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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Baryum

Le baryum est un métal alcalino-terreux mou argenté. Il réagit avec l’air et l’eau.
Il se trouve dans la nature sous forme de baryte BaSO4, de benstonite (Ba,Sr)6(Ca,Mg,Mn)7(CO3)13, de norséthite BaMg(CO3)2, de sanbornite BaSi2O5 et de withérite BaCO3. On ne trouve pas le baryum sous la forme d’élément natif en raison de sa très grande réactivité avec l’oxygène.

Baryum pur sous atmosphère protectrice d’argon - Crédit photo : Wikipédia, Matthias Zepper - Domaine public

Étymologie  : Le mot « baryum  » est lié à la « baryte  » qui vient du grec « barys  » signifiant lourd. Elle reçut ce nom à cause de son poids très élevé. Sa densité élevée est proche de celle de certains minerais de fer ou de plomb, tels l’hématite ou la galène. Le suffixe « ium  » est utilisé pour désigner les métaux.

Origine  : Le baryum est un élément produit par capture de neutrons dans les noyaux d’éléments du pic du fer. Les neutrons peuvent provenir de la réaction nucléaire qui transforme le néon en magnésium, ou celui qui transforme le carbone 13 en oxygène 16. Ces processus de capture de neutrons peuvent être rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutrons, où les neutrons rapides sont capturés et grossissent les noyaux des éléments du pic du fer. La réaction nucléaire peut aussi être une capture lente de neutrons, par exemple dans les étoiles de masse intermédiaire en fin de vie (branche asymptotique des géantes).
Le baryum est produit à environ 30% par des processus de capture rapide, et 70% par des processus lents.

Historique  : C’est en 1774 que Carl Wilhelm Scheele découvre l’oxyde de baryum dans des minerais de dioxyde de manganèse. Mais il faut attendre 1808 pour que Sir Humphry Davy l’isole et 1901 pour qu’il soit purifié par Guntz.

Le baryum dans la vie courante  :
Le baryum possède, sous sa forme de sels, diverses applications :

  • Grâce à sa capacité à colorer les flammes en vert pomme, le chlorure de baryum et le nitrate de baryum sont utilisés en pyrotechnie.
Les feux d’artifice utilisent généralement des sels de baryum pour créer des étincelles vertes - Crédit photo : Wikipédia, Bouncey2k - Domaine public
  • Le sulfate de baryum est utilisé, à 75%, dans les boues de forage pour l’exploitation du pétrole, en raison de sa grande densité. Son rôle est de lubrifier le trépan (tête de forage) et de le refroidir, tout en facilitant la remontée des déblais de forage.
  • Du fait de sa couleur blanche, le sulfate de baryum est fréquemment utilisé comme pigment banc dans les peintures ou dans la fabrication du papier.
  • Le sulfate de baryum est également utilisé pour les radiographies de l’appareil digestif : même en contact avec les sucs digestifs de l’estomac (acides car composés d’acide chlorhydrique) il reste insoluble.

Le baryum à l’Institut UTINAM  : Le baryum est un élément important en astrophysique. C’est un élément observé dans les étoiles vieilles de la Galaxie. Dans l’équipe PhAs d’UTINAM nous étudions les compositions chimiques des étoiles grâce au spectrographe de la collaboration Sloan (SDSS) qui effectue le grand relevé APOGEE, et par ailleurs nous participons au grand relevé Gaia-ESO, à l’observatoire européen austral. Cela permet de déterminer les abondances en baryum, entre autres élements. Les abondances des différents isotopes du baryum et le rapport d’abondance avec le magnésium servent en particulier à dater la durée de la formation du disque épais et du halo de la Voie Lactée (voir Mashonkina et al, 2003 par exemple).