Barium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

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Vorkommen und Gewinnung

Barium kommt in der Natur nur in Verbindungen vor. Das häufigste Mineral ist der Baryt, auch Schwerspat genannt, ein Sulfat mit der Formel BaSO₄. Für ein helles Mineral hat er eine auffallend hohe Dichte, daher der Name. Seltener ist der Witherit, BaCO₃. Wichtige Förderländer von Baryt sind China, Indien und Marokko. In Deutschland wird Schwerspat im Schwarzwald bis heute gefördert, früher auch im Harz.

Der größte Teil des Baryts wird als Mineral verwendet. Das Metall selbst wird nur in kleinen Mengen hergestellt, etwa indem man Bariumoxid mit Aluminium unter Vakuum reduziert.

Als Element wurde Barium im Jahr 1808 von dem englischen Chemiker Humphry Davy hergestellt. Er zerlegte feuchte Bariumverbindungen mit elektrischem Strom, wobei er Quecksilber als Hilfsmittel nutzte. Im Schwerspat hatte der schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele schon Jahrzehnte zuvor eine neue Erde erkannt, das Bariumoxid.

Eigenschaften und Reaktionen

Barium steht in Periode 6 und Gruppe 2, unter dem Strontium und über dem Radium. Links davon steht in der Periode das Caesium. Die Elektronenkonfiguration ist [Xe] 6s², die Elektronegativität beträgt 0,89. Das Element hat 2 Valenzelektronen. Das Metall hat eine Dichte von 3,62 g/cm³, schmilzt bei 727 °C und siedet bei 1897 °C. Es ist weich und läuft an der Luft rasch an.

Barium ist unter den stabilen Erdalkalimetallen eines der reaktionsfähigsten. Es reagiert mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff und Bariumhydroxid und wird deshalb unter Öl oder Schutzgas aufbewahrt. In Verbindungen tritt es fast immer als zweifach positives Ion auf. In der Flamme färben Bariumverbindungen grün. Die Löslichkeit der Sulfate nimmt in der Gruppe nach unten ab, Bariumsulfat ist praktisch unlöslich. Darauf beruht ein klassischer Sulfatnachweis der Analytik: Bariumionen fällen aus Sulfatlösungen weißes Bariumsulfat aus.

Gerade dieser Unterschied entscheidet über die Giftigkeit. Lösliche Bariumsalze wie das Chlorid und das Nitrat sind giftig. Auch das Carbonat ist gefährlich, weil es sich in der Magensäure löst. Bariumionen stören die Funktion der Muskeln und des Herzens, es kommt zu Krämpfen, Herzrhythmusstörungen und Lähmungen. Bariumsulfat löst sich dagegen kaum und wird vom Körper nicht aufgenommen. Lösliche Bariumsalze sind giftig; in der Schule gelten für den Umgang mit ihnen strenge Regeln.

Verwendung in Alltag und Technik

Den größten Teil des Baryts verbraucht die Tiefbohrtechnik. Gemahlener Schwerspat wird der Bohrspülung beigemischt und macht sie schwer. So hält der Druck der Spülung das Gas und Öl aus dem Gestein zurück und das Bohrloch stabil.

In der Medizin ist Bariumsulfat ein Röntgenkontrastmittel. Weil Barium Röntgenstrahlen stark absorbiert, zeichnet ein getrunkener Kontrastbrei Speiseröhre, Magen und Darm im Röntgenbild ab. Das Mittel wird in hoher Reinheit hergestellt, damit keine löslichen Bariumsalze enthalten sind, und nach der Untersuchung ausgeschieden.

Im Feuerwerk liefern Bariumsalze wie Bariumnitrat die grüne Farbe. Für ein sattes Grün braucht die Mischung zusätzlich eine chlorhaltige Verbindung. Bariumsulfat dient außerdem als weißer Füllstoff und Pigment in Farben, Lacken und Papier.

In der Technik steckt Bariumtitanat in keramischen Kondensatoren und in Bauteilen, die mechanischen Druck in Spannung umwandeln. Barium steckt in Spezialgläsern, und Schwerbeton mit Baryt als Zuschlag schirmt Strahlung ab. Zusammen mit Yttrium, Kupfer und Sauerstoff bildet es einen Hochtemperatur-Supraleiter, das YBCO.

Wegen der Giftigkeit löslicher Salze unterliegen Herstellung, Umgang und Entsorgung gesetzlichen Regeln.

Moleküle mit diesem Element

• Bariumsulfid BaS3D ansehen
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Kurz gefragt

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Häufige Fragen