Baryum

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Baryum
Césium ← Baryum → Lanthane
Sr
  Structure cristalline cubique à corps centré
 
56		 Ba
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
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Ba
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Ra
Tableau complet • Tableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Baryum, Ba, 56
Série chimique Métal alcalino-terreux
Groupe, période, bloc 2 (IIA), 6, s
Masse volumique 3,62 g·cm-3 (20 °C)[1]
Dureté 1,25
Couleur Blanc-argenté
No CAS 7440-39-3 [2]
No EINECS 231-149-1
Propriétés atomiques
Masse atomique 137,327 ± 0,007 u
Rayon atomique (calc) 215 pm (253 pm)
Rayon de covalence 2,15 ± 0,11 Å [3]
Configuration électronique [Xe] 6s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 18, 8, 2
État(s) d’oxydation 2
Oxyde base forte
Structure cristalline Cubique centré
Propriétés physiques
État ordinaire Solide (paramagnétique)
Point de fusion 727 °C [1]
Point d’ébullition 1 897 °C [1]
1 637 °C [4]
Énergie de fusion 7,75 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 140 kJ·mol-1 (1 atm, 1 897 °C)[1]
Volume molaire 38,16×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 0,0013 mbar (547 °C) [4]
Vitesse du son 1 620 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 0,89
Chaleur massique 204 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 10×106 S·m-1
Conductivité thermique 18,4 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[5]
1re : 5,211664 eV 2e : 10,00383 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
130Ba 0,106 % 0,5×1015 a 2β-
132Ba 0,101 % stable avec 76 neutrons
133Ba {syn.} 10,53 a ε 0,517 133Cs
134Ba 2,417 % stable avec 78 neutrons
135Ba 6,592 % stable avec 79 neutrons
136Ba 7,854 % stable avec 80 neutrons
137Ba 11,23 % stable avec 81 neutrons
138Ba 71,7 % stable avec 82 neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[4]
Irritant
Xi
Facilement inflammable
F
Transport[4]
423
   1400   
SIMDUT[6]
B6 : Matière réactive inflammableD2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques
B6, D2B,
SGH[7]
SGH02 : InflammableSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Danger
H261, H315, H319, H335, P231, P232, P261, P305, P338, P351, P422,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le baryum est un élément chimique de symbole Ba et de numéro atomique 56.

L'oxyde de baryum a été découvert en 1774 par Carl Wilhelm Scheele dans des minerais de bioxyde de manganèse. Isolé en 1808 par l'Anglais Sir Humphry Davy, puis purifié par Guntz en 1901. Nom du grec barys, lourd.

Sommaire

Caractéristiques [modifier]

Withérite (ou carbonate de baryum, toxique)

C'est un métal alcalino-terreux mou argenté qui fond à 850 °C. Se trouve dans la nature sous forme de barytine (BaSO4), de benstonite (Ba, Sr)6(Ca, Mg, Mn)7(CO3)13, de norséthite BaMg(CO3)2, de sanbornite (BaSi2O5) et de withérite (BaCO3).

Son oxyde BaO est appelé baryta ou baryte anhydre. On le trouve principalement dans la barite appelé aussi barytine à égale quantité avec le sulfate de baryum. On ne trouve pas le baryum sous la forme d'élément natif en raison de sa très grande réactivité avec l'oxygène.

Utilisations [modifier]

  • Il est utilisé pur pour le piégeage des gaz résiduels dans les tubes cathodiques ou comme révélateur de présence d'air dans les capteurs solaires thermiques à tube sous vide.
  • De faibles quantités de sels de cet élément (acétate, carbonate, chlorate, chlorure, hydroxyde, nitrate, oxyde, perchlorate, peroxyde, polysulfure, sulfate ou sulfure) sont utilisées dans de nombreuses fabrications, notamment :
    • du papier photographique
    • du verre
    • de peinture
    • de lubrifiant résistant à haute température,
    • des céramiques, émaux et porcelaines et leurs vernis et glaçures,
    • en pyrotechnie (donne la couleur verte),
    • comme opacifiant en radiologie. Dans cette dernière indication, vu la forte toxicité à l'état dissous, on utilise le sulfate, insoluble même dans le milieu acide de l'estomac.
    • dans les boues de forage.
  • C'est également, sous forme de titanate (BaTiO3), l'un des composants de base des céramiques piézoélectriques. Le titanate de baryum est utilisé entre autres pour la partie isolante de certains condensateurs.
  • Il est un élément constitutif des cristaux non-linéaires (beta borate de baryum), servant notamment à réaliser des mélanges de fréquence en optique (Optique non-linéaire)
  • sous forme de sulfate il est utilisé comme charge pour les peintures et les vernis

Dangerosité [modifier]

À manipuler avec précaution ; il réagit avec l'eau en donnant l'hydroxyde de baryum Ba(OH)2, ou baryte, qui est très toxique et dont les réactions avec les solvants, acides et oxydants sont violentes.

En cas de doute, consultez la fiche toxicologique de l'INRS n° 125: [1]

Écotoxicité [modifier]

On retrouve le baryum sous plusieurs formes, entre autres sous forme de sel. Lorsque les sels de baryum sont absorbés, ils se dégradent et le baryum s’incruste dans divers tissus, en particulier les os. Comme la plupart des sels de baryum sont solubles dans l’eau, les animaux peuvent en ingérer via l’eau qu’ils boivent. L’étude réalisée par l’INRS sur les rats, les souris et les lapins démontre qu’une exposition régulière au baryum provoque une augmentation du foie et une augmentation du nombre de décès. La DSETO (dose sans effet toxique observée) varie en fonction du type de chronicité[8]. L'IRSN a produit une fiche pédagogique sur le Baryum 133 et l'environnement[9]

Toxicité chez l'humain [modifier]

L’intoxication aiguë au baryum chez l’homme se manifeste par plusieurs signes et symptômes tels que des douleurs abdominales intenses, des diarrhées sanglantes, des troubles cardio-vasculaires. L’intoxication aiguë peut aussi se solder par la mort soit à cause d’une insuffisance respiratoire soit en provoquant un problème cardiaque[8].

Sources alimentaires [modifier]

La noix du Brésil est relativement riche en baryum.

Dosage [modifier]

La quantité de baryum dans différents milieux est quantifiable par différentes méthodes analytiques. Pour dissocier le baryum de la matrice de son milieu, il faut, la plupart du temps, effectuer une digestion à l’aide d’un acide (en général l’acide nitrique et/ou l’acide chlorhydrique). Le centre d’expertise en analyse environnementale du Québec utilise des techniques couplées soient l’ICP-MS pour les analyses dans la chair de poissons et des petits invertébrés[10] et l’ICP-OES pour les analyses dans l’eau[11] qui doit préalablement être acidifiée.

Entartrage [modifier]

Le tartre qui se forme avec les oxydes de baryum (sulfate de baryum) est l'un des plus difficiles à dissoudre. Il se forme notamment dans les conduits des forages pétroliers et gaziers profonds ou les pipe-lines qui les alimentent. Il peut boucher ces tuyaux ou se former dans certaines vannes qu'il peut endommager, ce qui est particulièrement problématique dans le cas de vannes de sécurité. On cherche donc à prévenir sa formation par l'adjonction d'additifs chimiques (polyacrylates par exemple) organiques ou inorganiques[12], dits inhibiteurs de tartre (scale inhibitors) pour les anglophones).

La recherche (chimie verte) vise notamment à produire des inhibiteurs d'entartrage qui ne favorisent pas la corrosion des métaux, et qui soient biodégradables (polyaspartates par exemple), également efficaces pour les tartres à base de carbonate de calcium, sulfate de calcium et sulfate de baryum ou sulfure de zinc ou de plomb qu'on peut aussi trouver dans certains forages profonds[12].

Références [modifier]

  1. ↑ a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. ↑ (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  4. ↑ a, b, c et d Entrée du numéro CAS « 7440-39-3 » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 1 février 2009 (JavaScript nécessaire)
  5. ↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd., p. 10-203 
  6. ↑ « Baryum » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  7. ↑ SIGMA-ALDRICH
  8. ↑ a et b http://www.inrs.fr/fichetox/ft125.html
  9. ↑ IRSN ; Fiche pédagogique sur le Baryum 133 et l'environnement
  10. ↑ http://www.ceaeq.gouv.qc.ca/methodes/pdf/MA207Met20.pdf
  11. ↑ MA. 203 - Mét. 3.2
  12. ↑ a et b Robert J. Ross, Kim Low, Donlar Corp.; James E. Shannon, Conference Paper ; Polyaspartate Scale Inhibitors-Biodegradable Alternatives to Polyacrylates ; NACE International ; Global SOS ; in CORROSION 96, March 24 - 29, 1996 , Denver, Co ; [Résumé]


Références externes [modifier]

Titanate de baryum

Dr. Raymond Amiot (membre de l'Académie vétérinaire de France), Les injections intraveineuses de chlorure de baryum dans les indigestions et surcharges des équidés (prix Emile Thierry), École nationale vétérinaire d'Alfort, Maisons Alfort, 1925.

Voir aussi [modifier]

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