في الكيمياء تعد مادة كبريتيد الباريوم الكيميائية عبارة عن مصدر لعنصر الباريوم يمتلك ذائبية متوسطة في الماء والحمض من أجل الاستخدامات المتوافقة مع الكبريتات، علما أن مركبات الكبريتات بشكل عام، هي عبارة عن أملاح أو إسترات حمض الكبريتيك تتكون عن طريق عملية تتم فيها عملية استبدال أحد الهيدروجين أو كليهما بمعدن ما، وكبريتيد الباريوم هو عبارة عن ملح كبريتيد وملح باريوم.
مركبات كبريتات المعدن
إن معظم مركبات كبريتات المعدن تكون قابلة للذوبان في الماء بسهولة نوعا ما من أجل الاستخدامات مثل عملية معالجة المياه، وعلى عكس الفلوريدات والأكاسيد والتي تميل إلى أن تكون غير قابلة للذوبان، إن الأشكال الفلزية العضوية تكون قابلة للذوبان في المحاليل العضوية وأحيانًا في كل من المحاليل المائية والعضوية.
من الممكن أيضًا أن يتم تشتيت الأيونات المعدنية باستخدام الجسيمات النانوية المعلقة أو المطلية وترسبها باستخدام أهداف الرش ومواد التبخر من أجل استخدامات مثل مواد الطاقة الشمسية وخلايا الوقود، علما أنه يتوفر مركب كبريتيد الباريوم بشكل عام على الفور في معظم الأحجام، ويمكن النظر في أشكال عالية النقاء وشبه ميكرون ومتناهية الصغر أيضا.
كبريتيد الباريوم
كبريتيد الباريوم هو عبارة عن أحد المركبات غير العضوية، وهو مركب الباريوم المنتج على نطاق واسع، والذي هو يعد عبارة عن مقدمة مهمة من أجل مركبات الباريوم الأخرى بما في ذلك (BaCO3) والصباغ الليثوبون (ZnS / BaSO4)، ومثل الكالكوجينيدات الأخرى للمعادن الأرضية القلوية، إن مركب كبريتيد الباريوم هو عبارة عن باعث قصير الطول الموجي للشاشات الإلكترونية، كما أنه عديم اللون وعلى الرغم من أنه مثل العديد من الكبريتيدات إلا أنه يتم الحصول عليه بشكل شائع في أشكال ملونة غير نقية.
يحتوي مركب كبريتيد الباريوم على الصيغة الكيميائية التالية (BaS) ويمتلك الوزن الجزيئي التالي 169.3942 جم لكل مول، حيث أنه من الممكن أن يتم تحضيره من خلال التفاعل المباشر للعناصر المكلس في جو خامل بنسبة جزيئية 1: 1.05 كما في المعادلة الكيميائية التالية:
إن رقم التسجيل لمركب كبريتيد الباريوم (CAS) هو الرقم التالي (21109-95-5) علما أنه إذا كان عنصر الكبريت زائدًا، فإن الباريوم يشكل أيضًا العديد من الكبريتيدات الأخرى، ومن بين هؤلاء المركبات التالية:
- هيدرو كبريتيد الباريوم، Ba(SH)2) ( [CAS = 25417-81-6])).
- ثاني كبريتيد الباريوم، BaS2) [CAS = 12230-99-8]).
- ثنائي كبريتيد، Ba2S3) [CAS = 53111-28-7]).
- ثلاثي كبريتيد الباريوم، BaS3) [CAS = 12231-01-5]).
- خماسي كبريتيد الباريوم، BaS5) [CAS = 12448-68-9]).
أما إذا حدث الترسيب في محلول مائي، فسيكون المنتج: أحادي الهيدرات رباعي كبريتيد الباريوم، BaS4 · H2O) [CAS = 12248-67-8])، إن مركب كبريتيد الباريوم عبارة عن مادة صلبة بلورية تكون عديمة اللون بكثافة 4.25 جم لكل سم مكعب، علما أن معامل انكساره يساوي 2.155 ويذوب عند درجة الحرارة مقدارها 1200 درجة مئوية، وهو قابل للذوبان في الماء (يتحلل) ولكنه غير قابل للذوبان في الكحول.
يتم تحضير مركب كبريتيد الباريوم تجاريًا عن طريق عملية تسخين الباريت (BaO) بالفحم أو كوك البترول في فرن دوار عند 1000 درجة مئوية إلى 1250 درجة مئوية في جو خالٍ من الأكسجين، علما أن المنتج الرماد الأسود هو عبارة عن مسحوق رمادي أو أسود يحتوي على شوائب كربونية وباريت غير متفاعل.
يتم فصل مركب كبريتيد الباريوم عن الشوائب عن طريق عملية الاستخلاص بالماء الساخن والترشيح، حيث يتم الحصول عليها كمحلول مائي بقوة 15-30٪، علما أن المنتج التجاري هو 80٪ إلى 90٪ من كبريتيد الباريوم، ومن الممكن أيضًا أن يتم صنع مركب كبريتيد الباريوم عن طريق تقليل درجة الحرارة المرتفعة لكبريتات الباريوم بالميثان.
يذوب مركب كبريتيد الباريوم في الماء، وينفصل إلى حوالي 10٪ ، مكونًا ما يلي عبر المعادلة التالية:
2BaS + 2H2O ⇒ Ba (SH) 2 + Ba (OH) 2
إن المحلول قلوي للغاية، وعندما يتم تبريد المحلول المائي، تظهر بلورات هيدروكسيد الباريوم أولاً، كما ويتأكسد المحلول المائي لكبريتيد الباريوم ببطء في الهواء مكونًا كبريتًا عنصريًا وأنيونات مختلفة من الكبريت، بما في ذلك الكبريتيت والثيوسلفات والبولي سلفيد والكبريتات، كما ويُعزى اللون الأصفر لمحلول كبريتيد الباريوم إلى وجود عنصر الكبريت المذاب الناتج عن الأكسدة البطيئة في الهواء، وفي وجود عامل مؤكسد، تتشكل كبريتات الباريوم.
قد تحدث أكسدة شديدة الانفجار عندما يتم تسخين كبريتيد الباريوم مع مؤكسدات قوية مثل خامس أكسيد الفوسفور أو كلورات البوتاسيوم، حيث يخضع كبريتيد الباريوم لتفاعلات تحلل مزدوجة مع حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك، مما يعطي كلوريد الباريوم ونترات الباريوم، وعلى التوالي عندما يتبخر المحلول، التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون ينتج كربونات الباريوم وكبريتيد الهيدروجين:
BaS + CO2 + H2O ⇒ BaCO3 + H2S
يتوفر كبريتيد الباريوم تجاريًا بكميات كبيرة من العديد من الشركات المصنعة.
