Сульфит бария (7787-39-5) Физические и химические свойства

Химический профиль

Сульфит бария

Неорганический сульфит бария, поставляемый в виде слабо растворимого в воде бесцветного твердого вещества без запаха для промышленного и специализированного химического применения.

Номер CAS	7787-39-5
Класс веществ	Сульфиты (неорганическая соль)
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твердое вещество
Распространённые фармакопейные стандарты	EP

Используется в производстве целлюлозы и бумаги в качестве реагента сульфита и в производстве специализированных химикатов; отделы закупок и контроля качества обычно оценивают чистоту, содержание бария и размер частиц для обеспечения стабильности обработки, растворимости и эффективности в составах и технологических процессах.

Сульфит бария — это неорганическая ионная соль, относящаяся к классу сульфитов; его формулу можно записать как \(\ce{BaO3S}\), он состоит из катиона щелочноземельного металла \(\ce{Ba^{2+}}\) в сочетании с анионом сульфита \(\ce{SO3^{2-}}\). Структурно он представляет собой протяжённую ионную решётку в твердом состоянии, а не отдельную ковалентную молекулу; вычисленные дескрипторы отражают двухкомпонентную некковалентную единицу (число ковалентных связей = 2) и общий формальный нейтральный заряд. Анион сульфита является сопряжённым основанием сернистой кислоты и имеет тригонально-пирамидальную оксоанионную структуру с неподелёнными электронными парами и делокализованным отрицательным зарядом на трёх атомах кислорода, тогда как центр бария обеспечивает баланс зарядов и высокую энергию решётки, что ограничивает растворимость в воде по сравнению с сульфитами щелочных металлов.

Химически сульфит бария проявляет типичные для сульфитов кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства: ограниченное растворение высвобождает \(\ce{SO3^{2-}}\), который при кислых условиях протонируется до \(\ce{HSO3^-}\) и \(\ce{H2SO3}\)/\(\ce{SO2}\); анионы сульфита обладают умеренными восстановительными свойствами и медленно окисляются молекулярным кислородом до сульфата, в конечном итоге формируя очень мало растворимую сульфатную соль \(\ce{BaSO4}\). Вещество представляет собой бесцветное твердое вещество с низкой полярностью в твердой решётке, но с потенциалом щелочного поведения в достаточно концентрированных водных растворах с растворённым анионом. При ограниченной растворимости практически в водных системах поведение определяется равновесием между малой растворённой частью и равновесием с твёрдой фазой.

Основные коммерчески доступные сорта для этого вещества включают: EP.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленные данные по этому показателю отсутствуют в текущем контексте данных.

Температура плавления или разложения

Экспериментально установленные данные по этому показателю отсутствуют в текущем контексте данных.

Растворимость в воде

Сульфит бария — бесцветное бесзапахное твердое вещество, слабо растворимое в воде. Растворимость ограничена сильными взаимодействиями в решётке между \(\ce{Ba^{2+}}\) и \(\ce{SO3^{2-}}\); при растворении анион может уравновешиваться с протонированными формами в растворе. На практике в водных системах концентрация растворенного вещества будет низкой, а равновесие с твердой фазой определяет активность растворенного сульфита. В окислительных, аэрированных водных средах анион сульфита подвергается постепенному окислению до сульфата, что может приводить к осаждению \(\ce{BaSO4}\) и дальнейшему снижению концентраций растворимого бария.

pH раствора (качественное поведение)

Единого числового значения \(\mathrm{pH}\) не применимо из-за низкой растворимости и зависимости водородного показателя от степени растворения и буферных свойств раствора. При наличии заметного количества \(\ce{SO3^{2-}}\) в растворе анион является сопряжённым основанием сернистой кислоты; растворы имеют близкий к нейтральному или слабо щелочной характер, если не подвергать их подкислению. Подкисление смещает равновесие в сторону \(\ce{HSO3^-}\)/\(\ce{H2SO3}\) и может приводить к выделению газа \(\ce{SO2}\).

Химические свойства

Кислотно-основное поведение

Сульфит бария выступает источником аниона сульфита \(\ce{SO3^{2-}}\). В водных средах \(\ce{SO3^{2-}}\) вступает в равновесные реакции протонирования с образованием \(\ce{HSO3^-}\), а при сильно кислых условиях — \(\ce{H2SO3}\)/\(\ce{SO2}\). Поскольку \(\ce{SO3^{2-}}\) является сравнительно сильным основанием среди кислородсодержащих анионов серы, его присутствие повышает щелочность раствора при значительном растворении. В свою очередь воздействие кислот переводит твердое вещество в более растворимые соли бария и может привести к выделению диоксида серы; такие кислотно-инициируемые превращения имеют практическое значение для технологической переработки и безопасности.

Реакционная способность и стабильность

Сульфит бария постепенно окисляется атмосферным кислородом с преобразованием \(\ce{SO3^{2-}}\) в \(\ce{SO4^{2-}}\); данное превращение может привести к образованию слабо растворимого твердого \(\ce{BaSO4}\). Твердое вещество обычно стабильно при сухих и нейтральных условиях, но реагирует с сильными кислотами с образованием растворимых соединений бария и выделением диоксида серы. Данные о термическом разложении и точных температурах разложения отсутствуют в имеющейся информации. Поскольку анионы сульфита являются восстановителями относительно сульфата, необходимо соблюдать осторожность при работе с окислителями; контакт с сильными окислителями может привести к экзотермическому окислению.

Молекулярные и ионные параметры

Формула и молекулярный вес

Молекулярная формула: \(\ce{BaO3S}\)
Молекулярный вес: 217.39 г·моль⁻¹

Вычисленные молекулярные дескрипторы: - Точная масса: 217.862062 - Моноизотопная масса: 217.862062 - Топологическая полярная поверхность (TPSA): 82.4 Å² - Число доноров водородных связей: 0 - Число акцепторов водородных связей: 4 - Число вращающихся связей: 0 - Число тяжёлых атомов: 5 - Сложность: 18.8

Составные ионы

Катион: \(\ce{Ba^{2+}}\)
Анион: \(\ce{SO3^{2-}}\)

Вещество существует в виде ионного твердого тела (протяжённая решётка), в котором катионы бария и анионы сульфита взаимодействуют электростатически; ионный характер и высокий заряд бария способствуют ограниченной растворимости в воде и большой энергии решётки по сравнению с сульфитами щелочных металлов.

Идентификаторы структурных дескрипторов (предназначены для технического использования): - 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

(Значения SMILES, InChI и InChIKey должны использоваться без изменений в информационных системах и рабочих процессах.)

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 7787-39-5
Номер Европейского сообщества (EC): 232-112-2
UNII: D71W8VF49C
DSSTox Substance ID: DTXSID00228489
Номер Nikkaji: J43.702F
Wikidata: Q415543

Синонимы и распространённые названия

Приводимые синонимы и альтернативные названия включают: - Сульфит бария - Сульфит бария (сульфат бария) - BARIUM SULFITE [MI] - BARIUM SULFITE (BASO3) - барий (2+); сульфит - Соль бария сернистой кислоты (1:1) - Bariumsulfit

(Существуют дополнительные идентификаторы и синонимы, предоставленные депонентами; приведённые выше являются наиболее часто используемыми в техническом контексте.)

Промышленные и коммерческие применения

Функциональные роли и сферы использования

Сульфит бария широко применяется в производстве бумаги и связан с технологическими процессами в целлюлозно-бумажной промышленности. Как представитель класса сульфитов, он может выполнять функции, связанные с химией сульфитов, такие как восстановительное действие, процессы сульфитного отбеливания или выступать в качестве промежуточного продукта в обработках, где требуется активность аниона сульфита; конкретные применения зависят от состава, условий растворимости и последующей переработки.

Типичные примеры применения

Типичные высокоуровневые примеры применения включают использование в целлюлозно-бумажной промышленности, где применяется сульфитная химия; ограниченная растворимость и возможность окисления до сульфата влияют на способ введения вещества в промышленные технологические потоки. В текущем контексте данных отсутствуют более подробные сведения о характеристиках применения.

Обзор безопасности и обращения

Вред для здоровья и окружающей среды

Сообщаемые предельные значения экспозиции для частиц или значений, выраженных в эквиваленте бария (значения выражены как барий): максимально допустимая концентрация (MAK): 0,5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\) (вдыхаемая фракция); предельно допустимый уровень воздействия (PEL): 0,5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), как Ba; предельно допустимые значения (TLV): 0,5 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), как Ba; опасный для жизни или здоровья при немедленном воздействии (IDLH): 50,0 \(\mathrm{mg}\,\mathrm{m}^{-3}\), как Ba.
Источники опасности: токсикологические опасения связаны преимущественно с растворимыми соединениями бария (системная токсичность при значительном всасывании) и с сульфитной химией (например, выделение \(\ce{SO2}\) при подкислении, а также возможные аллергенные или дыхательные эффекты у лиц, чувствительных к сульфитам). Твердое вещество постепенно окисляется кислородом воздуха до сульфата, что может влиять на длительную экологическую судьбу и способствовать образованию нерастворимого \(\ce{BaSO4}\).
Меры контроля: контролировать пылеобразование в воздухе, обеспечивать местную вытяжную вентиляцию при обращении с пылью или порошками, а также использовать соответствующие средства защиты органов дыхания, глаз и кожи для ограничения ингаляционного и контактного воздействия. Избегать условий, приводящих к выделению кислоты или образованию двуокиси серы.

Для получения подробной информации о рисках, транспортировке и нормативных требованиях пользователям следует обращаться к паспорту безопасности (SDS) продукта и местному законодательству.