硫酸バリウム（7787-39-5）の物理的および化学的特性

化学プロファイル

硫酸バリウム

工業用および特殊化学品用途向けに供給される、水にわずかに可溶な無臭の無機硫酸バリウムの固体です。

CAS番号	7787-39-5
分類	硫酸塩（無機塩）
典型的な形態	粉末または結晶固体
一般的なグレード	EP

パルプ・紙加工における硫酸塩試薬として、また特定特殊化学品製造に使用されます。調達および品質保証チームは、組成の純度、バリウム含有量、粒径を評価し、配合物やプロセス流中での取り扱い性、溶解度、性能の一貫性を確保します。

硫酸バリウムは、硫酸塩類に属する無機イオン性塩であり、化学式は\(\ce{BaO3S}\)と表され、アルカリ土類金属カチオン\(\ce{Ba^2+}\)と硫酸塩アニオン\(\ce{SO3^2-}\)から構成されます。構造的には、個別の共有結合分子ではなく固体状態で拡張イオン格子を形成しています。計算された分子記述子は二成分の非共有結合単位（共有結合単位数=2）および純粋な電気的中性を反映しています。硫酸塩アニオンは亜硫酸の共役塩基で、孤立電子対を有し、三角錐形の酸素陰イオン構造を持ち、３つの酸素原子上に非局在化された負電荷を分布させています。一方、バリウム中心は電荷のバランスを取り、高い格子エネルギーを提供することで、アルカリ金属硫酸塩に比べて水中溶解度を制限しています。

化学的には、硫酸バリウムは硫酸塩類特有の酸塩基性および酸化還元の傾向を示します。わずかな溶解により\(\ce{SO3^2-}\)が放出され、酸性条件下で\(\ce{HSO3-}\)や\(\ce{H2SO3}\)/\(\ce{SO2}\)へプロトン化されます。硫酸塩アニオンは中程度の還元性を持ち、分子状酸素により徐々に硫酸イオンに酸化され、最終的に極めて難溶性の硫酸バリウム塩\(\ce{BaSO4}\)を形成します。物質は無臭の固体で、固体格子中では低極性ですが、十分な濃度の水溶液中ではアルカリ性を示す可能性があります。溶解度が制限されている場合、実際の水溶液挙動は溶解部分と固体相平衡のバランスで制御されます。

本物質の一般的な商業グレードにはEPがあります。

基本的な物理特性

密度

現時点のデータでは本特性について実験的に確立された値は利用できません。

融点または分解点

現時点のデータでは本特性について実験的に確立された値は利用できません。

水への溶解度

硫酸バリウムは無臭の固体で、水にわずかに可溶と報告されています。溶解度は\(\ce{Ba^2+}\)と\(\ce{SO3^2-}\)間の強い格子相互作用により制限されます。溶解時、アニオンは溶液中でプロトン化形態と平衡をとり得ます。実際の水系では溶解濃度は低く、固体相との平衡によって溶解硫酸塩の活性が制御されます。酸化的で曝気された水環境では、硫酸塩アニオンは徐々に硫酸に酸化され、これが\(\ce{BaSO4}\)の沈殿を促進し、水溶性バリウム濃度をさらに低下させる可能性があります。

溶液のpH（定性的挙動）

溶解度が低く、溶液のバッファー特性および溶解度の程度に依存するため、特定の数値的な\(\mathrm{pH}\)値は該当しません。溶液中に十分な\(\ce{SO3^2-}\)が存在する場合、これは亜硫酸の共役塩基であり、溶液は酸性化しなければ中性から弱アルカリ性を示します。酸性化により\(\ce{HSO3-}\)/\(\ce{H2SO3}\)への種分布が偏り、\(\ce{SO2}\)ガスが発生することがあります。

化学的特性

酸塩基挙動

硫酸バリウムは硫酸塩アニオン\(\ce{SO3^2-}\)の供給源として機能します。水性媒体中で\(\ce{SO3^2-}\)はプロトン化平衡を経て\(\ce{HSO3-}\)、さらに強酸性条件下では\(\ce{H2SO3}\)/\(\ce{SO2}\)を形成します。硫酸塩アニオンは硫黄酸素系陰イオンの中で比較的強塩基性であるため、溶解が進むと溶液の塩基性が高まります。逆に酸に曝露されると固体はより可溶性のバリウム塩に変化し、二酸化硫黄の放出を伴うことがあるため、加工や安全管理上重要な変化が生じます。

反応性および安定性

硫酸バリウムは大気中の酸素により徐々に硫酸塩に酸化され、\(\ce{SO3^2-}\)から\(\ce{SO4^2-}\)への変換が起きます。この反応は極めて難溶性の固体\(\ce{BaSO4}\)の形成につながります。固体は乾燥かつ中性条件下では一般に安定ですが、強酸と反応して水溶性バリウム種および二酸化硫黄を生成します。熱分解の振る舞いや分解温度に関する詳細は利用可能なデータに含まれていません。硫酸塩アニオンは硫酸塩に比べ還元性を持つため、酸化剤との取り扱いには注意が必要で、強い酸化剤と接触すると発熱性の酸化反応を引き起こす可能性があります。

分子・イオンパラメータ

化学式および分子量

分子式：\(\ce{BaO3S}\)
分子量：217.39 g·mol−1

計算された分子記述子： - 正確質量：217.862062 - 単一同位体質量：217.862062 - トポロジカル分極表面積（TPSA）：82.4 Å² - 水素結合ドナー数：0 - 水素結合アクセプター数：4 - 回転可能結合数：0 - 重原子数：5 - 複雑度：18.8

構成イオン

カチオン：\(\ce{Ba^2+}\)
アニオン：\(\ce{SO3^2-}\)

本物質は、バリウムカチオンと硫酸塩アニオンが静電的に相互作用するイオン性固体（拡張格子）として存在します。イオン性の性質とバリウムの大きな電荷は、アルカリ金属硫酸塩に比べて水溶解度の低さと強い格子エネルギーに寄与しています。

構造記述子の識別子（技術利用向けに提供）： - SMILES: [O-]S(=O)[O-].[Ba+2] - InChI: InChI=1S/Ba.H2O3S/c;1-4(2)3/h;(H2,1,2,3)/q+2;/p-2 - InChIKey: ARSLNKYOPNUFFY-UHFFFAOYSA-L

（技術的な情報処理のワークフローで必要な場合は、SMILES、InChIおよびInChIKeyの値を正確に識別子として挿入してください。）

識別子および別名

登録番号およびコード

CAS番号：7787-39-5
欧州共同体（EC）番号：232-112-2
UNII：D71W8VF49C
DSSTox Substance ID：DTXSID00228489
日化資番号（Nikkaji Number）：J43.702F
Wikidata：Q415543

同義語および一般名

報告されている同義語および別名： - 硫酸バリウム - バリウムサルファイト - BARIUM SULFITE [MI] - BARIUM SULFITE (BASO3) - バリウム(2+);硫酸塩 - 亜硫酸、バリウム塩 (1:1) - Bariumsulfit

（追加の登録者提供の識別子や同義語が存在しますが、上記は技術的文脈で使用される代表的な名称です。）

産業および商業的用途

機能的役割および使用分野

硫酸バリウムは製紙工程における利用が認められており、パルプおよび紙加工の分野で関係しています。硫酸塩類の一種として、還元剤としての挙動、硫酸塩漂白工程、あるいは硫酸塩アニオン活性が必要な中間体としての役割を果たすことが可能です。具体的な応用は、配合、溶解性の考慮、および後続処理に依存します。

典型的な適用例

典型的な高水準の適用例としては、亜硫酸塩化学が用いられるパルプおよび製紙工程での使用が挙げられます。溶解度の制限や硫酸塩への酸化の可能性が、産業プロセス中での物質の使用方法に影響を与えます。現時点のデータ範囲では、さらなる詳細な適用別性能データは入手できません。

安全性および取り扱い概説

健康および環境に対する危険性

粒子状またはバリウム換算濃度で報告されている暴露限度値（バリウムとして表示）：最高許容濃度（MAK）：0.5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\)（吸入可能分画）；許容曝露限界（PEL）：0.5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\)、バリウムとして；閾値制限値（TLV）：0.5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\)、バリウムとして；即時危険有害レベル（IDLH）：50.0 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\)、バリウムとして。
危険性の起源：毒性に関する懸念は主に可溶性バリウム種（吸収後の全身毒性）および亜硫酸塩化学（例：酸性化による\(\ce{SO2}\)の放出および亜硫酸塩感受性個体における潜在的なアレルギー性または呼吸器影響）に由来します。固体は空気中で徐々に硫酸塩に酸化され、これが長期的な環境運命に影響を及ぼし、不溶性の\(\ce{BaSO4}\)形成を促進する可能性があります。
管理措置：空気中の粉塵を制御し、粉塵や粉末を取り扱う際には局所排気換気を設置し、適切な呼吸器、眼および皮膚保護具を使用して吸入および皮膚暴露を制限してください。酸放出や二酸化硫黄の発生を引き起こす条件は避けてください。

詳細な危険性、輸送および規制情報については、製品固有の安全データシート（SDS）および現地法規を参照してください。

保管および取り扱いの考慮事項

材料は冷涼で乾燥し、換気の良い場所に密閉容器で保管し、湿気の吸収および粉塵の発生を最小限に抑えてください。強酸との接触は避けてください（\(\ce{SO2}\)放出防止のため）、また亜硫酸イオンと反応する可能性のある強い酸化剤との接触も避けてください。プロセス上の理由で硫酸塩への酸化が望ましくない場合、微粉末の形態での長時間の空気曝露は最小限に抑えてください。標準的な良好な産業衛生管理を維持し、相容れない物質と分離して保管し、粉末の流出管理を実施し、バリウムおよび亜硫酸塩の危険性に対応した訓練および個人用保護具（PPE）を確実に提供してください。

詳細な危険性、輸送および規制情報については、製品固有の安全データシート（SDS）および現地法規を参照してください。