Chlorure de baryum
Le chlorure de baryum, de formule chimique BaCl2 est un sel de chlore et de baryum de couleur blanche. C'est un composé ionique soluble dans l'eau. Comme la plupart des sels de baryum, c'est un composé relativement toxique. Lorsqu'il est enflammé, il produit une flamme de couleur jaune-vert. Sa forme hydratée la plus fréquente est BaCl2.2H2O.
| Chlorure de baryum | |
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| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| No ECHA | 100.030.704 |
| No CE | 233-788-1 |
| Apparence | cristaux incolores, inodores[1]. |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | BaCl2 [Isomères] |
| Masse molaire[2] | 208,233 ± 0,011 g/mol Ba 65,95 %, Cl 34,05 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 960 °C[1] |
| T° ébullition | 1 560 °C[1] |
| Solubilité | dans l'eau : 360 g·l-1[1]. 1,7 g dans 100 ml de méthanol |
| Masse volumique | 3,9 g·cm-3[1] |
| Thermochimie | |
| S0solide | 123,7 J/mol·K |
| ΔfH0solide | -858,6 kJ/mol |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Orthorhombique |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | Pnma |
| Précautions | |
| SGH[3] | |
 Danger |
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| SIMDUT[4] | |
 D1B, |
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| Inhalation | Mal de gorge |
| Peau | Rougeurs |
| Yeux | Rougeurs |
| Ingestion | Douleur, nausée, convulsions, perte de conscience |
| Composés apparentés | |
| Autres cations | Chlorure de béryllium Chlorure de magnésium Chlorure de calcium Chlorure de strontium |
| Autres anions | Fluorure de baryum Bromure de baryum Iodure de baryum |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Propriétés physico-chimiques
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Du fait du caractère ionique de la liaison chlore-baryum dû à la différence importante d'électronégativité entre ces deux éléments, le chlorure de baryum possède une bonne solubilité dans l'eau. Il peut notamment réagir avec les ions sulfates en formant un précipité blanc de sulfate de baryum :
BaCl2(aq) + SO42−(aq) → BaSO4(s) + 2 Cl−(aq)
En solution, le chlorure de baryum se comporte comme un sel neutre : le pH de la solution est indépendant de la quantité de sel dissoute.
Structure cristalline
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Le chlorure de baryum cristallise à la température ambiante dans une structure orthorhombique de groupe d'espace Pnma (a = 7,865 Å, b = 4,731 Å et c = 9,421 Å). Les atomes de baryum occupent les positions de Wyckoff 4c (x = 0.251, z = 0.121), de même que les atomes de chlore (x = 0.150 et z = 0.413) et (x = 0.029 et z = 0.839). Le polyèdre de coordination du baryum est un polyèdre à 12 sommets, fortement irrégulier (figure de droite)[5].
Fabrication
modifierLe chlorure de baryum peut être préparé à partir d'hydroxyde de baryum ou de carbonate de baryum (minerai de Withérite) par une réaction avec l'acide chlorhydrique.
À l'échelle industrielle, il est fabriqué dans un processus en deux étapes à partir de barytine (minerai de sulfate de baryum).
BaSO4 + 4 C → BaS + 4 CO (étape nécessitant un chauffage)
BaS + CaCl2 → BaCl2 + CaS (par cofusion des réactifs)
Le chlorure de baryum est alors extrait du mélange obtenu par dissolution dans l'eau.
Utilisation
modifierLe chlorure de baryum est un sel de baryum bon marché qui possède de nombreuses utilisations en laboratoire. Il est couramment utilisé comme test de reconnaissance des ions sulfates. Il est utilisé également pour préparer d'autres sels insolubles par précipitations, comme l'oxalate de baryum dans la réaction :
BaCl2(aq) + Na2C2O4(aq) → BaC2O4 (s) + 2 NaCl(aq)
Il est utilisé en pyrotechnie pour donner une coloration verte aux flammes, et en métallurgie pour le traitement thermique de l'acier. Dans l'industrie métallurgique, il permet d'éviter tout contact avec l'air ambiant et a une meilleure conductivité thermique que les gaz neutres utilisés dans les trempes à vide, ce qui permet un changement de température plus rapide.
Toxicité
modifierComme tous les sels de baryum, le chlorure de baryum est un composé très toxique, une dose de l'ordre de 1 g pouvant s'avérer mortelle. Il doit donc être manipulé avec précautions. La valeur limite d'exposition professionnelle est fixée à 0,5 mg·m-3 dans l'Union européenne. Par ailleurs, le chlorure de baryum est toxique pour les organismes aquatiques.
Sécurité
modifierPhrases de risque et conseils de prudence
- R: 20 (Nocif par inhalation)
- R: 25 (Toxique en cas d’ingestion)
- S: 1/2 (Conserver sous clé et hors de portée des enfants)
- S: 45 (En cas d’accident ou de malaise consulter immédiatement un médecin et lui montrer l’emballage ou l’étiquette)
Effets sur la santé
modifierLe chlorure de baryum a un effet aigu sur le système cardiovasculaire et sur le système nerveux car il modifie les flux de potassium dans les cellules. Cela se traduit par des vomissements, diarrhées, tremblements, paralysie, convulsions, voire la mort par arrêt cardio-respiratoire[6].
Traitement
modifierLe traitement d'une intoxication au baryum est essentiellement symptomatique. Comme le baryum génère une perte importante de potassium, l'administration de potassium peut contrer la plupart des effets toxiques (sauf l'hypertension). Cependant, on peut tenter l'administration de sulfate de magnésium ou de calcium pour limiter la diffusion du baryum : les ions sulfates se lient préférentiellement à l'ion Ba2+ et le sulfate de baryum résultant est insoluble dans l'eau, ce qui limite sa toxicité[7].
Références
modifier- N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, Oxford, Royaume-Uni, 1984.
- Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
- The Merck Index, 7th edition, Merck & Co., Rahway, New Jersey, 1960.
- H. Nechamkin, The Chemistry of the Element, McGraw-Hill, New York, 1968.
- 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.
- CHLORURE DE BARYUM, Fiches internationales de sécurité chimique
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- Numéro index dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
- « Chlorure de 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
- E.B. Brackett, T.E. Brackett, R.L. Sass, Journal of Physical Chemistry 67, 2132 (1963)
- « Fiche toxicologique - INRS » [PDF], sur www.inrs.fr (consulté le )
- « ATSDR - Medical Management Guidelines (MMGs): Barium », sur www.atsdr.cdc.gov (consulté le )
1.↑ a, b, c, d et e CHLORURE DE BARYUM [archive], fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques [archive], consultée le 9 mai 2009 2.↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 [archive] sur www.chem.qmul.ac.uk. 3.↑ « Chlorure de baryum [archive] » 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 4.↑ Numéro index 056-004-00-8 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 [archive] (16 décembre 2008) 5.↑ E.B. Brackett, T.E. Brackett, R.L. Sass, Journal of Physical Chemistry 67, 2132 (1963)
