BaSO4（硫酸バリウム）は水に溶けますか？

硫酸バリウム (BaSO ₄ ) は水に不溶であると考えられており、溶解度が非常に限られています。これは溶解度積定数 (K _sp ) が低く、少量の BaSO ₄のみが水に溶解して飽和溶液を形成することを示しています。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

硫酸バリウム (BaSO4) はなぜ水に溶けないのですか?

硫酸バリウム (BaSO ₄ ) は、その強いイオン結合とその結晶構造の性質により水に不溶です。

これを理解するために、次のように分解してみましょう。

BaSO ₄は、バリウムイオン (Ba) ²⁺と硫酸イオン (SO ₄ ) ^2-の 2 つのイオンで構成されます。結晶格子では、イオンは逆に帯電したイオン間の静電気引力によって保持されます。

硫酸イオンは水分子と強いイオン双極子相互作用を形成するため、水に非常によく溶けます。硫酸イオンの酸素原子は水分子と水素結合を形成する可能性があり、多くの硫酸塩が溶解します。

ただし、バリウムイオンは硫酸イオンよりもかなり大きく、電荷密度が高くなります。バリウムイオンはそのサイズと電荷により、硫酸イオンに強い引力を及ぼし、硫酸バリウム結晶格子が形成されます。

硫酸バリウムのイオン結合は非常に強いため、イオンと水分子の間のイオン双極子相互作用の強さを超えています。その結果、硫酸バリウムの結晶格子は水に入れてもそのまま残り、化合物はあまり溶解しません。

要約すると、硫酸バリウムが水に溶けないのは主に、バリウムと硫酸イオンの間の強いイオン結合が原因で、化合物が水に解離して溶解することが妨げられます。

硫酸バリウム (BaSO4) は一般に、エタノールなどの有機溶媒を含むほとんどの一般的な溶媒に不溶であると考えられています。バリウムと硫酸イオン間の強いイオン結合により、化合物がこれらの溶媒に溶解することが困難になります。

ただし、硫酸バリウムが特定の条件下で特定の溶媒に対して限られた溶解度を示す場合がある例外がいくつかあります。

例えば：

強酸:硫酸バリウムは、塩酸 (HCl) や硫酸 (H ₂ SO ₄ ) などの強鉱酸にある程度溶解します。酸は硫酸イオンと反応して、可溶性塩化バリウム (BaCl ₂ ) または硫酸水素バリウム (Ba(HSO ₄ ) ₂ ) を形成します。
高温濃縮溶液:硫酸バリウムの溶解度は、一部のアルカリ金属硫酸塩または硫酸アンモニウムの高温濃縮溶液ではわずかに増加する場合があります。これは、温度と濃度を上げると結晶の格子エネルギーに打ち勝ち、少量の化合物が溶解できるようになるためです。

このような例外的な場合でも、硫酸バリウムの溶解度は他の多くの化合物に比べて比較的低いままであることに注意してください。

一般に、硫酸バリウムは依然としてほとんどの溶媒に対して非常に不溶性であると考えられており、まさにその不溶性と体内での不活性のため、医療画像処理で造影剤として一般的に使用されています。