16.3. Соединения бария

Барий рассеян в горных породах в виде немногочисленных минералов, из которых промышленное значение имеют барит (тяжелый шпат) BaSO₄ и витерит BaCO₃.

В медицинской практике применяют высокодисперсный бария сульфат для рентгеноскопии.

Для его получения минералы вначале превращают в растворимую соль — хлорид бария, а затем из ее растворов осаждают сульфат бария. Исходным продуктом получения хлорида бария может служить минерал барит. Его предварительно прокаливают с углем и обрабатывают хлороводородной кислотой:

BaSO₄ + 4C  BaS + 4CO

BaS + 2HCl  BaCl₂ + H₂S

Хлорид бария можно получить и из витерита:

BaCO₃ + 2HCl  BaCl₂ + H₂O + CO₂

Затем на полученный раствор действуют раствором сульфата натрия или магния:

BaCl₂ + Na₂SO₄  BaSO₄ + 2NaCl

Для достижения высокой степени дисперсности необходимо брать разбавленные подогретые растворы исходных веществ и медленно вливать раствор хлорида бария в раствор сульфата. Повышения дисперсности достигают также добавлением защитных коллоидов (отвар льняного семени и др.). Процесс необходимо вести в нейтральной среде, так как при высоком значении pH образование осадка резко замедляется. Полученный осадок бария сульфата тщательно промывают водой до полного удаления исходных продуктов — хлорида бария и сульфат-ионов.

Бария сульфат представляет собой белый порошок (табл. 16.3). Практически не растворяется ни в одном из общеупотребительных растворителей (воде, разведенных кислотах и щелочах, органических растворителях). Растворим в концентрированной серной кислоте, концентрированных растворах щелочей, растворах карбонатов щелочных металлов.

16.3. Свойства бария сульфата

Лекарственное вещество	Химическая формула	Описание
Barium Sulfate (Barii sulfas pro roentgeno) — бария сульфат для рентгеноскопии	BaSO4	Белый, тонкий рыхлый порошок без запаха и вкуса

Для испытания подлинности бария сульфат превращают в карбонат кипячением в растворе карбоната натрия:

BaSO₄ + Na₂CO₃  BaCO₃ + Na₂SO₄

Осадок отфильтровывают, промывают водой и фильтрат испытывают на наличие сульфат-ионов (используя реактив — раствор хлорида бария):

Na₂SO₄ + BaCl₂  BaSO₄ + 2NaCl

Осадок, полученный после кипячения бария сульфата с раствором карбоната натрия (содержащий карбонат бария), обрабатывают хлороводородной кислотой:

BaCO₃ + 2HCl  BaCl₂ + CO₂ + H₂O

Затем фильтруют, чтобы отделить избыток непрореагировавшего бария сульфата и устанавливают наличие ионов бария, осаждая их разведенной серной кислотой:

BaCl₂ + H₂SO₄  BaSO₄ + 2HCl

Таким образом, обнаружение ионов бария и сульфат-ионов основано на образовании осадка сульфата бария.

Дихромат калия в ацетатном буферном растворе образует с ионами бария жёлтый кристаллический осадок:

2BaCl₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂O + 2CH₃COONa  2BaCrO₄ + 2KCl + 2CH₃COOH + 2NaCl

Соли бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет.

При испытании на чистоту особое внимание уделяют обнаружению солей бария, растворимых в воде (хлориды) или в кислотах (сульфиды, карбонаты). Растворимые соли бария всасываясь могут вызвать очень тяжелое отравление организма. Бария сульфат подвергают контролю на содержание допустимых количеств примесей кислот или щелочей, ионов железа, мышьяка и тяжёлых металлов, хлоридов, сульфатов, фосфатов, сульфитов, других восстанавливающих веществ, а также на микробиологическую чистоту.

Бария сульфат для рентгеноскопии подвергают испытанию на степень дисперсности. Оно основано на проверке в течение 15 мин скорости оседания взвеси, состоящей из 5 г бария сульфата и 50 мл воды в мерном цилиндре определенного объема.

Бария сульфат по МФ подвергают также испытанию на окисляемые соединения серы (по выделению иода из иодата калия), на вещества, растворимые при кипячении в уксусной кислоте. Устанавливают потери в массе после прокаливания до 600 C (не более 20 мг/г).

Количественное определение бария сульфата для рентгеноскопии ФС рекомендует выполнять гравиметрическим методом. Навеску (около 2,0 г) кипятят 15 мин с 15 мл хлороводородной кислоты, разбавляя водой до 100 мл. Затем фильтруют до отрицательной реакции на хлориды. Осадок озоляют, прокаливают (800-850 C), охлаждают и взвешивают. Бария сульфата должно быть 97,5-100,5%. Количественное содержание можно также установить методом ионообменной хроматографии. Нагревают в течение 12 ч при 70–80C с ионообменной смолой (в H-форме). Ион бария адсорбируется, а эквивалентное количество выделившейся серной кислоты оттитровывают гидроксидом натрия.

В аптеки бария сульфат для рентгеноскопии обычно поступает в заводской двойной упаковке (по 100 г). Внутренняя упаковка должна быть из пергаментной бумаги. На наружную упаковку наносят данные о заводе-изготовителе, дате выпуска и результатах контроля. Пакеты нельзя хранить рядом с карбонатами во избежание образования даже следов примеси карбоната бария.

Высокие требования к чистоте лекарственного препарата вызваны тем, что его принимают внутрь. Бария сульфат для рентгеноскопии назначают при рентгенологическом исследовании желудка и кишечника (до 100 г) в виде водной суспензии, которую готовят перед применением.