Baryum dans la bolognite

arium, élément 56 du tableau périodique.

L'hydroxyde de baryum, le chlorure de baryum, le sulfate de baryum… sont des réactifs très courants dans les manuels scolaires. En 1602, des alchimistes occidentaux ont découvert la pierre de Bologne (également appelée « pierre de soleil »), capable d'émettre de la lumière. Ce minerai est composé de petits cristaux luminescents, qui émettent continuellement de la lumière après avoir été exposés au soleil. Ces caractéristiques ont fasciné sorciers et alchimistes. En 1612, le scientifique Julio Cesare Lagara a publié l'ouvrage « De Phenomenis in Orbe Lunae », qui décrivait la luminescence de la pierre de Bologne comme provenant de son principal composant, la barytine (BaSO4). Cependant, en 2012, des rapports ont révélé que la véritable raison de la luminescence de la pierre de Bologne provenait du sulfure de baryum dopé aux ions cuivre monovalents et divalents. En 1774, le chimiste suédois Scheler a découvert l'oxyde de baryum et l'a appelé « Baryta » (terre lourde), mais le baryum métallique n'a jamais été obtenu. Ce n'est qu'en 1808 que le chimiste britannique David obtint par électrolyse un métal de faible pureté à partir de la barytine : le baryum. Son nom provient plus tard du mot grec barys (lourd) et du symbole élémentaire Ba. Le nom chinois « Ba » vient du dictionnaire Kangxi et signifie « minerai de cuivre et de fer non fondu ».

Baryum métalliqueIl est très actif et réagit facilement avec l'air et l'eau. Il peut être utilisé pour éliminer les traces de gaz dans les tubes à vide et les tubes cathodiques, ainsi que pour fabriquer des alliages, des feux d'artifice et des réacteurs nucléaires. En 1938, des scientifiques ont découvert le baryum en étudiant les produits résultant du bombardement de l'uranium par des neutrons lents, et ont émis l'hypothèse que le baryum était l'un des produits de la fission nucléaire de l'uranium. Malgré de nombreuses découvertes sur le baryum métallique, l'utilisation de composés du baryum reste plus fréquente.

Le premier composé utilisé était la barytine, ou sulfate de baryum. On le retrouve dans de nombreux matériaux, tels que les pigments blancs du papier photo, la peinture, les plastiques, les revêtements automobiles, le béton, le ciment résistant aux radiations, les traitements médicaux, etc. Dans le domaine médical notamment, le sulfate de baryum est le « repas baryté » que nous consommons lors des gastroscopies. La farine de baryum est une poudre blanche inodore et sans goût, insoluble dans l'eau et l'huile. Elle n'est pas absorbée par la muqueuse gastro-intestinale et n'est pas affectée par l'acide gastrique ni par les autres fluides corporels. Grâce à son coefficient atomique élevé, le baryum peut générer un effet photoélectrique avec les rayons X, émettre des rayons X caractéristiques et former un voile sur le film après passage à travers les tissus humains. Elle peut être utilisée pour améliorer le contraste d'affichage, permettant ainsi aux organes ou tissus, avec ou sans agent de contraste, d'afficher différents contrastes noir et blanc sur le film, ce qui permet d'obtenir un effet d'inspection et de mettre en évidence les modifications pathologiques des organes humains. Le baryum n'est pas un élément essentiel pour l'homme, et le sulfate de baryum insoluble utilisé dans la farine de baryum n'a donc pas d'impact significatif sur le corps humain.

Mais un autre minéral de baryum courant, le carbonate de baryum, est différent. Son nom seul suffit à en déduire ses effets nocifs. La principale différence avec le sulfate de baryum réside dans sa solubilité dans l'eau et l'acide, ce qui augmente la production d'ions baryum et entraîne une hypokaliémie. L'intoxication aiguë au sel de baryum est relativement rare, souvent causée par l'ingestion accidentelle de sels de baryum solubles. Les symptômes sont similaires à ceux d'une gastro-entérite aiguë ; il est donc recommandé de se rendre à l'hôpital pour un lavage gastrique ou de prendre du sulfate ou du thiosulfate de sodium pour une détoxification. Certaines plantes ont la fonction d'absorber et d'accumuler le baryum, comme les algues vertes, qui ont besoin de baryum pour bien pousser ; les noix du Brésil contiennent également 1 % de baryum ; il est donc important de les consommer avec modération. Malgré cela, la withérite joue un rôle important dans la production chimique. Elle entre dans la composition des glaçures. Associée à d'autres oxydes, elle peut également présenter une couleur unique, utilisée comme adjuvant dans les revêtements céramiques et les verres optiques.

L'expérience de réaction endothermique chimique est généralement réalisée avec de l'hydroxyde de baryum : après mélange de l'hydroxyde de baryum solide avec du sel d'ammonium, une forte réaction endothermique peut se produire. Si l'on dépose quelques gouttes d'eau au fond du récipient, on peut voir la glace formée par l'eau, et même les morceaux de verre peuvent geler et adhérer au fond. L'hydroxyde de baryum possède une forte alcalinité et est utilisé comme catalyseur pour la synthèse de résines phénoliques. Il peut séparer et précipiter les ions sulfate et produire des sels de baryum. En termes d'analyse, la détermination de la teneur en dioxyde de carbone de l'air et l'analyse quantitative de la chlorophylle nécessitent l'utilisation d'hydroxyde de baryum. Pour la production de sels de baryum, une application très intéressante a été inventée : la restauration de peintures murales après une inondation à Florence en 1966 a été réalisée en le faisant réagir avec du gypse (sulfate de calcium) pour produire du sulfate de baryum.

D'autres composés contenant du baryum présentent également des propriétés remarquables, telles que les propriétés photoréfractives du titanate de baryum ; la supraconductivité à haute température de YBa2Cu3O7, ainsi que la couleur verte indispensable des sels de baryum dans les feux d'artifice, sont toutes devenues des points forts des éléments du baryum.