Phosphorsäure, Bariumsalz (2:3) (13466-20-1) Physikalische und chemische Eigenschaften
Phosphorsäure, Bariumsalz (2:3)
Tribariumdiphosphat ist ein anorganisches Bariumphosphat, das als feines Pulver geliefert wird und für keramische Ausgangsmaterialien, Spezialbeschichtungen und Materialforschung verwendet wird, bei denen kontrollierte Spurenmetall- und Partikelspezifikationen erforderlich sind.
| CAS-Nummer | 13466-20-1 |
| Familie | Bariumsalze der Phosphate (metallische Phosphate) |
| Typische Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Gängige Qualität | EP |
Phosphorsäure, Bariumsalz (2:3) ist ein anorganisches Metallphosphat und gehört zur Stoffklasse der Bariumsalze der Phosphate / metallischen Phosphatsalze. Strukturell handelt es sich um einen ionischen, vernetzten Feststoff, bestehend aus Barium-Kationen, die an ein phosphatbasiertes, anionisches Gerüst koordiniert sind; die Stöchiometrie lautet \(\ce{Ba3O8P2}\). Das Material wird am besten als Tribarium–Diphosphat-Typ Salz betrachtet, mit starker kovalenter P–O-Bindung innerhalb der Phosphat-Einheiten und überwiegend ionischen Ba–O-Wechselwirkungen, die ein ausgedehntes Kristallgitter stabilisieren.
Elektronisch enthält das Material abgeschlossene Schalen von \(\ce{Ba^{2+}}\)-Kationen und sauerstoffreiche Phosphatanionen; formal ist das Material elektrisch neutral (formale Ladung 0). Die phosphatbasierten Oxyanione besitzen mehrere basische Stellen (Sauerstoff-Lone-Paare), aber keine freien sauren Protonen in der Feststoffstöchiometrie, weshalb klassische Brønsted-Acidität im Volumenfeststoff fehlt – das Säure-Base-Verhalten zeigt sich über Lösungs- und Hydrolysegleichgewichte, die Phosphatspezies freisetzen. Als Metallphosphat ist der Stoff polar und nicht flüchtig; Lipophilie ist vernachlässigbar, und der Transport in wässrigen Systemen wird durch Feststoff-Flüssig-Löslichkeit, Partikelgröße und Oberflächenchemie bestimmt, nicht durch Dampfphaseigenschaften.
In der Anwendung werden Bariumsalze der Phosphate dort eingesetzt, wo unlösliche oder schwer lösliche Metallphosphate mit hohem Atomgewicht benötigt werden (Keramik, anorganische Pigmente, Phosphor-Hosts und bestimmte Katalysatoren oder Träger). Die Materialwahl wird bestimmt durch thermische Stabilität, Gitterzusammensetzung und das Potenzial zur Freisetzung von \(\ce{Ba^{2+}}\) unter sauren oder komplexbildenden Bedingungen – eine toxikologisch relevante Größe für Prozess- und Umweltkontrolle.
Häufige kommerzielle Qualitäten dieses Stoffs umfassen: EP.
Physikalische Basis-Eigenschaften
Dichte
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Schmelz- oder Zersetzungstemperatur
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Löslichkeit in Wasser
Bariumsalz der Phosphorsäure wird als wasserlöslich angegeben. Die Löslichkeit von Metallphosphaten ist stark abhängig von pH, Ionenstärke und Vorhandensein komplexbildender Anionen; lokale Auflösung kann lösliche Barium-Verbindungen und verschiedene Protonierungszustände von Phosphat erzeugen. Praktisch kann die gemessene Löslichkeit je nach Partikelgröße, Herstellungsweg und Lösungskomposition von gering bis mittel variieren, wobei die Auflösung in sauren Medien zunimmt, da die Protonierung von Phosphat das Gleichgewicht zugunsten löslicher Spezies verschiebt.
Lösungs-pH (qualitatives Verhalten)
Beim Dispergieren oder teilweisen Lösen in Wasser etablieren die aus dem Feststoff freigesetzten phosphatbasierten Anionen Gleichgewichte, die für Phosphorsäure/Base-Chemie typisch sind. Je nach Ausmaß der Lösung und dominanter Phosphatspezies in Lösung sind wässrige Suspensionen unter niedrigen Gesamtkonzentrationen meist neutral bis leicht basisch im Gleichgewicht; der lokale pH und die Speziation verlagern sich jedoch zu sauren Werten, wenn starker Überschuss an Säure vorhanden ist (dies erhöht auch den Lösungsgrad und die freie \(\ce{Ba^{2+}}\)-Konzentration). Der Begriff \(\mathrm{pH}\) der Bulk-Suspension wird daher stark durch Feststoffbeladung und Lösungskomposition beeinflusst.
Chemische Eigenschaften
Säure-Base-Verhalten
Der Feststoff enthält phosphatbasierte Anionen, aber keine austauschbaren sauren Protonen in der Stöchiometrie; Säure-Base-Phänomene entstehen durch Lösung und anschließende Protonierung/Deprotonierung von Phosphat in Lösung. Die Ausgangssäure ist Phosphorsäure (eine triprotische Säure), sodass die anionische Speziation in Lösung Mono-, Di- und Polyphosphatarten umfassen kann, abhängig von \(\mathrm{pH}\) und Konzentration. Reaktion mit starken Säuren wandelt den Feststoff in stärker protonierte Phosphatspezies um und erhöht die Konzentration löslichen \(\ce{Ba^{2+}}\) in der wässrigen Phase.
Reaktivität und Stabilität
Als anorganisches Phosphat ist das Material unter neutralen und basischen Bedingungen generell chemisch stabil. Es reagiert mit starken Säuren zu löslichen Bariumsalzen und Phosphorsäurederivaten; Redoxreaktionen sind für das kovalente P–O-Netzwerk unter normalen Bedingungen untypisch. Thermische Zersetzung bei hohen Temperaturen kann zu Bariummonoxid und Phosphoroxiden bzw. zu gasförmigen, phosphorhaltigen Spezies führen, jedoch ist keine spezifische Zersetzungstemperatur in den verfügbaren Daten angegeben. Die Reaktivität im Feststoffzustand kann auch durch Partikeloberfläche und während der Herstellung eingebrachte Verunreinigungen beeinflusst werden.
Molekulare und ionische Parameter
Formel und Molekulargewicht
- Molekularformel: \(\ce{Ba3O8P2}\)
- Molekulargewicht: 601.9 (laut Angabe)
Weitere berechnete Identifikatoren und Parameter:
- Exakte Masse / Monoisotopische Masse: 603.622582
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): 173
- Formale Ladung: 0
- Anzahl der Wasserstoffbrücken-Donoren: 0
- Anzahl der Wasserstoffbrücken-Akzeptoren: 8
- Anzahl drehbarer Bindungen: 0
- Anzahl schwerer Atome: 13
- Komplexität: 36.8
Bestandteile der Ionen
Das Kristallgitter enthält Bariumkationen, nominal dargestellt als \(\ce{Ba^{2+}}\), koordiniert an ein sauerstoffreiches Phosphatanionengerüst. In wässriger Umgebung ist das dominante mobile ionische Spezies mit toxikologischer und prozesstechnischer Bedeutung \(\ce{Ba^{2+}}\); die anionischen Phosphatfragmente liegen in Protonierungszuständen vor, die von Phosphorsäure abhängen, wobei deren Verteilung von \(\mathrm{pH}\) und Konzentration bestimmt wird.
Identifikatoren und Synonyme
Register-Nummern und Codes
- CAS-Nummer: 13466-20-1
- Europäische Gemeinschaftsnummern (EC), die in zugehörigen Identifikatoren erscheinen: 237-582-2; 236-856-9
- InChI:
InChI=1S/3Ba.2H3O4P/c;;;2*1-5(2,3)4/h;;;2*(H3,1,2,3,4)/q3*+2;;/p-6 - InChIKey:
WAKZZMMCDILMEF-UHFFFAOYSA-H - SMILES:
[O-]P(=O)([O-])[O-].[O-]P(=O)([O-])[O-].[Ba+2].[Ba+2].[Ba+2]
Synonyme und gebräuchliche Namen
Vom Lieferanten bereitgestellte Synonyme und alternative Bezeichnungen umfassen (Auswahl aufgezeichneter Bezeichnungen):
- Phosphorsäure, Bariumsalz (2:3)
- Bariumphosphat, tribasisch
- Tribariumdiphosphat
- Bariumphosphat (auch aufgeführt als „Bariumphosphat“, „Bariumphosphat(V)“)
- Bariumphosphat, Pulver, -200 Mesh, 99,9 % Spurenmetallbasis
- Ba3O8P2
- Bariumphosphat, monobasisch (unter den Synonymen gelistet)
(Diese Synonyme stammen aus bereitgestellten Identifikatorlisten und können alternative Nomenklatur, historische Bezeichnungen oder Anbieterbeschreibungen darstellen.)
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Funktionelle Rollen und Anwendungsbereiche
Materialien der Familie der Bariumphosphate werden hauptsächlich dort eingesetzt, wo anorganische, thermisch stabile und phosphathaltige Phasen mit hoher Ordnungszahl erforderlich sind. Funktionelle Rollen umfassen Komponenten in keramischen Formulierungen, anorganische Pigmente, Wirtsgitter für Phosphore sowie Katalysator- oder Katalysatorträgermaterialien in der heterogenen Katalyse. Die Auswahl in Formulierungen erfolgt typischerweise aufgrund der thermischen Stabilität, Kompatibilität mit Oxidmatrizen sowie spezifischer optischer oder elektronischer Eigenschaften, die durch das Kristallgitter vermittelt werden.
Typische Anwendungsbeispiele
- Keramische und feuerfeste Zusammensetzungen, bei denen Phosphatphasen das Sintern oder das Kornwachstum modifizieren.
- Wirtsgitter für Phosphore oder Ausgangsmaterialien für lumineszierende Stoffe.
- Anorganische Pigmente oder mattierende Mittel, bei denen geringe Löslichkeit und chemische Stabilität gewünscht sind.
- Als Bestandteile in Spezialbeschichtungen und Katalysatorträgern, bei denen Phosphat-Verankerungsgruppen für Oberflächenstabilität sorgen.
Sofern keine produkt- oder prozessspezifischen Anwendungsdaten vorliegen, wird die Materialauswahl typischerweise durch die oben beschriebenen allgemeinen Eigenschaften bestimmt (thermische Stabilität, Gitterzusammensetzung und Potenzial zur Freisetzung von \(\ce{Ba^{2+}}\) unter bestimmten Bedingungen).
Übersicht zu Sicherheit und Handhabung
Gesundheits- und Umweltgefahren
Gefährdungsklassifizierungen, die mit kommerziellen Meldungen einhergehen, umfassen akute Toxizität und Reizwirkung. Gemeldete Gefahrenhinweise (wie angegeben) schließen ein: H302 (Schädlich bei Verschlucken), H332 (Schädlich bei Einatmen), H315 (Verursacht Hautreizungen) und H319 (Verursacht schwere Augenreizung). Diese Hinweise deuten auf akute orale/inhalative Toxizität und lokale Reizwirkungen hin.
Das toxikologische Risiko von bariumhaltigen Feststoffen steht vor allem im Zusammenhang mit der möglichen Auflösung und Freisetzung löslicher \(\ce{Ba^{2+}}\)-Ionen, die systemisch toxisch sind, wenn sie in ausreichender Menge aufgenommen werden. Die Umweltmobilität hängt von Löslichkeit und Lösungsmittelchemie ab; in sauren oder komplexbildenden Umgebungen steigt die Neigung zur Freisetzung von \(\ce{Ba^{2+}}\). Gemeldete berufsgenossenschaftliche Expositionsrichtwerte für Barium (bezogen auf Ba) in verfügbaren Metadaten umfassen maximale zulässige Konzentrationen von \(0{,}5\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m^{-3}}\) (MAK / PEL / TLV-Kontexte) sowie einen IDLH-Wert von \(50{,}0\ \mathrm{mg}\,\mathrm{m^{-3}}\) (alle Werte bezogen auf Barium). Anwender sollten luftgetragene Stäube und einatembare Fraktionen als den primären Expositionsweg betrachten.
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Handhabung als anorganisches Partikelmaterial: Staubentwicklung minimieren, lokale Absaugung verwenden, wenn Partikel oder Pulver verarbeitet werden, und geeigneten Atemschutz bei staubaufwirbelnden Tätigkeiten einsetzen. Schutzhandschuhe sowie Schutz von Augen und Gesicht verwenden, um Haut- und Augen-Kontakt zu vermeiden; übliche industrielle Atemschutz- und Staubkontrollmaßnahmen sind empfohlen. Kontakt mit starken Säuren während Lagerung oder Verarbeitung vermeiden, um erhöhte Löslichkeit und Freisetzung löslicher Bariumspezies zu verhindern. Kühl, trocken und gut belüftet in kompatiblen Behältern lagern.
Für detaillierte Angaben zu Gefahren, Transport und Vorschriften sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) sowie lokale Gesetzgebungen konsultieren.
