बेरियम सल्फेट (Barium sulfate)

बेरियम सल्फेट (या सल्फेट) रासायनिक सूत्र SO4के साथ अकार्बनिक यौगिक है | यह एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस है जो गंधहीन और पानी  में घुलनशील है। यह खनिज बेराइट के रूप में होता है, जो बेरियम और इससे तैयार सामग्री का मुख्य व्यावसायिक स्रोत है। इसके मुख्य अनुप्रयोगों में सफेद अपारदर्शी उपस्थिति और इसकी उच्च घनत्व का शोषण किया जाता है।

खोदने वाला द्रव पदार्थ
दुनिया के बेरियम सल्फेट उत्पादन का लगभग 80%, ज्यादातर शुद्ध खनिज, तेल अच्छी तरह से ड्रिलिंग तरल पदार्थ के एक घटक के रूप में खपत होता है। यह द्रव के घनत्व को बढ़ाता है, कुएं में हाइड्रोस्टेटिक दबाव बढ़ाना और फूटने की संभावना को कम करना।

रेडियोकंट्रास्ट एजेंट
बेरियम सल्फेट निलंबन अक्सर  एक्स-रे   चिकित्सीय इमेजिंग  और अन्य नैदानिक ​​प्रक्रियाओं के लिए  रेडियोकंट्रास्ट  एजेंट के रूप में चिकित्सकीय रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग अक्सर  जठरांत्र पथ  की इमेजिंग में किया जाता है, जिसे बोलचाल की भाषा में  बेरियम भोजन  के रूप में जाना जाता है। यह मौखिक रूप से, या  एनीमा  द्वारा, एक गाढ़े दूध जैसे घोल में महीन कणों के बेरियम सल्फेट निलंबन के रूप में दिया जाता है (अक्सर मीठा और स्वादिष्ट बनाने वाले एजेंटों के साथ)। हालांकि बेरियम एक भारी धातु है, और इसके पानी में घुलनशील यौगिक अक्सर अत्यधिक जहरीले होते हैं, बेरियम सल्फेट की कम घुलनशीलता रोगी को धातु की हानिकारक मात्रा को अवशोषित करने से बचाती है।  थोरोट्रास्ट  के विपरीत, बेरियम सल्फेट भी शरीर से आसानी से हटा दिया जाता है, जिसे उसने बदल दिया। बेरियम की अपेक्षाकृत उच्च परमाणु संख्या (Z = 56) के कारण, इसके यौगिक हल्के नाभिकों से प्राप्त यौगिकों की तुलना में एक्स-रे को अधिक मजबूती से अवशोषित करते हैं।

वर्णक
अधिकांश सिंथेटिक बेरियम सल्फेट का उपयोग पेंट के लिए सफेद वर्णक के एक घटक के रूप में किया जाता है। ऑइल पेंट में बेरियम सल्फेट लगभग पारदर्शी होता है, और एक भराव के रूप में या स्थिरता को संशोधित करने के लिए उपयोग किया जाता है। कलाकारों के तेल पेंट का एक प्रमुख निर्माता "स्थायी सफेद रंग" बेचता है जिसमें टाइटेनियम सफेद वर्णक (TiO2) का मिश्रण होता है। बेरियम सल्फेट और जिंक सल्फाइड  (ZnS) का संयोजन  लिथोपोन  नामक अकार्बनिक वर्णक है। फोटोग्राफी में इसका उपयोग कुछ फोटोग्राफिक पेपर के लिए कोटिंग के रूप में किया जाता है। यह समान रूप से प्रकाश को फैलाने के लिए एक कोटिंग के रूप में भी प्रयोग किया जाता है।

हीट-रिफ्लेक्टिंग पेंट
बेरियम सल्फेट दृश्यमान और पराबैंगनी प्रकाश दोनों के अत्यधिक परावर्तक है। शोधकर्ताओं ने इसे पेंट में एक घटक के रूप में इस्तेमाल किया जो सभी सौर विकिरण  के 98.1% को दर्शाता है, इस प्रकार ठंडा सतहों पर इसे लागू किया गया है। यह व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सफेद पेंट के विपरीत है जो केवल 80 - 90% सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित कर सकता है। हेक्सागोनल नैनोप्लेटलेट  बोरॉन नाइट्राइड  का उपयोग करके, एक कोटिंग की मोटाई 1.5 मिमी तक कम कर दी गई थी।

पेपर ब्राइटनर
बेरियम सल्फेट की एक पतली परत जिसे बैराइटा कहा जाता है, छवि की परावर्तन शीलता को बढ़ाने के लिए सबसे पहले  फोटोग्राफिक पेपर  की आधार सतह पर पहली बार लेपित किया जाता है, इस तरह का पहला पेपर 1884 में  जर्मनी में पेश किया गया था। लाइट-सेंसिटिव  सिल्वर हैलाइड इमल्शन को फिर बैराइटा लेयर पर लेप किया जाता है। बेराइटा लेप इमल्शन के पेपर के रेशों में प्रवेश को सीमित करता है और इमल्शन को और भी अधिक बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक समान ब्लैक होते हैं। इसके बाद छवि की सुरक्षा और फिक्सिंग के लिए आगे की कोटिंग्स मौजूद हो सकती हैं। बेराइटा का उपयोग स्याही-जेट मुद्रण के लिए अभिप्रेत कागजों को रोशन करने के लिए भी किया गया है।

प्लास्टिक भराव
बेरियम सल्फेट को आमतौर पर प्लास्टिक के लिए भराव के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि कंपन वाले द्रव्यमान भिगोने वाले अनुप्रयोगों में बहुलक के घनत्व को बढ़ाया जा सके। पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीस्टाइनिन प्लास्टिक में, इसका उपयोग 70% तक के अनुपात में भराव के रूप में किया जाता है। इसका अम्ल और क्षार प्रतिरोध और अस्पष्टता बढ़ने का प्रभाव है। इस तरह के सम्मिश्रणों कंपोजिट को उनकी बढ़ी हुई रेडियो-अस्पष्टता के कारण एक्स-रे परिरक्षण सामग्री के रूप में भी उपयोग किया जाता है। कुछ विशेष अनुप्रयोगों के लिए, बेरियम सल्फेट के उच्च द्रव्यमान अंश (70-80%) वाले कंपोजिट को आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले स्टील शील्ड के लिए पसंद किया जा सकता है।

आला उपयोग
बेरियम सल्फेट का उपयोग मृदा परीक्षण में किया जाता है। मिट्टी के पीएच और मिट्टी के अन्य गुणों के लिए परीक्षण रंगीन संकेतकों का उपयोग करते हैं, और मिट्टी से छोटे कण (आमतौर पर मिट्टी) परीक्षण मिश्रण को बादल सकते हैं और संकेतक के रंग को देखना कठिन बना सकते हैं। मिश्रण में मिलाए गए बेरियम सल्फेट इन कणों के साथ बंध जाते हैं, जिससे वे भारी हो जाते हैं, जिससे वे नीचे की ओर गिर जाते हैं, जिससे एक स्पष्ट घोल निकल जाता है।

वर्णमिति में, प्रकाश स्रोतों को मापते समय बेरियम सल्फेट का उपयोग निकट-परिपूर्ण विसारक के रूप में किया जाता है।

धातु की ढलाई में, उपयोग किए जाने वाले सांचों को अक्सर बेरियम सल्फेट के साथ लेपित किया जाता है ताकि पिघली हुई धातु को सांचे से बंधने से रोका जा सके।

इसका उपयोग ब्रेक लाइनिंग,  अप्रतिध्वनिक  फोम,  पाउडर कोटिंग  और  रूट केनाल  फिलिंग में भी किया जाता है।

बेरियम सल्फेट चिली पुलिस द्वारा उपयोग किए जाने वाले "रबर" छर्रों में एक घटक है । यह सिलिका के साथ मिलकर पेलेट को 96.5 शोर डुओमीटर  कठोरता प्राप्त करने में मदद करता है।

उत्प्रेरक समर्थन
बेरियम सल्फेट का उपयोग उत्प्रेरक समर्थन के रूप में किया जाता है जब चुनिंदा हाइड्रोजनीकरण  कार्यात्मक समूह जो  रेडोक्स  के प्रति संवेदनशील होते हैं। कम सतह क्षेत्र के साथ, उत्प्रेरक के साथ सब्सट्रेट का संपर्क समय कम होता है और इस प्रकार चयनात्मकता प्राप्त होती है। बेरियम सल्फेट पर पैलेडियम का उपयोग  रोसेनमंड कमी  में उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है।

आतिशबाज़ी बनाने की विद्या
चूंकि बेरियम यौगिक उच्च तापमान पर गर्म होने पर एक विशेष हरी रोशनी का उत्सर्जन करते हैं, बेरियम लवण अक्सर हरे आतिशबाज़ी बनाने वाले सूत्रों में उपयोग किए जाते हैं, हालांकि नाइट्रेट  और  क्लोरट  लवण अधिक सामान्य होते हैं। बेरियम सल्फेट आमतौर पर स्ट्रोब पायरोटेक्निक रचनाओं के एक घटक के रूप में उपयोग किया जाता है।

तांबा उद्योग
चूंकि बेरियम सल्फेट में एक उच्च गलनांक  होता है और यह पानी में घुलनशील होता है, इसलिए इसका उपयोग कॉपर एनोड प्लेटों की ढलाई में रिलीज सामग्री के रूप में किया जाता है।  एनोड  प्लेटों को तांबे के सांचों में डाला जाता है, इसलिए ठोस तांबे के सांचे के साथ तरल तांबे के सीधे संपर्क से बचने के लिए, पानी में महीन बेरियम सल्फेट पाउडर का निलंबन मोल्ड की सतह पर एक कोटिंग के रूप में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, जब पिघला हुआ तांबा एनोड प्लेट के रूप में जम जाता है तो इसे आसानी से इसके सांचे से निकाला किया जा सकता है।

रेडियोमेट्रिक माप
सामग्री के उच्च परावर्तन और लैम्बर्टियन परावर्तन  के कारण एकीकृत क्षेत्रों के इंटीरियर को कोट करने के लिए बेरियम सल्फेट का उपयोग कभी-कभी (या फिर PTFE) किया जाता है।

उत्पादन
व्यावसायिक रूप से उपभोग किए जाने वाले लगभग सभी बेरियम बैराइट से प्राप्त होते हैं, जो अक्सर अत्यधिक अशुद्ध होता है। बैराइट को थर्मो-केमिकल सल्फेट रिडक्शन (TSR) द्वारा संसाधित किया जाता है, जिसे बेरियम सल्फाइड  देने के लिए कार्बोथर्मल रिडक्शन ( कोक (ईंधन)  के साथ गर्म) के रूप में भी जाना जाता है:
 * BaSO4 + 4 C → BaS + 4 CO

बेरियम सल्फेट के विपरीत, बेरियम सल्फाइड पानी में घुलनशील है और आसानी से ऑक्साइड, कार्बोनेट और हलाइड्स में परिवर्तित हो जाता है। अत्यधिक शुद्ध बेरियम सल्फेट का उत्पादन करने के लिए, सल्फाइड या क्लोराइड को सल्फ्यूरिक एसिड  या सल्फेट लवण के साथ उपचारित किया जाता है:
 * BaS + H2SO4 → BaSO4 + H2S

इस तरह से उत्पादित बेरियम सल्फेट को अक्सर ब्लैंक फिक्स कहा जाता है, जो स्थायी सफेद के लिए फ्रेंच है। ब्लैंक फिक्स, पेंट जैसे उपभोक्ता उत्पादों में पाए जाने वाले बेरियम का रूप है।

प्रयोगशाला में बेरियम आयनों और सल्फेट लवणों के विलयन को मिलाकर बनाया जाता है। चूंकि बेरियम सल्फेट अपनी अघुलनशीलता के कारण बेरियम का सबसे कम जहरीला नमक है, बेरियम लवण वाले कचरे को कभी-कभी सोडियम सल्फेट  के साथ बेरियम को स्थिर (डिटॉक्सिफाई) करने के लिए इलाज किया जाता है। बेरियम सल्फेट, सल्फेट के सबसे अघुलनशील लवणों में से एक है। इसकी कम घुलनशीलता का उपयोग  गुणात्मक अकार्बनिक विश्लेषण  में Ba2+ आयन के परीक्षण के रूप में किया जाता है आयन, साथ ही सल्फेट के लिए।

हाइड्रोथर्मल खनिज जमा के तहत बनने वाले प्राकृतिक  बेराइटे  जैसे अनुपचारित कच्चे माल में कई अशुद्धियाँ, ए.ओ.,  क्वार्ट्ज, या यहाँ तक कि अनाकार  सिलिका  भी हो सकती हैं।

इतिहास
बेरियम सल्फेट कार्बन द्वारा बेरियम सल्फाइड में अपचित हो जाता है। कई सदियों पहले इस रूपांतरण की आकस्मिक खोज ने पहले सिंथेटिक फॉस्फोर की खोज की। सल्फाइड, सल्फेट के विपरीत, पानी में घुलनशील है।

20 वीं शताब्दी के शुरुआती भाग के दौरान, जापानी उपनिवेश काल के दौरान, ताइवान के ताइपे शहर के पास बीटौ हॉट-स्प्रिंग्स क्षेत्र में होकुटोलाइट स्वाभाविक रूप से मौजूद था। होकुटोलाइट एक रेडियोधर्मी खनिज है जो ज्यादातर PbSO4 और BaSO4 से बना है, लेकिन यूरेनियम, थोरियम और रेडियम के निशान भी शामिल हैं। जापानियों ने इन तत्वों को औद्योगिक उपयोग के लिए काटा, और इस क्षेत्र में दर्जनों " रेडियोधर्मी नीमहकीम | चिकित्सीय हॉट-स्प्रिंग बाथ" भी विकसित किए।

सुरक्षा पहलू
हालांकि बेरियम के घुलनशील लवण मनुष्यों के लिए मध्यम रूप से जहरीले होते हैं, बेरियम सल्फेट इसकी अघुलनशीलता के कारण गैर-विषैले होते हैं। अनजाने बेरियम विषाक्तता का सबसे आम साधन घुलनशील बेरियम लवण के सेवन से उत्पन्न होता है, जिसे BaSO4 के रूप में गलत लेबल किया गया है। सेलोबार घटना (ब्राजील, 2003) में, अनुचित तरीके से तैयार किए गए रेडियोकॉन्ट्रास्ट एजेंट से नौ रोगियों की मृत्यु हो गई। व्यावसायिक जोखिम के संबंध में, व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन ने 15 मिलीग्राम / मी3 पर एक अनुमेय जोखिम सीमा  निर्धारित की है, जबकि  व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य के लिए राष्ट्रीय संस्थान  के लिए अनुशंसित एक्सपोजर सीमा 10 मिलीग्राम/मी 3 है। श्वसन संबंधी जोखिमों के लिए, दोनों एजेंसियों ने व्यावसायिक जोखिम की सीमा 5 मिलीग्राम/वर्ग मीटर निर्धारित की है. .

यह भी देखें

 * अकार्बनिक पिगमेंट की सूची
 * बेरीटे