Bariumchlorid

Stoff und Grunddaten

Bariumchlorid ist eine anorganische chemische Verbindung mit der Verhältnisformel BaCl₂. Es ist das Bariumsalz der Salzsäure. Der Stoff bildet ein farbloses, geruchloses, bitter-salzig schmeckendes, kristallines Pulver und ist giftig. Häufig kommt er als Dihydrat vor, also als BaCl₂ · 2 H₂O mit zwei Molekülen Kristallwasser.

Die molare Masse beträgt 208,23 g·mol⁻¹ für wasserfreies Bariumchlorid, 226,23 g·mol⁻¹ für das Monohydrat und 244,27 g·mol⁻¹ für das Dihydrat. Die Dichte liegt bei 3,86 g·cm⁻³. Bariumchlorid ist gut in Wasser löslich; angegeben sind 357 g·l⁻¹. Für den Stoff gilt unter anderem eine MAK-Angabe von 0,5 mg·m⁻³ bezogen auf Barium. Als LD₅₀-Wert bei Ratten nach oraler Aufnahme werden 118 mg·kg⁻¹ genannt. Die Standardbildungsenthalpie ΔHf⁰ beträgt −859,8 kJ·mol⁻¹.

Herstellung

Bariumchlorid kann nach verschiedenen Salzbildungsreaktionen hergestellt werden. Direkt entsteht es aus Barium und Chlor:

Ba + Cl₂ → BaCl₂

Auch Bariumhydroxid reagiert mit Salzsäure zu Bariumchlorid und Wasser:

Ba(OH)₂ + 2 HCl → BaCl₂ + 2 H₂O

Eine weitere Möglichkeit ist die Reaktion von Bariumoxid mit Salzsäure:

BaO + 2 HCl → BaCl₂ + H₂O

Kommerziell wird Bariumchlorid durch Reaktion von Bariumsulfid mit Salzsäure hergestellt. Dabei entsteht neben Bariumchlorid Schwefelwasserstoff:

BaS + 2 HCl → BaCl₂ + H₂S↑

Auch Bariumcarbonat kann mit Salzsäure reagieren. Dabei entstehen Bariumchlorid, Wasser und Kohlenstoffdioxid:

BaCO₃ + 2 HCl → BaCl₂ + H₂O + CO₂↑

Physikalische Eigenschaften

Bariumchlorid ist fest und kristallin. Es schmilzt bei 963 °C; die Schmelze siedet bei 1560 °C. Wie Barium und alle seine Salze zeigt Bariumchlorid eine grüne Flammenfärbung. Diese Eigenschaft ist wichtig für Anwendungen, bei denen eine grüne Flamme gewünscht ist.

Bariumchlorid kommt meist als Bariumchloriddihydrat vor. Das Dihydrat ähnelt dem wasserfreien Stoff stark. Wasserfreies Bariumchlorid erhält man, indem man dem Dihydrat durch Erwärmen das Kristallwasser entzieht. Dieser Vorgang heißt Dehydratisierung.

Die Kristallstruktur unterscheidet sich zwischen wasserfreiem Bariumchlorid und dem Dihydrat. Wasserfreies Bariumchlorid kristallisiert orthorhombisch in der Raumgruppe Pnma mit den Gitterparametern a = 7,865 Å, b = 4,731 Å und c = 9,421. Das Dihydrat kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P2₁/n mit den Gitterparametern a = 6,722 Å, b = 10,91 Å, c = 7,132 Å und β = 91,10°.

Chemische Reaktionen

Eine wichtige chemische Eigenschaft von Bariumchlorid ist seine Reaktion mit Sulfat-Ionen. Dabei fällt Bariumsulfat als schwer löslicher weißer Feststoff aus. Beispielhaft wird die Reaktion mit Magnesiumsulfat angegeben:

MgSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + MgCl₂

Dabei entstehen Bariumsulfat und Magnesiumchlorid. Das Ausfallen eines festen Stoffes aus einer Lösung nennt man Fällung.

Bariumchlorid reagiert außerdem mit Kaliumchromat zu Bariumchromat und Kaliumchlorid:

BaCl₂ + K₂CrO₄ → BaCrO₄↓ + 2 KCl

Auch hier entsteht ein schwer löslicher Feststoff, nämlich Bariumchromat.

Verwendung

Bariumchlorid wird als Nachweisreagenz für Sulfat-Ionen eingesetzt. Der Grund ist die Fällungsreaktion: Treffen Sulfat-Ionen auf Bariumchlorid, bildet sich weißes Bariumsulfat. Diese Reaktion kann auch genutzt werden, um Natriumchlorid von Sulfaten zu reinigen.

Weitere Anwendungen sind das Härten von Stahl und der Einsatz in der Pyrotechnik. In der Pyrotechnik nutzt man die grüne Flammenfärbung von Bariumverbindungen. Außerdem dient Bariumchlorid zur Herstellung von Bariumsulfat und Bariumchromat.

Während des Zweiten Weltkriegs benutzte die Rote Armee grünlich leuchtende Bariumchlorid-Leuchtspurgeschosse. Sie sollten dem Schützen das Zielen erleichtern und anderen Soldaten zeigen, wohin gezielt wurde. Die Wehrmacht verwendete dagegen gelblich leuchtende Phosphor-Geschosse.

Giftigkeit und Erste Hilfe

Bariumchlorid ist schwach wassergefährdend und giftig beim Einatmen und Verschlucken. Bei einem Unfall oder Unwohlsein durch diesen Stoff soll sofort ein Arzt hinzugezogen werden. Der Stoff muss unter Verschluss und für Kinder unzugänglich aufbewahrt werden. Früher wurde Bariumchlorid als Rattengift eingesetzt.

Die Giftwirkung beruht darauf, dass Barium die passiven Kaliumkanäle in der Membran der Muskelzellen inaktiviert. Kalium kann dadurch die Muskelzellen nicht mehr verlassen. Da die Natrium-Kalium-ATPase weiterhin Kalium in die Zellen pumpt, sinkt der Kaliumspiegel im Blut. Mögliche Symptome sind Hypermotilität des Magen-Darm-Traktes, Ausfall der Muskelreflexe, also Areflexie, schlaffe Muskellähmung und Atemlähmung. Bei Blutuntersuchungen findet man eine schwere Hypokaliämie, also einen stark erniedrigten Kaliumspiegel im Blut.

Als Erste-Hilfe-Maßnahme wird die Einnahme von Natrium- oder Kaliumsulfatlösung empfohlen. Die Sulfationen fällen die Bariumionen aus und bilden dabei unlösliches und deshalb ungiftiges Bariumsulfat. Im Krankenhaus kann Barium durch Dialyse entfernt werden.