Fluoruro di bario

Il fluoruro di bario è un composto inorganico con formula BaF2 che si trova in natura nel minerale frankdicksonite. In esso è presente un legame ionico tra il catione Ba2+ e l’anione F.

Solubilità

Il fluoruro di bario è un sale poco solubile e ha un prodotto di solubilità pari a 1.8 · 10-7

Si dissocia secondo l’equilibrio eterogeneo:

BaF2(s) ⇄ Ba2+(aq) + 2 F(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:
Kps = [Ba2+][F]2

Detta x la solubilità molare all’equilibrio si ha:

[Ba2+] = x

[F]= 2 x

Sostituendo nell’espressione del Kps:

Kps = 1.8 · 10-7= (x)(2x)2 = 4 x3

Da cui x = ∛1.8 · 10-7/4 = 0.0035  mol/L

pertanto la solubilità espressa in g/L vale 0.0035 mol/L · 175.34 g/mol = 0.61  g/L

 

Proprietà

È un sale igroscopico che può apparire incolore o di colore bianco, poco solubile in acqua ma solubile in etanolo e metanolo. Quando è riscaldato si decompone emettendo fumi tossici di fluoro e bario.

In fase vapore, la molecola BaF2 è non lineare  e presenta un angolo F-Ba-F di circa 108°. La sua non linearità è un’eccezione alla teoria del VSEPR. Secondo le più recenti teorie ciò è dovuto alla polarizzazione del nucleo dell’atomo di bario che produce una distribuzione approssimativamente tetraedrica della carica che interagisce con i legami di Ba-F.

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Sintesi

Può essere ottenuto dalla reazione tra:

  • bario e fluoro a una temperatura di 100-150°C:

Ba + F2 → BaF2

  • acetato di bario e fluoruro di sodio:

Ba(CH3COO)2 + 2 NaF → 2 CH3COONa + BaF2

Reazioni

Il fluoruro di bario reagisce con acido solforico per formare solfato di bario e acido fluoridrico:

BaF2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HF

Ad una temperatura superiore a 500°C reagisce con l’acqua per dare ossido di bario e acido fluoridrico:

BaF2 + H2O → BaO + 2 HF

Usi

È utilizzato nella metallurgia dell’alluminio come additivo nel processo di raffinazione, come fondente e opacizzante di smalti, nelle polveri di saldatura. Per la sua peculiarità di essere trasparente a lunghezze d’onda tra 150 nm a 11.5 μm è utilizzato per ottenere componenti ottici delle lenti.

A causa del suo basso indice di rifrazione il fluoruro di bario fornisce un’elevata trasmissione ed è usato per ottenere le celle portacampioni nella spettroscopia UV e IR

Viene inoltre utilizzato quale scintillatore per rilevare raggi X, raggi gamma o altre particelle ad alta energia in quanto è in grado di emettere impulsi di luce, quando è attraversato da fotoni ad alta energia o da particelle cariche. È anche usato come assorbitore di neutroni nei reattori nucleari.

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