황산바륨

Barium sulfate
황산바륨
Chemical structure of barium sulfate
3D model of barium sulfate
Bariumsulfatpulver.png
식별자
  • 7727-43-7 checkY
3D 모델(JSmol)
체비
켐벨
켐스파이더
드러그뱅크
ECHA InfoCard 100.028.896 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 231-784-4
케그
펍켐 CID
RTECS 번호
  • CR060000
유니
UN 번호 1564
  • InChi=1S/Ba.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 checkY
    키: TZCXTZWJNENPQ-UHFFFAOYSA-L checkY
  • InChi=1/Ba.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2
    키: TZCXTZWJNENPQ-NUQVWONBAD
  • [Ba+2][O-]S([O-]) ].=O
특성.
BASO4
어금질량 233.38 g/190
외관 백색 결정체
냄새 무취의
밀도 4.49 g/cm3
녹는점 1,580 °C(2,880 °F, 1,850 K)
비등점 1,600 °C(2,910 °F; 1,870 K) (손상)
0.248 mg/100 mL(20°C)
0.285 mg/100 mL(30 °C)
1.0842 × 10−10(25°C)
용해성 알코올에서 불용성,[1] 농축된 뜨거운 황산에 용해성
자기 감수성(magnetic susibility)
 -71.3·10cm−63/190cm
1.636 (1998년)
구조
정형외과적
열화학
101.7 J/(몰 K)
132 J/(몰·K)[2]
−1465 kJ/mol[2]
약리학
V08BA01(WHO)
직장으로
약동학:
입으로는 무시할 수 있는
직장의
법적현황
위험
GHS 라벨 표시:
P260, P264, P270, P273, P314, P501
NFPA 704(화재 다이아몬드)
0
0
0
플래시 포인트 불연성의
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 15mg/m3(총량) TWA 5mg/m3(resp)[3]
REL(권장)
 TWA 10mg/m3(총량) TWA 5mg/m3(resp)[3]
IDLH(즉시 위험)
 N.D.[3]
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

황산바륨(또는 황산바륨)은 화학적 공식 BaaS를4 가진 무기 화합물이다. 그것은 냄새가 없고 물에서 용해되지 않는 하얀 결정체 고체다. 그것은 바륨과 그것으로부터 준비된 재료의 주요 상업적 원천인 미네랄 바라이트로 발생한다. 흰색 불투명 외관과 높은 밀도는 주요 용도에 활용된다.[4]

사용하다

시추액

세계 바륨 황산염 생산량의 약 80%는 대부분 정제된 광물로 오일 우물 시추액의 성분으로 소비되고 있다. 유체의 밀도를 높여 우물 안 정수압을 높이고, 블로아웃 가능성을 줄인다.[5]

방사성동위원소

주요기사 : 황산바륨 서스펜션

서스펜션에 있는 황산바륨은 X선 영상촬영 및 기타 진단 절차를 위한 방사선 가압제로 의학적으로 자주 사용된다. 그것은 구어적으로 "바륨 식사"로 알려진 동안 GI 트랙의 영상에 가장 자주 사용된다. 그것은 두꺼운 우유와 같은 용액에서 미세한 입자의 중단으로서 구두 또는 관장에 의해 투여된다(흔히 감미료와 향미제가 첨가된다). 바륨은 중금속이고, 수용성 화합물은 종종 독성이 강하지만, 황산바륨의 낮은 용해성은 환자가 해로운 양의 금속을 흡수하는 것을 막아준다. 황산바륨은 대체된 소로트라스트와는 달리 몸에서 쉽게 제거된다. 바륨의 원자 번호(Z = 56)가 상대적으로 높기 때문에, 그것의 화합물은 가벼운 핵에서 파생된 화합물보다 X선을 더 강하게 흡수한다.

색소

대부분의 합성 바륨 황산은 페인트용 백색소의 성분으로 사용된다. 오일 페인트에서 황산바륨은 거의 투명하며[citation needed] 필러로 사용하거나 일관성을 수정하기 위해 사용된다. 한 주요 아티스트 오일 페인트 제조업체는 티타늄 화이트 피그먼트(TiO2)와 황산바륨이 혼합된 '영구적인 화이트'를 판매한다. 황산바륨과 황화아연(ZnS)의 조합은 리토폰이라는 무기물 색소다. 사진에서는 특정 사진 용지의 코팅으로 사용된다.[5] 빛을 고르게 분산시키기 위한 코팅으로도 사용된다.

열 반사 페인트

2021년 퍼듀대 연구진은 전체 일사량의 98.1%를 반사하는 황산바륨을 이용해 페인트를 도포해 표면이 냉각됐다고 밝혔다.

이는 상업적으로 구할 수 있는 흰색 페인트와 대조를 이루며, 이러한 페인트칠된 표면에 부딪히는 햇빛의 80~90%만 반사할 수 있고, 따라서 그것들은 더 따뜻해지게 한다. 연구진이 업체와 제휴해 페인트를 스케일업해 시장에 내놓았는데, 일단 이 페인트에 대한 특허가 적용됐다.[6]

종이 광택제

바리타라고 불리는 황산바륨의 얇은 층은 대부분의 사진용지의 기초 표면에 먼저 코팅되어 이미지의 반사성을 높이며, 1884년 독일에서 처음으로 그러한 종이가 소개되었다.[7] 그리고 나서 빛에 민감한 실버 할로겐 에멀전은 바리타 층 위에 코팅된다. 바리타 코팅은 에멀젼의 종이의 섬유에 침투하는 것을 제한하고 에멀젼을 더욱 고르게 하여 더 균일한 흑인을 만들어 낸다.([8]그러면 이미지의 고정과 보호를 위해 더 많은 코팅이 존재할 수 있다.) 최근에는, 바리타는 잉크젯 인쇄를 위한 종이를 밝게 하는데 사용되었다.[9]

플라스틱필러

황산바륨은 진동 질량 댐핑 애플리케이션에서 폴리머의 밀도를 높이기 위해 플라스틱의 필러로 일반적으로 사용된다. 폴리프로필렌과 폴리스티렌 플라스틱에서는 최대 70%의 비율로 필러로 사용된다. 산과 알칼리 저항과 불투명도를 높이는 효과가 있다. 이러한 복합 재료는 진화된 무선 광도 때문에 X선 차폐 재료로도 사용된다.[10] 일부 특정 용도의 경우, 황산바륨의 질량 분율(70–80%)이 높은 복합 재료가 더 일반적으로 사용되는 강철 실드보다 선호될 수 있다.[clarification needed][citation needed]

틈새 용도

황산바륨은 토양검사에 사용된다. 토양 pH 및 토양의 다른 품질에 대한 테스트는 채색 지표를 사용하며, 토양에서 나오는 작은 입자(보통 점토)는 시험 혼합물을 흐리게 하여 지표의 색을 보기 어렵게 할 수 있다. 혼합물에 첨가된 황산바륨은 이러한 입자와 결합하여 더 무거워져 밑으로 떨어지게 하여 더 분명한 용액을 남긴다.

색소 측정에서 황산바륨은 광원을 측정할 때 거의 완벽한 디퓨저로 사용된다.

금속 주물에서 사용되는 몰드는 녹은 금속이 몰드와 결합하는 것을 방지하기 위해 황산바륨으로 코팅되는 경우가 많다.

브레이크 라이닝, 무음향 폼, 분말 코팅, 뿌리 운하 충전에도 사용된다.

황산바륨은 칠레 경찰이 사용하는 '고무' 알갱이의 성분이다.[11] 이것은 실리카와 함께 펠릿이 96.5 해안 A 경도에 도달하도록 돕는다.[11]

촉매 지지대

황산바륨은 과저감에 민감한 기능군을 선별적으로 수소화할 때 촉매지원으로 사용된다. 표면적이 낮을 경우 기판과 촉매의 접촉 시간이 짧아 선택성이 달성된다. 황산바륨의 팔라듐은 로젠문트 감소의 촉매로도 사용된다.

폭약학

바륨 화합물은 고온에서 가열하면 특징적인 녹색 빛을 발산하기 때문에 질산염과 염소산염은 더 흔하지만 녹색 폭약식에서는 바륨염이 자주 사용된다. 황산바륨은 일반적으로 "스트로베" 폭약 성분의 성분으로 사용된다.

구리공업

황산바륨은 녹는점이 높고 물에 녹지 않기 때문에 구리 양극판 주조에 방출 물질로 사용된다. 양극판은 구리 금형에 주조되기 때문에 고체 구리 금형과 액체 구리가 직접 접촉하지 않도록 물속의 미세한 바륨 황산염 분말을 금형 표면의 코팅으로 사용한다. 따라서 녹은 구리가 양극판 형태로 굳으면 그 틀에서 쉽게 풀릴 수 있다.

방사선 측정

재료의 반사율이 높고 램버티안 특성에 가깝기 때문에 황산바륨(barium sulfate, 또는 다른 PTFE)을 사용하여 구체의 내부를 코팅하기도 한다.

생산

상업적으로 소비되는 바륨의 거의 대부분은 바라이트로부터 얻는데, 이것은 종종 매우 불순하다. 바라이트는 열화학적 황산염 감소(TSR)에 의해 처리되며, 카본온 감소(콜라스로 가열)라고도 알려져 있어 황화 바륨:

BaaS4 + 4 C → BaaS + 4 CO

황산바륨과 대조적으로 황화바륨은 물에 용해되며 산화물, 탄산염, 할로겐화물로 쉽게 전환된다. 매우 순수한 황산바륨을 생산하기 위해 황산 또는 염화물을 황산 또는 황산염으로 처리한다.

BaaS + HSO24 → BaaS4 + HS2

이런 식으로 생산되는 황산바륨은 흔히 블랑 픽스(blanc fixe)라고 부르는데, 프랑스어로 "영구적인 백색"이라고 한다. 블랑 픽시는 페인트와 같은 소비자 제품에서 만나는 바륨의 형태다.[5]

실험실에서 황산바륨은 바륨 이온과 황산염의 용액을 결합하여 생성된다. 황산바륨은 불용성 때문에 바륨의 독성이 가장 낮은 소금이기 때문에 바륨 염을 함유한 폐기물은 황산나트륨으로 처리해 바륨을 고정(감산화)하는 경우도 있다. 황산바륨은 황산염의 가장 불용성 염류 중 하나이다. 그것의 낮은 용해성은 질적2+ 무기체 분석에서 황산염뿐만 아니라 바 이온에 대한 시험으로 이용된다.

열수 조건 하에서 형성된 천연 바리테와 같은 미처리 원료에는 많은 불순물, a.o, 석영 또는 심지어 비정형 실리카가 포함될 수 있다.[12]

역사

황산바륨은 탄소에 의해 황화바륨으로 감소한다. 수세기 전에 이 변환의 우연한 발견은 최초의 합성 인광을 발견하게 했다.[4] 황산은 황산염과 달리 수용성이 있다.

일제강점기인 20세기 초 대만 타이베이시 인근 베이토우 온천지대에 호쿠톨라이트가 자연적으로 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 호쿠톨라이트(Hokutolite)는 대부분 PbSO와4 BaaS로4 구성된 방사성 광물이지만 우라늄, 토륨, 라듐의 흔적도 포함하고 있다. 일본인들은 산업용으로 이 원소를 수확했고, 이 지역에 수십 개의 "열병 온천욕"도 개발했다.[13]

안전 측면

바륨의 수용성 소금은 인간에게는 적당히 독성이 있지만 황산바륨은 불용성 때문에 독성이 없다. 의도치 않은 바륨 중독의 가장 일반적인 수단은 BaaS로4 잘못 표기된 가용성 바륨 염의 소비에서 발생한다. Celobar 사건(Brazil, 2003년)에서 9명의 환자가 부적절하게 준비된 방사성동위원소로 사망하였다. 직업상 피폭에 대해서는 산업안전보건청이 허용 피폭 한도를 15mg/m으로3, 국립산업안전보건원은 권장 피폭 한도를 10mg/m으로3 설정했다. 호흡기 피폭의 경우, 두 기관 모두 직업상 피폭 한도를 5mg/m으로3 설정했다.[14]

참고 항목

참조

  1. ^ CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.). CRC Press. 2004. pp. 4–45. ISBN 0-8493-0485-7.
  2. ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (6th ed.). Houghton Mifflin Company. ISBN 978-0-618-94690-7.
  3. ^ a b c d NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0047". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  4. ^ a b 홀레만, A.F.와 위버그, E.(2001) 무기화학, 샌디에이고, CA : 아카데믹 프레스, ISBN 0-12-352651-5.
  5. ^ a b c 로버트 크레세, 울리히 바우디스, 폴 야거, H. 헤르만 리처스, 하인츠 바그너, 조센 윙클러, 한스 우웨 울프, 울만 산업 화학 백과사전, 2007 Wiley-VCH, Weinheim의 "바륨과 바륨 화합물" doi:10.1002/14356007.a03_325.pub2
  6. ^ 가장 흰 페인트에 대한 퍼듀 레코드는 퍼듀 대학의 카일라 와일스가 쓴 '게이너스 세계 기록' 최신판에 2021년 9월 16일 출간, 2021년 10월 18일 회수됨
  7. ^ 게티 보존 연구소, 실버 젤라틴. 사진 공정의 분석 서명 지도. J. Paul Getty Trust, 2013.
  8. ^ Salvagio, Nanette L. 기본 사진 자료 및 프로세스. 테일러 & 프랜시스 US 2008년 10월 27일 페이지 362.
  9. ^ 니키타스, 테아노 "사진에 피자를 줄 잉크젯 페이퍼: 당신과 당신의 고객들이 당신의 사진 인화에 지루해 하는가? 여러분의 이미지를 확실히 돋보이게 할 수 있는 우리가 가장 좋아하는 정교한 잉크젯 용지를 확인해 보십시오." 포토지구 뉴스 2012년 7월: 36+. 제너럴 레퍼런스 센터 골드. 웹. 2012년 11월 3일.
  10. ^ Lopresti, Mattia; Alberto, Gabriele; Cantamessa, Simone; Cantino, Giorgio; Conterosito, Eleonora; Palin, Luca; Milanesio, Marco (28 January 2020). "Light Weight, Easy Formable and Non-Toxic Polymer-Based Composites for Hard X-ray Shielding: A Theoretical and Experimental Study". International Journal of Molecular Sciences. 21 (3): 833. doi:10.3390/ijms21030833. PMC 7037949. PMID 32012889.
  11. ^ a b "Investigación U. de Chile comprueba que perdigones usados por Carabineros contienen solo 20 por ciento de goma". Universidad de Chile. November 18, 2019. Retrieved June 29, 2020.
  12. ^ Fedele, L.; Todesca, R.; Boni, M. (2003). "Barite-silica mineralization at the inter-Ordovician unconformity in southwestern Sardinia (Italy): a fluid inclusion study". Mineralogy and Petrology. 77 (3–4): 197–213. Bibcode:2003MinPe..77..197F. doi:10.1007/s00710-002-0200-9. ISSN 0930-0708. S2CID 129874363.
  13. ^ Chu, Tieh-Chi; Wang, Jeng-Jong (2000). "Radioactive Disequilibrium of Uranium and Thorium Nuclide Series in Hot Spring and River Water from Peitou Hot Spring Basin in Taipei". Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 1 (1): 5–10. doi:10.14494/jnrs2000.1.5.
  14. ^ "Barium Sulfate". NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Centers for Disease Control and Prevention. April 4, 2011. Retrieved November 18, 2013.