Occorrenza, proprietà e usi

Il bario, che è leggermente più duro del piombo, ha una lucentezza bianca argentea quando appena tagliato. Si ossida facilmente quando esposto all’aria e deve essere protetto dall’ossigeno durante lo stoccaggio. In natura si trova sempre combinato con altri elementi. Il chimico svedese Carl Wilhelm Scheele scoprì (1774) una nuova base (baryta, o ossido di bario, BaO) come costituente minore nella pirolusite, e da quella base preparò alcuni cristalli di solfato di bario, che inviò a Johan Gottlieb Gahn, lo scopritore del manganese. Un mese dopo Gahn ha scoperto che la barite minerale è anche composta da solfato di bario, BaSO4. Una particolare forma cristallina di barite trovato vicino a Bologna, Italia, nei primi anni del 17 ° secolo, dopo essere stato riscaldato fortemente con carbone, brillò per un tempo dopo l’esposizione alla luce intensa. La fosforescenza delle “pietre di Bologna” era così insolita che attirò l’attenzione di molti scienziati dell’epoca, incluso Galileo. Solo dopo che la batteria elettrica divenne disponibile Sir Humphry Davy poté finalmente isolare (1808) l’elemento stesso per elettrolisi.

I minerali di bario sono densi (ad esempio, BaSO4, 4,5 grammi per centimetro cubo; BaO, 5,7 grammi per centimetro cubo), una proprietà che è stata la fonte di molti dei loro nomi e del nome dell’elemento stesso (dal greco barys, “pesante”). Ironia della sorte, il bario metallico è relativamente leggero, solo il 30% più denso dell’alluminio. La sua abbondanza cosmica è stimata in 3,7 atomi (su una scala in cui l’abbondanza di silicio = 106 atomi). Il bario costituisce circa lo 0,03% della crosta terrestre, principalmente come i minerali barite (chiamati anche bariti o spar pesante) e witherite. Tra i sei e gli otto milioni di tonnellate di barite vengono estratte ogni anno, più della metà in Cina. Quantità minori vengono estratte in India, negli Stati Uniti e in Marocco. La produzione commerciale di bario dipende dall’elettrolisi del cloruro di bario fuso, ma il metodo più efficace è la riduzione dell’ossido riscaldando con alluminio o silicio in un alto vuoto. Una miscela di monossido di bario e perossido può anche essere utilizzata nella riduzione. Solo poche tonnellate di bario vengono prodotte ogni anno.

Il metallo viene utilizzato come getter nei tubi elettronici per perfezionare il vuoto combinandosi con tracce finali di gas, come disossidante nella raffinazione del rame e come costituente in alcune leghe. La lega con nichel emette prontamente elettroni quando viene riscaldata e viene utilizzata per questo motivo nei tubi elettronici e negli elettrodi delle candele. Il rilevamento del bario (numero atomico 56) dopo che l’uranio (numero atomico 92) era stato bombardato dai neutroni fu l’indizio che portò al riconoscimento della fissione nucleare nel 1939.

Il bario naturale è una miscela di sei isotopi stabili: bario-138 (71,7%), bario-137 (11,2%), bario-136 (7,8%), bario-135 (6.6 per cento), bario-134 (2,4 per cento), e bario-132 (0,10 per cento). Anche il bario – 130 (0,11%) è naturale, ma subisce il decadimento per doppia cattura elettronica con un’emivita estremamente lunga (più di 4 × 1021 anni). Più di 30 isotopi radioattivi di bario sono noti, con numeri di massa che vanno da 114 a 153. L’isotopo con l’emivita più lunga (bario-133, 10,5 anni) viene utilizzato come fonte di riferimento per i raggi gamma.