Barium

Barium on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Ba (), järjestysluku 56 ja CAS-numero 7440-39-3. Se on maa-alkalimetalleihin kuuluva, pehmeä hopeanhohtoinen metalli, joka sulaa varsin korkeassa lämpötilassa. Kemiallisesti barium muistuttaa kalsiumia, ulkonäöltään lähinnä lyijyä. Sir Humphry Davy eristi bariumin v. 1808.

Bariumin elektronegatiivisuus on 0,89 ja ensimmäinen ionisoitumisenergia 502 kJ/mol. Barium on pehmeämpää kuin muut ryhmän 2 aineet, mutta hieman lyijyä kovempaa. Se hapettuu ilmassa ja vapauttaa vedessä ja alkoholissa vetyä. Koska barium hapettuu sangen helposti, sitä on säilytettävä petrolissa tai muussa hapettomassa nesteessä. Barium on voimakkaimpia pelkistimiä, ja erityisen voimakas taipumus sillä on hapettua peroksidiksi.

Bariumia esiintyy luonnossa ainoastaan yhdisteinä, raskassälpänä (baryytti, bariumsulfaatti, BaSO4) tai viteriittinä (bariumkarbonaatti, BaCO3). Baryytti on raskas mineraali, tiheys 4,5 g/cm3, jota on Suomessa mm. Vihannin kaivoksessa.

Bariumyhdisteitä käytetään posliini-, savi- ja lasiteollisuudessa, ilotulituksissa väriaineena sekä rotanmyrkkynä. Bariumkloridia BaCl2 voidaan käyttää analytiikassa sulfaattien osoittamiseen.

Isotoopit 
Luonnossa esiintyvä barium on seos kuudesta pysyvästä isotoopista: 138Ba (71,7 %), 137Ba (11,2 %), 136Ba (7,8 %), 135Ba (6,6 %), 134Ba (2,4 %), ja 132Ba (0,10 %). 130Ba (0,11 %) esiintyy myös luonnossa, mutta se hajoaa kaksois-elektronisieppauksella erittäin pitkällä puoliintumisajalla (yli 4 × 1021 vuotta). Bariumille tunnetaan yli 30 radioaktiivista isotooppia; niiden massaluvut ovat välillä 114–153. Radioaktiivisella isotoopilla, jolla on pisin puoliintumisaika (133Ba, 10,5 vuotta), on käyttöä gammasäteilyn vertailulähteenä.

Yhdisteet ja niiden käyttö 
Bariumperoksidista BaO2 saadaan laimealla rikkihapolla käsittelemällä vetyperoksidia ja bariumsulfaattia. Koska sulfaatti-ioni on käytännössä liukenematon veteen, happoihin ja emäksiin, se on tunnistettavissa liuosanalyysissa. Kaikki bariumin liukoiset suolat ovat myrkyllisiä. Bariumin yhdisteistä tunnetuin on bariumsulfaatti eli baryytti, jota käytetään varjoaineen lisäksi valkoisena maalipigmenttinä, kumin kulutuksen kestoa lisäävänä aineena ja säteilysuojauslaitteissa. Bariumkarbonaattia ja -kloridia on käytetty rotanmyrkkynä sekä bariumnitraattia Ba(NO3)2 ja -kloraattia Ba(ClO3)2 ilotulitteissa vihreän valon aikaansaamiseksi. Bariumia ja sen yhdisteitä käytetään myös joissain metalliseoksissa, perustutkimuksessa on löydetty mm. bariumtitanaatin (BaTiO3) ja tinan komposiitti, joka tietyin ehdoin  on timanttia jäykempi.

Käyttöturvallisuus ja myrkyllisyys 

Bariumsuolat ovat hyvin myrkyllisiä, mutta bariumsulfaatti (BaSO4) on niin liukenematon veteen, että sitä voidaan turvallisesti syöttää potilaille röntgenkuvauksen varjoaineena. Bariumvarjoaine poistuu kuitenkin hitaasti vapaasta vatsaontelosta, ja ärsyttää kudoksia sinne joutuessaan. Sen takia bariumvarjoaineita ei saisi käyttää jos potilaalla epäillään perforaatiota, eli reikää ruoansulatuskanavassa.

Bariummyrkytyksen oireita ovat muuan muassa ylävatsan kipu, uneliaisuus, oksentelu, ripuli, vilunväristykset, krampit, kouristukset, hypertensio ja sydämen rytmihäiriöt. Myrkytyspotilaalle tulisi antaa välittömästi natriumsulfaattia tai magnesiumsulfaattia bariumin poistamiseksi turvallisemman bariumsulfaatin muodossa.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Kemian työsuojeluneuvottelukunta (KETSU): Barium ja sen yhdisteitä
Helsingin Sanomat: Barium imee kaasun rippeet
Periodictable: Technical data for Barium 
PhysOrg.com: New composites are stiffer than diamond 
Webmineral: Mineral Species containing Barium (Ba) 
Mindat: The Mineralogy of Barium 

Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Barium 

Alkuaineet
Seulonnan keskeiset artikkelit