Соли металлов BaI2 — йодид бария: технические характеристики и применение
Йодид бария (BaI) — неорганическая соль бария и йодоводородной кислоты, бесцветное кристаллическое вещество с высокой растворимостью в воде и полярных растворителях. В промышленном каталоге соли металлов BaI представлены в виде безводной соли и кристаллогидратов BaI2HO. Молярная масса безводной формы — 391,14 г/моль, гидрата — 427,17 г/моль. Температура плавления безводного йодида бария — 711 C, плотность — 5,15 г/см. Вещество гигроскопично, при контакте с воздухом постепенно гидролизуется с выделением свободного йода, что требует герметичной упаковки и хранения в атмосфере инертного газа или в вакуумных эксикаторах.
Физико-химические параметры
Йодид бария относится к классу галогенидов щёлочноземельных металлов с кубической кристаллической решёткой типа PbCl. Растворимость в воде при 20 C — около 166 г на 100 мл, что существенно выше, чем у сульфата или карбоната бария. Водные растворы имеют нейтральную или слабокислую реакцию (pH 6,5–7,0). Соль хорошо растворима в этаноле, ацетоне и жидком аммиаке. При нагревании выше 800 C в окислительной среде разлагается с образованием оксида бария и паров йода.
| Параметр | Безводный BaI | Дигидрат BaI2HO | Единица измерения | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Молярная масса | 391,14 | 427,17 | г/моль | расчёт по формуле |
| Плотность | 5,15 | 4,90 | г/см | пикнометрия |
| Температура плавления | 711 | разлагается | C | ДСК |
| Растворимость в воде (20 C) | 166 | 180 | г/100 мл | гравиметрия |
| Содержание основного вещества | 99,0 | 98,5 | % | комплексонометрия |
Марки и формы поставки
В промышленном обороте соли металлов BaI поставляются в нескольких квалификациях, различающихся по чистоте и содержанию примесей тяжёлых металлов:
- BaI технический — содержание основного вещества 95–97 %, применяется в неорганическом синтезе и как компонент плотных буровых растворов.
- BaI ч.д.а. (чистый для анализа) — 99,0–99,5 %, используется в аналитической химии и лабораторных регламентных работах.
- BaI ос.ч. (особо чистый) — 99,9 % и выше, для синтеза сцинтилляционных кристаллов и оптических сред.
- BaI2HO кристаллический — гидратная форма для приготовления стандартных растворов и электролитов.
- BaI безводный гранулированный — для высокотемпературных процессов и реакций в расплавах.
Техническое применение
Основные области использования йодида бария определяются его высокой растворимостью, способностью формировать плотные ионы бария в растворе и оптическими свойствами кристаллов. В нефтегазовой отрасли BaI вводят в состав утяжелённых буровых растворов для увеличения плотности до 2,3–2,5 г/см при вскрытии продуктивных пластов с аномально высоким пластовым давлением. В отличие от сульфата бария, йодид не выпадает в осадок в присутствии сульфат-ионов пластовых вод, что снижает риск кольматации призабойной зоны.
В производстве сцинтилляционных детекторов йодид бария используется как прекурсор для выращивания кристаллов BaI по методу Бриджмена или Чохральского. Такие кристаллы обладают световыходом до 40 000 фотонов/МэВ и применяются в гамма-спектрометрии, дозиметрии и системах радиационного контроля на АЭС и в ядерной медицине. Оптическая прозрачность в диапазоне 300–600 нм позволяет использовать их в составе фотоэлектронных умножителей и кремниевых фотодетекторов.
В химической промышленности BaI служит катализатором и реагентом в реакциях йодирования органических соединений, а также исходным сырьём для получения других солей бария — карбоната, хромата, фторида. В гальванотехнике растворы на его основе применяются для электроосаждения барийсодержащих покрытий и как добавка в электролиты никелирования для повышения блеска и микротвёрдости осадков.
Условия хранения и транспортировки
Йодид бария хранят в герметичной таре из полиэтилена или стекла с притёртой пробкой, в сухих вентилируемых помещениях при температуре не выше 25 C и относительной влажности не более 60 %. Вещество относится к умеренно опасным соединениям бария (ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,5 мг/м в пересчёте на Ba). При работе применяют респираторы типа «Лепесток» и защитные очки, поскольку пыль BaI раздражает слизистые оболочки. Транспортировка осуществляется всеми видами транспорта в крытых вагонах и контейнерах с соблюдением правил перевозки неорганических солей.
Вопросы и ответы
Чем отличается безводный йодид бария от дигидрата?
Безводная форма BaI содержит 0 % кристаллизационной воды и имеет температуру плавления 711 C, тогда как дигидрат BaI2HO при нагреве выше 100 C теряет воду и разлагается. Для высокотемпературных расплавов и синтеза кристаллов применяют только безводную соль.
Растворяется ли йодид бария в органических растворителях?
BaI растворим в этаноле, метаноле, ацетоне и жидком аммиаке. Растворимость в этаноле при 25 C составляет около 50 г/100 мл, что позволяет готовить неводные электролиты и реакционные среды для органического синтеза.
Какие примеси нормируются в йодиде бария марки ос.ч.?
В особо чистой квалификации ограничивают содержание железа (не более 0,001 %), стронция (0,05 %), кальция (0,02 %), сульфатов (0,005 %) и тяжёлых металлов (0,0005 %). Контроль ведут методами атомно-абсорбционной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.
Применяется ли BaI в буровых растворах наравне с BaSO?
Йодид бария используют для получения растворов плотностью до 2,5 г/см, тогда как сульфат бария ограничен плотностью около 2,2 г/см. Однако из-за высокой стоимости BaI применяют преимущественно в специальных операциях, где требуется совместимость с сульфатными пластовыми водами.
