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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:BaSO4.png|250px|Elementarzelle von Bariumsulfat]]
| Kristallstruktur = ja
| Strukturhinweis = {{Farbe |#C6C6C6 |Kreis=1}} [[Barium|Ba]]2+ {{0}} {{Farbe |#FFFF00 |Kreis=1}} [[Schwefel|S]]6+{{0}} {{Farbe |#E20000 |Kreis=1}} [[Sauerstoff|O]]2−
| Kristallsystem = orthorhombisch
| Raumgruppe = {{Raumgruppe|Pnma|kurz}}
| Gitterkonstanten = ''a'' = 8,884 [[Ångström (Einheit)|Å]], ''b'' = 5,456 Å und ''c'' = 7,157 Å
| Andere Namen = * Schwerspat
* [[Colour Index|C. I.]] Pigment White 21 (synthetisch)
* C. I. Pigment White 22 (Baryt)
* {{INCI|Name=BARIUM SULFATE |ID=32059 |Abruf=2020-02-18}}
| Summenformel = BaSO4
| CAS = {{CASRN|7727-43-7}}
| EG-Nummer = 231-784-4
| ECHA-ID = 100.028.896
| PubChem = 24414
| ChemSpider = 22823
| DrugBank = DB11150
| ATC-Code = * {{ATC|V08|BA02}}
* {{ATC|V08|BA01}}
| Wirkstoffgruppe = [[Kontrastmittel]]
| Wirkmechanismus =
| Beschreibung = farblose, rhombische Kristalle<ref name="Roemmp" />
| Molare Masse = 233,39 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 4,5 g·cm−3<ref name="alfa">{{Alfa|10651|Name=Barium sulfate, Puratronic®, 99.998% (metals basis)|Abruf=2019-12-06}}</ref>
| Schmelzpunkt = 1580 [[Grad Celsius|°C]] (Zersetzung)<ref name="alfa" />
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = praktisch unlöslich in Wasser (2,2 mg·l−1 bei 18 °C)<ref name="Roemmp" /><ref>{{GESTIS|ZVG=1710|Name=Bariumsulfat |Abruf=2022-11-15}}</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="alfa" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P = <ref name="alfa" />
| MAK = * 1,5 mg·m−3 (für [[Lungenbläschen|alveolengängigen]] Staubanteil)<ref name="mak">MAK- und BAT-Werte-Liste 2013</ref>
* 4 mg·m−3 (für einatembaren Staubanteil)<ref name="mak" />
| Standardbildungsenthalpie = −1465,2 kJ·mol−1<ref>G.Kortüm, H.Lachmann; Einführung in die chemische Thermodynamik; 7., ergänzte und neubearbeitete Auflage; Seite 465; Verlag Chemie; Weinheim; Vandenhoeck & Ruprecht; Göttingen; 1981; ISBN 3-527-25881-7 (Verlag Chemie); ISBN 3-525-42310-1 (Vandenhoeck & Ruprecht).</ref>
}}

'''Bariumsulfat''' (BaSO4) ist das [[Barium]]-[[Salze|Salz]] der [[Schwefelsäure]].

== Vorkommen ==
In der Natur tritt Bariumsulfat im Mineral [[Baryt]] (Schwerspat) auf, das als Hauptrohstoff zur Herstellung anderer Barium-Verbindungen dient. In manchen Algen, wie z. B. den Zellen von [[Closterium]] kommt Bariumsulfat in der normalen [[Orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombischen]] Baryt-Form vor. Im [[Ciliaten]] [[Loxodes]] konnte nachgewiesen werden, dass die Bariumsulfat-Kristalle aufgrund ihrer hohen Dichte als Schwerkraftrezeptoren dienen.<ref>Dorothea C. Neugebauer et al. Evidence of central and peripheral gravireception in the ciliate Loxodes striatus, J. Comp. Physiol. A (1998) 183, 303–311.</ref>

== Eigenschaften ==
Barium (Ordnungszahl 56 im [[Periodensystem|PSE]]) ist abgeleitet vom [[Altgriechisch|griechischen]] βαρύς ''(barýs)'' „schwer“. Das natürliche Mineral hat seinen Namen aus dieser Wortbedeutung.
Aufgrund der hohen Elektronendichte kann Bariumsulfat als positives [[Röntgenkontrastmittel]] verwendet werden.
Bariumsulfat ist ein weißes Pulver, das in Wasser, Säuren und Laugen praktisch unlöslich ist, während es sich in heißer konzentrierter Schwefelsäure bis zu 12 % lösen lässt. Bei hohen Temperaturen (> 1400 °C) zersetzt sich Bariumsulfat zu [[Bariumoxid]], [[Schwefeldioxid]] und [[Sauerstoff]]:

:<chem>2BaSO4 -> 2BaO + 2SO2 ^ + O2 ^</chem>

Auf Grund seiner Schwerlöslichkeit ist das Mineral im Gegensatz zu allen anderen Bariumverbindungen kein Gefahrstoff.

Es kristallisiert [[Orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombisch]], {{Raumgruppe|Pnma|lang}} mit den Gitterparametern ''a'' = 8,884 [[Ångström (Einheit)|Å]], ''b'' = 5,456 Å und ''c'' = 7,157 Å.<ref>Roderick J. Hill: ''A further refinement of the barite structure.'' In: ''The Canadian Mineralogist'', 15, 1977, S. 522–526.</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
Bariumsulfat wird hauptsächlich durch Abbau des Minerals Baryt gewonnen.<ref name="Roemmp">{{RömppOnline |ID=RD-02-00258 |Name=Bariumsulfat |Abruf=2016-11-26}}</ref> Die beiden größten Lieferländer sind die [[Volksrepublik China]] und [[Indien]].<ref name="USGS_2020">{{Internetquelle |autor= |url=https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-barite.pdf |titel=BARITE |werk= |hrsg=[[United States Geological Survey|USGS]] |datum=2020-01 |format=PDF |abruf=2020-04-10}}</ref> 2019 betrug die geschätzte weltweite Fördermenge 9,5 Millionen Tonnen.<ref name="USGS_2020" />

{| class="wikitable sortable"
|+ Baryt-Förderung nach Staaten in 1000 Tonnen
! Land
! 2018<ref name="USGS_2020" />
! 2019, geschätzt<ref name="USGS_2020" />
|-
| [[Volksrepublik China|China]] ||style="text-align:right;"| 2.900 ||style="text-align:right;"| 2.900
|-
| [[Indien]] ||style="text-align:right;"| 2.390 ||style="text-align:right;"| 2.200
|-

| [[Iran]] ||style="text-align:right;"| 490 ||style="text-align:right;"| 490
|-
| [[Kasachstan]] ||style="text-align:right;"| 620 ||style="text-align:right;"| 620
|-

| [[Laos]] ||style="text-align:right;"| 90 ||style="text-align:right;"| 420
|-
| [[Marokko]] ||style="text-align:right;"| 940 ||style="text-align:right;"| 1.100
|-

| [[Mexiko]] ||style="text-align:right;"| 380 ||style="text-align:right;"| 400

|-
| [[Pakistan]] ||style="text-align:right;"| 110 ||style="text-align:right;"| 110
|-

| [[Russland]] ||style="text-align:right;"| 163 ||style="text-align:right;"| 160
|-
| [[Türkei]] ||style="text-align:right;"| 245 ||style="text-align:right;"| 250
|-
| [[Vereinigte Staaten von Amerika]] ||style="text-align:right;"| 366 ||style="text-align:right;"| 390
|-
| restliche Länder ||style="text-align:right;"| 482 ||style="text-align:right;"| 480

|- style="background:#E8EBEF;"
!'''Gesamt''' ||style="text-align:right;"| '''9.180''' ||style="text-align:right;"| '''9.500'''
|}

Das gewonnene [[Erz]] wird gewaschen, gebrochen und gemahlen und das Bariumsulfat durch [[Sedimentation]] von der [[Gangart (Geologie)|Gangart]] getrennt. Durch weitere physikalische Bearbeitung ([[Flotation]]) und chemische Aufbereitung ([[Oxidation]], [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]]) werden die Reinheit und der [[Weißgrad]] weiter erhöht.<ref name="Roemmp" />

'''Blanc fixe''' ist ein synthetisches, durch [[Fällung]] hergestelltes Bariumsulfat, welches insbesondere als [[Füllstoff]] Verwendung findet. Die Fällung von [[Bariumsulfid]] mit [[Natriumsulfat]] führt zu einem Produkt, das sehr feinkörnig aufbereitet werden kann.

:<chem>BaS + Na2SO4 -> BaSO4 v + Na2S</chem>

Das gefällte Bariumsulfat wird abfiltriert, getrocknet und gemahlen. Das reinweiße Bariumsulfat hat gewöhnlich eine Teilchengröße im einstelligen Mikrometerbereich.

Zur Herstellung von Blanc-fixe-Pasten mit einem 25- bis 30-prozentigen Feststoffgehalt setzt man [[Bariumchlorid]] mit Natriumsulfat zum unlöslichen Bariumsulfat um.

:<chem>BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 v + 2NaCl</chem>

Die Bariumchloridlösung stammt gewöhnlich aus der [[Lithopone]]-Herstellung oder wird durch Umsetzung von Bariumsulfid mit [[Salzsäure]] hergestellt.

Früher fiel Bariumsulfat bei der Herstellung von [[Wasserstoffperoxid]] aus [[Bariumperoxid]] bei der Umsetzung mit [[Schwefelsäure]] an.

== Verwendung ==
Natürliches Bariumsulfat dient als Rohstoff zur technischen Herstellung anderer Barium-Verbindungen inklusive Barium-Metall. Als Füllstoff wird Bariumsulfat in [[Kunststoff]]en, plastischen Massen, [[Lack]]en und [[Anstrichmittel|Farben]], sowie bei der [[Papierherstellung]] verwendet.<ref name="Roemmp" /> Daneben wird es aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften bei der Rohstoffgewinnung und in Schwerbeton sowie aufgrund der Absorption von [[Gammastrahlung|Gamma-]] und [[Röntgenstrahlung]] in Strahlenschutzbeton und in der Radiologie eingesetzt. Ebenfalls ist es in der Pyrotechnik weit verbreitet.

=== In der Erdöl- und Erdgas-Industrie ===
Die – bezogen auf die Menge – wichtigste Anwendung von Bariumsulfat ist die Verwendung in [[Bohrspülung|Bohrspülschlämmen]]. Durch die hohe Dichte des Bariumsulfats erhält man [[Suspension (Chemie)|Suspensionen]], deren Dichte so hoch ist, dass Gesteinsbrocken im Bohrschlamm aufschwimmen und dadurch das Bohrloch frei gespült werden kann.<ref name="Roemmp" />

=== Als Füllstoff ===
Schwerspat wird bei der Produktion von Kunststoffen für Spachtelmassen im Autoreparaturbereich, als Füllstoff in Kupplungs- und Bremsbelägen, in Teppichbodenbeschichtungen und in Abwasserrohren eingesetzt. Durch seine hohe Dichte erhöht es die Dichte des Kunststoffes, wirkt schalldämmend und verbessert durch seine geringe [[Ölzahl]] die Verarbeitbarkeit und den Verlauf. Daneben erhöht es die Oberflächenhärte und Kratzfestigkeit von Kunststoffen. Durch seine Temperaturstabilität kann es auch dort eingesetzt werden, wo andere Füllstoffe, wie [[Calciumcarbonat]], nicht mehr verwendet werden können. Bei der Herstellung von [[Papier]] wird Bariumsulfat als Füllstoff eingesetzt, um dessen [[Gestrichenes Papier|Streichfähigkeit]] zu verbessern (siehe [[Barytpapier]] für [[Fotopapier]]e).<ref name="Roemmp" />

=== Als Weißpigment ===
Als '''Barytweiß''', '''Blanc fixe''', '''Malerweiß''', '''Puppenweiß''' ist gefälltes ''Bariumsulfat'' der weiße [[Füllstoff]] in vielen [[Malerfarbe]]n und [[Lack]]en. Es kann auch in ''Deckweiß'' enthalten sein. Im [[Colour Index]] wird Bariumsulfat, als synthetisches BaSO4 unter der Bezeichnung C.I. Pigment White 21 und als „natürliches“ Baryt unter C.I. Pigment White 22 geführt. Es ist hervorragend [[Lichtechtheit|lichtecht]] und chemisch stabil. Deshalb erhielt es auch die Bezeichnung '''Permanentweiß'''. Die Wirkung als Weißpigment entsteht durch Streuung an der Grenzfläche zwischen Füllstoff und umgebendem [[Bindemittel]]. Daher erscheint Bariumsulfat in Bindemitteln, die selbst einen [[Brechungsindex]] nahe dem von Bariumsulfat (1,64<ref>T. Brock, M. Groteklaes, P. Mischke: ''Lehrbuch der Lacktechnologie.'' 2. Auflage. Vincentz Network, Hannover 2000, ISBN 3-87870-569-7, S. 123.</ref>) besitzen, nahezu transparent. Diese geringe Differenz der Brechungsindices ist vorteilhaft für die Verwendung als [[Füllstoff|Verschnittmittel]]. In Systemen, die oberhalb der kritischen [[Pigment-Volumen-Konzentration]] formuliert sind, etwa in [[Dispersionsfarbe]]n, kommen zusätzliche Grenzflächen zwischen Bariumsulfat und Luft hinzu. An diesen ist die Differenz der Brechungsindices größer, so dass das [[Deckvermögen]] deutlich erhöht wird ([[Dry-Hiding-Effekt]]).
Beim Einsatz [[Farbstärke|farbstarker]] organischer [[Pigment]]e in geringen Mengen ist es üblich, so genannte [[Kollergang|Verkollerungen]] mit Bariumsulfat als Trägersubstanz herzustellen. Dabei werden Pigment und Bariumsulfat gemeinsam vermahlen. Der [[Farbort]] verändert sich dabei nicht, aber die Farbstärke wird deutlich herabgesetzt. So wird die Dosierung geringer Pigmentmengen vereinfacht. Diese Methode wird für die Herstellung von [[Lasur]]en benötigt. Auch bei einer [[Farbstich|Nuancierung]] von reinen [[Weiß]]tönen ist es vorteilhaft größere Mengen mit herabgesetzter Farbstärke abzuwägen.

Als ''Blanc fixe'' wurde es erstmals 1830 von Kuhlmann in [[Lille]] in den Handel gebracht. Natürlicher gemahlener Baryt dürfte schon früher verwendet worden sein. Das durch [[Fällung]] hergestellte Bariumsulfat ist allerdings feiner und brillanter und daher als Füllstoff besser geeignet. Durch chemische Reaktion von BaS und ZnSO4 in wässrigem Milieu erhält man das Weißpigment [[Lithopone]] als ein Gemisch von Bariumsulfat und [[Zinksulfid]].


F. Grum und W. Luckey (Kodak) führten 1968 das Bariumsulfat als Weiß zur Beschichtung von [[Ulbricht-Kugel]]n ein.<ref>F. Grum, G. W. Luckey: ''Optical Sphere Paint and a Working Standard of Reflectance.'' In: ''Applied Optics.'' Band 7, Heft 11, 1968, S. 2289–2294, [[doi:10.1364/AO.7.002289]].</ref> Aufgrund seiner äußerst geringen [[Lichtabsorption]] im Bereich zwischen 250 nm und 2500 nm dient Bariumsulfat auch heute noch, mit einer Reflektivität von mehr als 90 %, als De-facto-Standard für diffuse Weißreflektoren. Einen Ersatz bilden [[Teflon]]-Standards, die abriebfester sind. [[Titandioxid]] ist wegen seiner merklichen Absorption im [[Ultraviolett]]en nur eingeschränkt geeignet.

=== Röntgenkontrastmittel ===
{{Hauptartikel|Kontrastmittel}}
In der Medizin wird Bariumsulfat als Röntgenkontrastmittel Patienten in Form einer milchigen [[Suspension (Chemie)|Suspension]] zum Trinken gegeben, um den Verlauf des [[Verdauungstrakt]]es bei einer Röntgenuntersuchung zu kontrastieren (positives Röntgenkontrastmittel mit hoher Röntgenstrahlabsorption). In niedrigerer Konzentration, meist 1–1,5 %, wird es in der [[Computertomographie]] ebenfalls zur Markierung des Gastrointestinaltraktes verwendet. Bariumsulfat sollte nicht bei Verdacht auf [[Perforation]]en des Magen-Darm-Trakts eingesetzt werden, da es in der [[Peritonealraum|Peritonealhöhle]] zu [[Granulom]]en und Verklebungen führen kann. Auch das versehentliche Einbringen in den Atemtrakt ist wegen der Gefahr einer [[Aspirationspneumonie]] unbedingt zu vermeiden.<ref>Silke Hecht: ''Röntgendiagnostik in der Kleintierpraxis''. Schattauer Verlag, 2. Auflage 2012, ISBN 978-3-7945-2812-7, S. 259.</ref>

=== Pyrotechnik ===
Bariumsulfat wird in der [[Pyrotechnik]] zur Erzeugung grüner Flammen und Blinksätzen eingesetzt. Es wird oft mit anderen Stoffen gemischt, um eine stabile und gleichmäßige Flammenfarbe zu erreichen. Aufgrund seiner [[Chemische Stabilität|chemischen Stabilität]] verbrennt es weitgehend rauchfrei. In Rauch- oder Leuchtsätzen dient Bariumsulfat zusätzlich als Füllstoff. Seine hohe [[Dichte]] kann auch genutzt werden, um die Brenngeschwindigkeit von pyrotechnischen Mischungen zu beeinflussen.

=== Analytik ===
[[Sulfate]] werden qualitativ nachgewiesen, indem eine Probenlösung mit [[Salzsäure]] angesäuert und mit Bariumchlorid versetzt wird. Das Bariumsulfat fällt als schwerlöslicher, weißer Niederschlag aus. Die Bariumsulfat-Fällung eignet sich sowohl zur [[Gravimetrie (Chemie)|gravimetrischen]] Bestimmung von Sulfat als auch zur Bestimmung von löslich vorhandenem Barium mit zugesetztem Sulfat.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Barium sulfate}}
{{Wiktionary}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{NaviBlock
|Navigationsleiste Erdalkalimetallsulfate
}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4144045-6|LCCN=sh85011860}}

[[Kategorie:Bariumverbindung]]
[[Kategorie:Sulfat]]
[[Kategorie:Arzneistoff]]
[[Kategorie:Kontrastmittel]]
[[Kategorie:Füllstoff]]
[[Kategorie:Anorganisches Pigment]]

Bariumsulfat - Versionsgeschichte

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