cendra de plantes i hortalisses, i el 1865 es troba que estava present en algues i algunes especies marines. Per la seva abundancia no es d'estranyar trobar-lo en els aliments fins al punt que probablement hom en consumeix al voltant d'1 mg/dia. Com que aquest element es tan semblant al calci, hom n'absorbeix una part, malgrat que no serveix per res util.^[2]

Llavors de la noguera del Brasil (Bertholletia excelsa).

Les plantes alimentaries que contenen mes bari son pastanagues (13 ppm pes sec), cebes (12 ppm), enciam (9 ppm), mongetes (8 ppm) i grans de cereals (6 ppm). Mentre que les que en contenen menys son fruites com la poma (1 ppm) i la taronja (3 ppm). Alguns estudis indiquen que les llavors de la noguera del Brasil (Bertholletia excelsa) poden tenir-ne fins a 10 000 ppm (1 %).^[2]

Obtencio

[modifica]

El mineral mes abundant es la baritina ${\ce {BaSO4}}$ , d'on se l'extreu, i tambe de la witherita ${\ce {BaCO3}}$ . La produccio anual, el 2019, fou de 9 500 milions de tones (Mt) de baritina, essent els principals productors: la Xina 2900 Mt, l'India 2200 Mt, el Marroc 1100 Mt, Kazakhstan 620 Mt, Iran 490 Mt, Laos 420 Mt i Mexic 400 Mt.^[6] S'ha calculat que les reserves de bari superen els 400 milions de tones.^[2]

La produccio comercial del bari depen de l'electrolisi del clorur de bari ${\ce {BaCl2}}$ fus, pero el metode mes eficac es la reduccio de l'oxid de bari ${\ce {BaO}}$ escalfant-lo amb alumini o silici en un buit elevat. Tambe es pot utilitzar una barreja d'oxid de bari i peroxid de bari ${\ce {BaO2}}$ .^[4]

Propietats

[modifica]

Propietats fisiques

[modifica]

El bari es un metall del grup dels alcalinoterris, que te una densitat de 3,51 g/cm3, un punt de fusio de 727 degC i un punt d'ebullicio de 1870 degC.^[7] La seva estructura cristal*lina es cubica centrada en el cos. Es blan (duresa 1,25 en l'escala de Mohs), lleugerament mes dur que el plom. Te una brillantor blanca argentada quan se'l talla.^[4]

Propietats quimiques

[modifica]

La superficie de bari metall esta coberta amb una fina capa d'oxid que ajuda a protegir el metall de l'atac de l'aire, pero en menor mesura que la capa corresponent del magnesi. Un cop ences, el metall de bari es crema a l'aire per donar una barreja d'oxid de bari, ${\ce {BaO}}$ i nitrur de bari, ${\ce {Ba3N2}}$ . L'oxid de bari es produeix mes normalment escalfant el carbonat de bari ${\ce {BaCO3}}$ . Aparentment, el superoxid de bari ${\ce {BaO2}}$ tambe es forma en aquesta reaccio. El bari, tres llocs per sota del magnesi a la taula periodica, es mes reactiu amb l'aire que el magnesi.^[8]

Hidroxid de bari--aigua(1/8)

{\ce {Ba(OH)2*8H2O}}

${\ce {2Ba(s) + O2(g) -> 2BaO(s)}}$ ${\ce {Ba(s) + O2(g) -> BaO2(s)}}$ ${\ce {3Ba(s) + N2(g) -> Ba3N2(s)}}$

Clorur de bari--aigua(1/2)

{\ce {BaCl2*2H2O}}

El bari reacciona facilment amb l'aigua per formar hidroxid de bari ${\ce {Ba(OH)2}}$ i gas hidrogen ${\ce {H2}}$ . La reaccio es mes rapida que la d'estronci (immediatament per sobre del bari a la taula periodica), pero probablement mes lenta que la del radi (immediatament per sota del bari a la taula periodica).^[8]

${\ce {Ba(s) + 2H2O(g) -> Ba(OH)2(aq) + H2(g)}}$

El clor, el brom i el iodem reaccionen per formar clorur de bari ${\ce {BaCl2}}$ , bromur de bari ${\ce {BaBr2}}$ i iodur de bari ${\ce {BaI2}}$ , respectivament. Les reaccions amb brom i amb iode probablement requereixen calor.^[8]

${\ce {Ba(s) + Cl2(g) -> BaCl2(s)}}$ ${\ce {Ba(s) + Br2(g) -> BaBr2(s)}}$ ${\ce {Ba(s) + I2(g) -> BaI2(s)}}$

Isotops

[modifica]

Article principal: Isotops del bari

El bari natural es una barreja de sis isotops estables: bari 138 (71,7 %), bari 137 (11,2 %), bari 136 (7,8 %), bari 135 (6,6 %), bari 134 (2,4 %) i bari 132 (0,10 %). El bari 130 (0,11 %) tambe es produeix de manera natural, pero experimenta una desintegracio radioactiva mitjancant una doble captura d'electrons amb un periode de semidesintegracio extremadament llarg, de mes de 4x10²¹ anys, i tambe se'l pot considerar a la practica estable. Per altra banda, es coneixen mes de 30 radioisotops de bari, amb un nombre massic que varia entre 114 i 153. El radioisotop bari 133 te el periode de semidesintegracio mes alt, 10,5 anys, i s'empra com a font de referencia de la radiacio gamma.^[4]

Aplicacions

[modifica]

Enema de bari.

Medicina

[modifica]

En l'enema de bari, un procediment medic que s'usa per a examinar la part inferior de l'aparell digestiu, al pacient se li administra un preparat amb sulfat de bari ${\ce {BaSO4}}$ que recobreix la capa interior de l'intesti i s'utilitza com a agent de contrast radiologic. Durant la radiografia, el revestiment de sulfat de bari absorbeix bona part dels raigs X i posa de manifest les zones lesionades.^[9]

Industria quimica

[modifica]

Focs artificials verds

El sulfat de bari es fa servir com a additiu en l'elaboracio de cautxu (guants, joguines, pneumatics i gomes d'esborrar) per a augmentar-ne l'elasticitat. S'empra tambe en la produccio de llots de perforacio per a lubricar l'eina de perforacio i millorar la sostenibilitat de les parets dels pous d'extraccio de petroli, gas i aigua. Mesclat amb sulfur de zinc ${\ce {ZnS}}$ en proporcions semblants dona el pigment blanc conegut com a litopo o blanc de zinc, que s'utilitza en pintures i esmalts per a obtenir recobriments que no s'enfosqueixin en contacte amb sulfurs. Es fa us en la produccio de paper-cartolina perque hi aporta resistencia i densitat. S'usa com additiu en la preparacio de formigons baritats, que s'utilitzen en la construccio dels murs i laberints dels acceleradors lineals, per a evitar la fuga de radiacions.^[9]

El nitrat de bari ${\ce {Ba(NO3)2}}$ i el clorat de bari ${\ce {Ba(ClO3)2}}$ s'empren per generar el color verd als focs d'artifici i a les bengales.^[2]

El peroxid de bari ${\ce {BaO2}}$ es fa servir en el blanqueig de substancies animals, fibres vegetals i palla; com a decolorant del vidre; en la produccio de peroxid d'hidrogen ${\ce {H2O2}}$ i oxigen ${\ce {O2}}$ ; en catodes de lampades fluorescents; per a tenyir i imprimir textils; amb alumini en pols en soldadura; en composicions d'ignifers; com a agent oxidant en sintesi de quimica organica.^[10]

Industria del vidre i la ceramica

[modifica]

El carbonat de bari ${\ce {BaCO3}}$ s'utilitza en la fabricacio del vidre, ja que n'augmenta l'index de refraccio i la lluissor.^[9] Del carbonat s'obte el titanat de bari ${\ce {BaTiO4}}$ , compost util en la fabricacio de ceramiques amb propietats dielectriques elevades.^[7]

Toxicitat

[modifica]

Witherita.

El bari te una mobilitat limitada al medi, ja que tendeix a formar compostos insolubles en condicions comunes de la superficie terrestre i no forma complexos organics solubles. El bari alliberat dels minerals durant la intemperie tendeix a precipitar-se com a sulfat de bari ${\ce {BaSO4}}$ (mineral baritina), com a carbonat de bari ${\ce {BaCO3}}$ (mineral witherita) o altres minerals o a adsorbir-se sobre minerals d'argila, oxids o hidroxids. La barita es practicament insoluble en ambients oxidants i es altament resistent a la intemperie. La solubilitat de la majoria de compostos de bari augmenta a mesura que les condicions es tornen reduides o acides.^[11]

No hi ha proves d'efectes toxicologics adversos del bari en plantes o vida salvatge a prop de mines de baritina o en altres llocs. El bari nomes s'acumula lleugerament de sol a planta i de planta a animal; tanmateix, s'ha demostrat que els alts continguts de bari del sol inhibeixen el creixement d'algunes plantes terrestres.

Ratoli mort per enverinament.

El bari pot estimular el metabolisme fins al punt que fara que el cor batega de manera irregular (fibril*lacio ventricular). Les seves sals solubles son perillosament toxiques si es prenen. Els simptomes de la intoxicacio per bari son vomits, colics, diarrea, tremolors i paralisi.^[2]

Als Estats Units, s'ha proposat una pauta de deteccio de sols de 500 ppm per a la fitotoxicitat, pero aquesta referencia nomes te dades limitades per suportar-la. Alguns compostos de bari solubles son toxics per als animals; per exemple, el carbonat de bari ${\ce {BaCO3}}$ , el mineral witherita, tot i que es insoluble en aigua, es toxic perque es dissol en l'acid de l'estomac, i s'ha emprat com a rodenticida.^[11]

Referencies

[modifica]

| <<bari>>. Gran Enciclopedia Catalana. Arxivat de l'original el 2024-03-04. [Consulta: 15 octubre 2023].
| ^2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 ^2,5 ^2,6 ^2,7 Emsley, John.. Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford: Oxford University Press, 2001. ISBN 0-19-850341-5. Arxivat 2020-12-15 a Wayback Machine.
| ^3,0 ^3,1 Challoner, Jack. Los elementos. La nueva guia de los componentes basicos del universo. (en castella). Alcobendas: Libsa, 2018, p. 36. ISBN 9788466236669.
| ^4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 <<Barium | chemical element>> (en angles). Encyclopaedia Britannica. Encyclopaedia Britannica, inc., 24-01-2018. Arxivat de l'original el 2020-05-05. [Consulta: 6 marc 2020].
| <<Mineral Species sorted by the element Ba Barium>>. Arxivat de l'original el 2020-03-08. [Consulta: 6 marc 2020].
| <<Barite Statistics and Information>>. Arxivat de l'original el 2021-11-30. [Consulta: 9 marc 2020].
| ^7,0 ^7,1 Poblet Rius, J.M. <<Z = 56, bario, Ba. Elemento muy reactivo que se encuentra en la naturaleza en forma de minerales muy densos>>. An. Quim., 115, 2, 2019, pag. 118. Arxivat de l'original el 2020-02-07 [Consulta: 6 marc 2020]. Arxivat 2020-02-07 a Wayback Machine.
| ^8,0 ^8,1 ^8,2 <<WebElements Periodic Table >> Barium >> reactions of elements>>. Arxivat de l'original el 2020-03-17. [Consulta: 9 marc 2020].
| ^9,0 ^9,1 ^9,2 Sanz Balague, J.; Tomasa Guix, O. Elements i recursos minerals: aplicacions i reciclatge. 3a. Iniciativa Digital Politecnica, 2017. ISBN 978-84-9880-666-3. Arxivat 2024-05-16 a Wayback Machine.
| PubChem. <<Barium peroxide>> (en angles). Arxivat de l'original el 2020-09-07. [Consulta: 6 marc 2020].
| ^11,0 ^11,1 Johnson, C.A.; Piatak, N.M.; Miller, M.M.. <<Barite (Barium)>>. A: Klaus J. Schulz, John H. DeYoung, Jr., Robert R. Seal II, i Dwight C. Bradley. Critical Mineral Resources of the United States--Economic and Environmental Geology and Prospects for Future Supply. Reston, Virginia: US Department of the Interior i US Geological Survey, 2017.