Елемент 56: Барій

1、 Елементарний вступБарій,
Лужноземельний металевий елемент з хімічним символом Ba знаходиться в групі IIA шостого періоду періодичної таблиці. Це м’який лужноземельний метал зі сріблясто-білим блиском і найактивніший елемент серед лужноземельних металів. Назва елемента походить від грецького слова beta alpha ρύς (барис), що означає «важкий».

2、 Відкриття короткої історії
Сульфіди лужноземельних металів виявляють фосфоресценцію, тобто вони продовжують випромінювати світло протягом деякого часу в темряві після того, як потрапили на світло. Сполуки барію почали привертати увагу людей саме завдяки цій характеристиці. У 1602 році швець на ім'я Касіо Лауро в місті Болонья, Італія, обсмажив барит, який містив сульфат барію разом із легкозаймистими речовинами, і виявив, що він може випромінювати світло в темряві, що викликало інтерес вчених того часу. Пізніше цей вид каменю отримав назву полоніт і викликав інтерес європейських хіміків до аналітичних досліджень. У 1774 році шведський хімік К. В. Шеєле виявив, що оксид барію є відносно важким новим ґрунтом, який він назвав «Baryta» (важкий ґрунт). У 1774 році Шелер вважав, що цей камінь є поєднанням нового ґрунту (оксиду) і сірчаної кислоти. У 1776 році він нагрів селітру в цьому новому ґрунті, щоб отримати чистий ґрунт (оксид). У 1808 р. англійський хімік Х. Деві використав ртуть як катод і платину як анод для електролізу бариту (BaSO4) для отримання амальгами барію. Після дистиляції для видалення ртуті був отриманий метал низької чистоти, названий грецьким словом barys (важкий). Символ елемента встановлюється як Ba, який називаєтьсябарій.

3、 Фізичні властивості
Барійце сріблясто-білий метал з температурою плавлення 725 ° C, температурою кипіння 1846 ° C, щільністю 3,51 г / см3 і пластичністю. Основними рудами барію є барит і арсенопірит.

4、Барійце хімічний елемент з хімічними властивостями.
Хімічний символ Ba, атомний номер 56, належить до групи IIA періодичної системи та є членом лужноземельних металів. Барій має велику хімічну активність і є найактивнішим серед лужноземельних металів. З потенціалу та енергії іонізації можна побачити, що барій має сильну відновлюваність. Фактично, якщо врахувати лише втрату першого електрона, барій має найсильнішу відновлюваність у воді. Однак барію відносно важко втратити другий електрон. Тому, враховуючи всі фактори, відновлюваність барію значно зменшиться. Тим не менш, він також є одним із найбільш реакційноздатних металів у кислих розчинах, поступаючись лише літію, цезію, рубідію та калію.

5.Основні сполуки
1). Оксид барію повільно окислюється на повітрі з утворенням оксиду барію, який є безбарвним кубічним кристалом. Розчинний у кислоті, нерозчинний в ацетоні та аміачній воді. Реагує з водою з утворенням гідроксиду барію, який є токсичним. При горінні він випромінює зелене полум'я та генерує перекис барію.
2). Пероксид барію реагує з сірчаною кислотою з утворенням пероксиду водню. Ця реакція заснована на принципі отримання перекису водню в лабораторії.
3). Гідроксид барію реагує з водою, утворюючи гідроксид барію та газоподібний водень. Через низьку розчинність гідроксиду барію та його високу енергію сублімації реакція не така інтенсивна, як у лужних металів, і отриманий гідроксид барію закриває огляд. Невелика кількість вуглекислого газу вводиться в розчин для утворення осаду карбонату барію, а надлишок вуглекислого газу додатково вводиться для розчинення осаду карбонату барію та утворення розчинного бікарбонату барію.
4). Амінобарій може розчинятися в рідкому аміаку, утворюючи синій розчин з парамагнетизмом і провідністю, який, по суті, утворює електрони аміаку. Після тривалого періоду зберігання водень в аміаку буде відновлений до газоподібного водню електронами аміаку, а загальна реакція полягає в реакції барію з рідким аміаком з утворенням амінобарію та газоподібного водню.
5). Сульфіт барію являє собою білий кристал або порошок, токсичний, слаборозчинний у воді та поступово окислюється до сульфату барію, якщо помістити його на повітря. Розчинити в неокислюючих сильних кислотах, таких як соляна кислота, для утворення діоксиду сірки з різким запахом. При зустрічі з кислотами-окислювачами, такими як розведена азотна кислота, вона може перетворюватися на сульфат барію.
6). Сульфат барію має стабільні хімічні властивості, і частина сульфату барію, розчиненого у воді, повністю іонізується, що робить його сильним електролітом. Сульфат барію нерозчинний у розведеній азотній кислоті. В основному використовується як шлунково-кишковий контрастний засіб.
Карбонат барію токсичний і майже нерозчинний у холодній воді., Малорозчинний у воді, що містить вуглекислий газ, і розчинний у розведеній соляній кислоті. Він реагує з сульфатом натрію, утворюючи більш нерозчинний білий осад сульфату барію – тенденція конверсії між осадами у водному розчині: його легко перетворити у бік більш нерозчинного.

6、 Поля застосування
1. Він використовується для промислових цілей у виробництві солей барію, сплавів, феєрверків, ядерних реакторів тощо. Він також є чудовим розкислювачем для рафінування міді. Широко використовується в сплавах, включаючи сплави свинцю, кальцію, магнію, натрію, літію, алюмінію та нікелю. Металевий барій можна використовувати як дегазатор для видалення слідів газів із вакуумних та електронно-променевих трубок, а також як дегазатор для рафінування металів. Нітрат барію, змішаний з хлоратом калію, порошком магнію та каніфоллю, можна використовувати для виготовлення сигнальних ракет і феєрверків. Розчинні сполуки барію зазвичай використовуються як інсектициди, такі як хлорид барію, для боротьби з різними шкідниками рослин. Його також можна використовувати для очищення розсолу та котлової води для виробництва електролітичного каустичної соди. Також використовується для приготування пігментів. У текстильній і шкіряній промисловості його використовують як протравлювач і матуючий засіб для штучного шовку.
2. Сульфат барію для медичного застосування є допоміжним препаратом при рентгенологічному дослідженні. Білий порошок без запаху та смаку, речовина, здатна забезпечувати позитивний контраст в організмі під час рентгенівського дослідження. Медичний сульфат барію не всмоктується в шлунково-кишковому тракті і не викликає алергічних реакцій. Він не містить розчинних сполук барію, таких як хлорид барію, сульфід барію та карбонат барію. В основному використовується для візуалізації шлунково-кишкового тракту, іноді використовується для інших цілей обстеження

7、 Спосіб приготування
Промислове виробництвометалевий барійподіляється на дві стадії: виробництво оксиду барію та термічне відновлення металу (термічне відновлення алюмінію). При 1000-1200 ℃,металевий барійможе бути отриманий шляхом відновлення оксиду барію металевим алюмінієм, а потім очищений вакуумною дистиляцією. Метод термічного відновлення алюмінію для отримання металевого барію: через різні співвідношення інгредієнтів можуть бути дві реакції відновлення алюмінію з оксиду барію. Рівняння реакції таке: обидві реакції можуть утворювати лише невелику кількість барію при 1000-1200 ℃. Тому для безперервного переміщення парів барію із зони реакції в зону холодної конденсації необхідно використовувати вакуумний насос, щоб реакція продовжувала рухатися вправо. Залишок після реакції є токсичним і потребує обробки перед утилізацією