bàrio

Chimica: generalità

sm. [sec. XIX; dal greco barýs, pesante]. Elemento chimico di simbolo Ba, numero atomico 56, peso atomico 137,327; isotopi stabili ¹³⁰Ba 0,1%; ¹³²Ba 0,1%; ¹³⁴Ba 2,42%; ¹³⁵Ba 6,59%; ¹³⁶Ba 7,81%; ¹³⁷Ba 11,32%; ¹³⁸Ba 71,66%; appartiene al sottogruppo dei metalli alcalino-terrosi. Il bario è relativamente diffuso nella crosta terrestre soprattutto sotto forma di solfato o baritina e di carbonato o witherite, e, in quantità minore, come fosfato e silicato; impurezze di bario sono frequenti nei minerali di manganese e in quelli di ferro. Piccole quantità di bario sono presenti in molte rocce calcaree e siliciche e minime tracce se ne trovano nelle acque marine. Il bario chimicamente puro si può ottenere per riduzione dell'ossido con alluminio a 1000 ºC e successiva distillazione del bario così formato nel vuoto spinto:

Invece dell'alluminio si può usare come riducente il silicio, operando a 1200 ºC e sotto vuoto:

Il bario puro è un metallo molle di colore bianco argento, che all'aria rapidamente si ossida; fonde a 710 ºC. I suoi composti volatili danno alla fiamma una caratteristica colorazione verde gialla. A temperatura ambiente reagisce con l'acqua più energicamente del calcio e dello stronzio, trasformandosi in idrossido e liberando idrogeno:

Con l'idrogeno reagisce a temperatura elevata formando l'idruro BaH₂; finemente suddiviso o incendiato, brucia in atmosfera di ossigeno formando l'ossido:

Gli alogeni reagiscono vivamente con il bario metallico formando i corrispondenti alogenuri; con l'azoto, a temperatura elevata, dà luogo al nitruro Ba₃N₂. Il biossido di carbonio reagisce a temperatura ambiente col bario formando una miscela di carburo e di ossido:

Con il mercurio si ottiene facilmente una amalgama di bario. Il bario metallico non trova applicazioni importanti e anche l'uso dei suoi sali è limitato.

Chimica: i composti del bario

Il bario nei suoi composti risulta sempre bivalente e presenta un comportamento tipicamente metallico: i suoi composti, che non derivano da un anione di per sé colorato, sono incolori o bianchi. L'ossido di bario BaO può essere ottenuto per decomposizione termica del carbonato, dell'idrossido, del perossido, del nitrato o del solfato:

L'acqua scioglie l'ossido di bario trasformandolo in idrossido Ba(OH)₂. Scaldando all'aria a circa 500 ºC l'ossido di bario, questo si trasforma nel perossido BaO₂: in tale composto il bario è ancora bivalente e i due atomi di ossigeno sono legati tra loro, come nel perossido di idrogeno, dal legame tipico dei perossidi:

Il perossido di bario riscaldato al calor rosso fonde e perde ossigeno trasformandosi in ossido; veniva impiegato per la produzione di perossido di idrogeno e ancor oggi trova impiego come candeggiante. L'idrossido di bario è una polvere bianca alquanto solubile in acqua; le sue soluzioni presentano reazione fortemente alcalina e si comportano in modo analogo alle soluzioni degli idrossidi di sodio e potassio. Gli alogenuri di bario si possono ottenere per azione degli idracidi sul carbonato naturale, la witherite. La solubilità in acqua è minima per il fluoruro di bario, aumenta con la temperatura per il cloruro ed è elevatissima per il bromuro o lo ioduro; il cloruro di bario BaCl₂ trova impiego in chimica analitica e nella chimica inorganica preparativa. Il più importante composto azotato del bario è il nitrato Ba(NO₃)₂; esso viene preparato per dissoluzione del carbonato in acido nitrico o facendo reagire il carbonato con nitrato di calcio:

Il nitrato di bario viene usato per la preparazione dell'ossido di bario e in pirotecnica per impartire la colorazione verde. Con lo zolfo il bario fornisce svariati composti, corrispondenti ai diversi acidi dello zolfo stesso. Il solfuro di bario BaS fu uno dei primi composti del bario noti a causa della sua fosforescenza: si ottiene per riduzione del solfato con carbone ad alta temperatura:

Il solfato di bario BaSO₄ costituisce in natura il minerale baritina; si può ottenere per azione dell'acido solforico sulla maggior parte dei composti del bario; è praticamente insolubile e viene perciò usato in chimica analitica per la determinazione degli ioni SO₄^-- e Ba⁺⁺. Viene usato per l'estrazione dei sali di bario, come materiale di carica nell'industria della carta, della gomma e del linoleum, come pigmento, nell'industria petrolifera per i ganghi di trivellazione ad alto peso specifico. Essendo opaco ai raggi X, viene usato, mescolato al cemento, nella costruzione di schermi per assorbire le radiazioni e in medicina come mezzo di contrasto per l'esame radiografico dell'apparato digerente. A tale scopo viene somministrata una sospensione acquosa di solfato di bario (pappa di bario) spesso con l'aggiunta di sostanze che ne attenuano lo sgradevole sapore. L'esame viene utilizzato per evidenziare componenti dell'apparato digerente altrimenti non visibili con la radiografia. Lo studio dell'ultimo tratto intestinale prende il nome di clilsma opaco: si introduce tramite clistere la soluzione di solfato di bario, cui fa seguito l'insufflazione di aria. In questo modo si forma un velo di bario sulle pareti intestinali che evidenzia ogni più piccola lesione. L'esame, spesso fastidioso, dura circa una mezz'ora. Deve essere eseguito a digiuno completo e dopo una dieta povera di frutta e verdura per alcuni giorni, oltre a un'abbondante assunzione di liquidi e una pulizia intestinale evacuativa. Il carbonato di bario BaCO₃ si può ottenere allo stato puro per riduzione della baritina: si forma dapprima il solfuro, che viene poi trattato con biossido di carbonio:

Questo sale è praticamente insolubile in acqua; viene usato nell'industria vetraria, per la produzione di vetri pesanti, e per la preparazione degli altri composti del bario.

Tossicologia

Il bario allo stato di ione Ba⁺⁺ è un potente veleno dell'organismo. I suoi sali idrosolubili, già alla dose di pochi centigrammi, possono causare gravi intossicazioni. Particolarmente sensibili all'azione tossica del bario sono le strutture muscolari (muscolatura liscia e striata, muscolo cardiaco) che vengono violentemente stimolate, con la comparsa di contratture e di spasmi intensi nei diversi territori dell'organismo. Nel soggetto gravemente intossicato compaiono convulsioni, emorragie gastro-intestinali, coliche, tremori, un forte aumento della pressione arteriosa e paralisi respiratoria. L'avvelenamento può verificarsi qualora nel solfato di bario (insolubile e quindi atossico), impiegato in radiologia come mezzo di contrasto, siano presenti impurità di cloruro di bario (solubile) o di carbonato di bario, che diventa solubile nell'ambiente gastrico trasformandosi in cloruro. Incidenti tossici causati da sali di bario (baritosi) possono aversi inoltre negli operai dell'industria chimica, negli addetti alla fabbricazione di polveri pirotecniche, oppure in seguito a ingestione accidentale o a scopo suicida di preparati contenenti il bario in forma solubile (derattizzanti, pesticidi a base di carbonato di bario, creme depilatorie a base di solfuro di bario, ecc.).