Bárium atom sugara. Minőségi és mennyiségi elemzés

Bárium - elem fő alcsoport második csoport, a periódusos rendszer hatodik periódusa kémiai elemek D. I. Mengyelejev, s atomszám 56. Ba jellel jelölve (lat. Bárium). Az egyszerű anyag lágy, képlékeny, ezüstfehér színű alkáliföldfém. Magas kémiai aktivitással rendelkezik.

A báriumot BaO oxidként fedezte fel 1774-ben Karl Scheele. 1808-ban angol vegyész Humphry Davy bárium-amalgámot nyert nedves bárium-hidroxid elektrolízisével higanykatóddal; Miután a higany melegítés közben elpárolgott, bárium fém szabadult fel.

1774-ben a svéd kémikus, Carl Wilhelm Scheele és barátja, Johan Gottlieb Hahn az egyik legnehezebb ásványt, a nehéz BaSO 4-et vizsgálták. Sikerült elkülöníteniük a korábban ismeretlen „nehézföldet”, amelyet később baritnak neveztek (a görög βαρυς - nehéz). És 34 évvel később Humphry Davy, miután a nedves baritföldet elektrolízisnek vetette alá, nyert belőle új elem– bárium. Meg kell jegyezni, hogy ugyanabban az 1808-ban, valamivel korábban, mint Davy, Jene Jacob Berzelius és munkatársai kalcium, stroncium és bárium amalgámokat szereztek. Így jelent meg a bárium elem.

Az ókori alkimisták fával vagy faszénnel kalcinálták a BaSO 4-et, és foszforeszkáló „bolognai drágaköveket” kaptak. De kémiailag ezek a drágakövek nem BaO, hanem bárium-szulfid BaS.

név eredete

Nevét a görög barys - „nehéz” szóról kapta, mivel oxidját (BaO) az ilyen anyagokhoz képest szokatlanul nagy sűrűségűként jellemezték.

BAN BEN földkéreg 0,05% báriumot tartalmaz. Ez elég sok – lényegesen több, mint mondjuk ólom, ón, réz vagy higany. BAN BEN tiszta forma a talajban nem található: a bárium aktív, az alcsoportba tartozik alkáliföldfémekés természetesen meglehetősen szorosan kötődik az ásványokhoz.

A bárium fő ásványai a már említett nehéz Spar BaSO 4 (gyakrabban baritnak nevezik) és a whiserit BaCO3, amelyet az angol William Witheringről (1741...1799) neveztek el, aki 1782-ben fedezte fel ezt az ásványt. Kis koncentrációjú bárium sók sokban szerepel ásványvizekÉs tengervíz. Az alacsony tartalom ebben az esetben plusz, nem mínusz, mert a szulfát kivételével minden báriumsó mérgező.

Ásványtársulások alapján a baritérceket monominerálisra és komplexre osztják. A komplex komplexeket barit-szulfidra (ólom-, cink-, néha réz- és vas-piritet, ritkábban Sn-t, Ni-t, Au-t, Ag-t), barit-kalcitra (legfeljebb 75% kalcitot tartalmaz), vas-baritra (tartalmaznak) osztják. magnetit, hematit, illetve a felső zónákban goetit és hidrogoetit) és barit-fluorit (a bariton és fluoriton kívül általában kvarcot és kalcitot tartalmaznak, valamint cink-, ólom-, réz- és higany-szulfidok is előfordulnak időnként apró szennyeződések formájában ).

VAL VEL gyakorlati szempont A legnagyobb érdeklődés a hidrotermális vénás monoásványi, barit-szulfid és barit-fluorit lelőhelyek iránt mutatkozik. Ipari jelentőséggel bírnak egyes metaszomatikus réteglerakódások és eluviális lerakódások is. Tipikus kémiai csapadékot reprezentáló üledékes lerakódások vizes medencék, ritkák és nem játszanak jelentős szerepet.

A baritércek általában más hasznos komponenseket is tartalmaznak (fluorit, galenit, szfalerit, réz, arany ipari koncentrációban), ezért ezeket kombinációban használják.

A természetes bárium hét keverékéből áll stabil izotópok: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Ez utóbbi a leggyakoribb (71,66%). A bárium radioaktív izotópjai is ismertek, ezek közül a legfontosabb a 140 Ba. Az urán, a tórium és a plutónium bomlása során keletkezik.

Fém beszerezhető különböző utak különösen a bárium-klorid és kalcium-klorid olvadt keverékének elektrolízise során. Lehetséges báriumot előállítani oxidjából aluminoterm módszerrel redukálva. Ehhez a whiretet szénnel égetik, és bárium-oxidot kapnak:

BaCO 3 + C → BaO + 2CO.

Ezután a BaO és alumíniumpor keverékét vákuumban 1250 °C-ra melegítjük. Csökkentett báriumgőz kondenzálódik a cső hideg részeiben, ahol a reakció végbemegy:

3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.

Érdekes, hogy az aluminotermiához használt gyújtókeverékek összetétele gyakran tartalmaz bárium-peroxidot BaO 2.

Nehéz bárium-oxidot előállítani a whirlit egyszerű kalcinálásával: a witherit csak 1800 °C feletti hőmérsékleten bomlik le. A BaO-t könnyebb nyerni bárium-nitrát Ba(NO 3) 2 kalcinálásával:

2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2.

Mind az elektrolízis, mind az alumíniummal végzett redukció lágy (az ólomnál keményebb, de a cinknél lágyabb) fényes fehér fémet eredményez. Olvadáspontja 710°C, forráspontja 1638°C, sűrűsége 3,76 g/cm 3 . Mindez teljes mértékben megfelel a bárium helyzetének az alkáliföldfémek alcsoportjában.

A bárium hét természetes izotópja ismert. Ezek közül a leggyakoribb a bárium-138; több mint 70%.

A bárium nagyon aktív. Ütés hatására öngyullad, és könnyen lebontja a vizet, így oldható bárium-oxid-hidrátot képez:

Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2.

Vizes oldat a bárium-oxid-hidrátot baritvíznek nevezik. Ezt a „vizet” használják az analitikai kémiában a CO 2 meghatározására gázelegyekben. De ez már a báriumvegyületek használatáról szóló történetből származik. Fémes bárium praktikus alkalmazás szinte soha nem találja meg. Rendkívül kis mennyiségben kerül csapágy- és nyomóötvözetekbe. A rádiócsövekben bárium és nikkel ötvözetet használnak, tiszta báriumot csak vákuum technológia mint getter (getter).

A fémbáriumot az oxidból vákuumban, 1200-1250°C-on alumíniummal redukálva nyerik:

4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.

A bárium tisztítása vákuumdesztillációval vagy zónaolvasztással történik.

Bárium-titán előállítása. Viszonylag könnyen beszerezhető. A Witherite BaCO 3 700...800°C-on reakcióba lép titán-dioxid TiO 2-vel, az eredmény pontosan az, amire szükség van:

BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2.

Alapvető bál. A báriumfém BaO-ból való kinyerésének módja a redukció A1 porral: 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO*A1 2 O 3. Az eljárást reaktorban, 1100-1200 °C hőmérsékleten, Ar atmoszférában vagy vákuumban hajtjuk végre (ez utóbbi módszer előnyösebb). A BaO:A1 mólaránya (1,5-2:1). A reaktort kemencébe helyezzük úgy, hogy a „hideg részének” hőmérséklete (a keletkező báriumgőzök lecsapódnak benne) körülbelül 520 °C legyen. Vákuumos desztillációval a báriumot 10 ~-nál kisebb szennyezőanyag-tartalomig tisztítják. 4 tömeg%, és zónaolvasztás esetén - akár 10-6%.

Kis mennyiségű báriumot is nyernek a BaBeO 2 [Ba(OH) 2 és Be(OH) 2 fúziójával szintetizálva] redukciójával 1300 °C-on titánnal, valamint a Ba(120 °C-on történő lebontásával). N 3) 2, amely a báriumsók NaN 3-mal történő cseréje során keletkezik.

Ba-acetát (OOСSN 3), - színtelen. kristályok; o.p. 490 °C (bomlik); sűrű 2,47 g/cm3; sol. vízben (58,8 g/100 g 0 °C-on). 25 °C alatt vizes oldatokból trihidrát kristályosodik ki, 25-41 °C-on - monohidrát, 41 °C felett - vízmentes só. Interakció fogadása. Ba(OH)2, BaCO3 vagy BaS CH3CO2H-val Gyapjú- és kalikófestésnél maróanyagként használják.

Manganát(VI) BaMnO 4 - zöld kristályok; 1000°C-ig nem bomlik le. Ba(NO 3) 2 keverékének MnO 2-vel történő kalcinálásával nyertük. Freskófestéshez általában használt pigment (Cassel vagy mangánzöld).

Kromát(VI) BaСrO 4 - sárga kristályok; o.p. olvadáspont: 1380 °C; - 1366,8 kJ/mol; sol. nem org-ban. k-tah, nem sol. vízben. Interakció fogadása. Ba(OH) 2 vagy BaS vizes oldatai kromátokkal (VI) alkálifémek. Pigment (barit sárga) kerámiához. MPC 0,01 mg/m 3 (Cr0 3 tekintetében). Pirkonát BaZrO 3 - színtelen. kristályok; o.p. ~269 °C; - 1762 kJ/mol; sol. vízben és vizes oldatok lúgok és NH 4 HCO 3, erős inorg. to-tami. Interakció fogadása. ZrO 2 BaO-val, Ba(OH) 2-val vagy BaCO 3-mal melegítéskor. A BaTiO 3-mal kevert Ba-cirkonát piezoelektromos anyag.

Bromid BaBr 2 - fehér kristályok; o.p. 847 °C; sűrű 4,79 g/cm3; -757 kJ/mol; hát sol. vízben, metanolban, még rosszabb - etanolban. A dihidrát vizes oldatokból kristályosodik, 75°C-on monohidráttá alakul, vízmentes sóvá - 100°C felett - kölcsönhatás. levegő CO 2 és O 2 -vel, BaCO 3 és Br 2 képződik. Szerezze be a BaBr 2 interakciót. vizes Ba(OH) 2 vagy BaCO 3 oldatok hidrogén-bromiddal.

Jodid BaI 2 - színtelen. kristályok; o.p. 740 °C (bomlik); sűrű 5,15 g/cm3; . -607 kJ/mol; hát sol. vízben és etanolban. Forró vizes oldatokból a dihidrát kristályosodik (150 °C-on dehidratálódik), 30 °C alatt a hexahidrát. Szerezze be a BaI 2 interakciót. vizes Ba(OH) 2 vagy BaCO 3 oldatok hidrogén-jodiddal.

A bárium egy ezüstös-fehér képlékeny fém. Éles ütés esetén eltörik. Van két allotróp módosítások bárium: a köbös testközpontú ráccsal rendelkező α-Ba 375 °C-ig stabil (a paraméter = 0,501 nm), a β-Ba fent.

Keménység ásványtani skálán 1,25; Mohs skála 2.

A bárium fémet kerozinban vagy paraffinréteg alatt tárolja.

A bárium egy alkáliföldfém. Levegőn intenzíven oxidálódik, bárium-oxid BaO és bárium-nitrid Ba 3 N 2 keletkezik, és enyhe melegítés hatására meggyullad. Erőteljesen reagál vízzel, bárium-hidroxidot képez Ba(OH) 2:

Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

Aktívan kölcsönhatásba lép híg savakkal. Sok báriumsó oldhatatlan vagy gyengén oldódik vízben: bárium-szulfát BaSO 4, bárium-szulfit BaSO 3, bárium-karbonát BaCO 3, bárium-foszfát Ba 3 (PO 4) 2. A bárium-szulfid BaS, a kalcium-szulfiddal ellentétben, vízben jól oldódik.

Természet Május óta a bárium hét stabil izotópból áll. 130., 132., 134-137. és 138. rész (71,66%). A termikus neutronbefogás keresztmetszete 1,17-10 28 m 2. Külső konfiguráció elektronhéj 6s 2 ; oxidációs állapot + 2, ritkán + 1; ionizációs energia Ba°->Ba + ->Ba 2+ ill. 5,21140 és 10,0040 eV; Pauling elektronegativitás 0,9; atomsugár 0,221 nm, ionos sugár Ba 2+ 0,149 nm ( koordinációs szám 6).

Könnyen reagál halogénekkel, halogenideket képezve.

Hidrogénnel hevítve bárium-hidrid BaH 2 képződik, amely Li-komplexet képez LiH lítium-hidriddel.

Ammóniával hevítve reagál:

6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2

Melegítéskor a bárium-nitrid Ba 3 N 2 reagál a CO-val, és cianidot képez:

Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO

Folyékony ammóniával sötétkék oldatot ad, amelyből ammónia izolálható, amely arany fényű, és az NH 3 eltávolításával könnyen lebomlik. Platina katalizátor jelenlétében az ammónia lebomlik, és bárium-amidot képez:

Ba(NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2

A bárium-karbid BaC 2 úgy állítható elő, hogy BaO-t szénnel hevítenek ívkemencében.

A foszforral Ba 3 P 2 foszfidot képez.

A bárium számos fém oxidjait, halogenidjeit és szulfidjait redukálja a megfelelő fémmé.

Az A1-es báriumötvözet (Alba ötvözet, 56% Ba) a getterek (gázelnyelők) alapja. Magának a getternek az előállításához az ötvözetből a báriumot nagyfrekvenciás melegítéssel elpárologtatják az eszköz ürített lombikjában, ennek eredményeként a lombik hideg részein ún. báriumtükör (vagy diffúz bevonat a párolgás során nitrogén környezetben). A termionos katódok túlnyomó többségének aktív része a BaO. A báriumot Cu és Pb dezoxidálószereként, valamint súrlódásgátló szerek adalékaként is használják. ötvözetek, vas- és színesfémek, valamint olyan ötvözetek, amelyekből keménységük növelése érdekében nyomtatási betűtípusokat készítenek. A bárium és Ni-ötvözeteket belső motorok gyújtógyertya-elektródáinak gyártásához használják. égésnél és rádiócsövekben. A 140 Va (T 1/2 12,8 nap) a báriumvegyületek vizsgálatában használt izotópos indikátor.

A gyakran alumíniummal ötvözött báriumfémet getterként használják nagyvákuumú elektronikai eszközökben.

A báriumot cirkóniummal együtt folyékony fém hűtőközegekhez (nátrium, kálium, rubídium, lítium, cézium ötvözetek) adják, hogy csökkentsék az utóbbiak agresszivitását a csővezetékekben és a kohászatban.

A bárium-fluoridot egykristályok formájában használják az optikában (lencsék, prizmák).

A bárium-peroxidot pirotechnikában és oxidálószerként használják. A bárium-nitrátot és a bárium-klorátot a pirotechnikában használják a lángok színezésére (zöld tűz).

A bárium-kromátot hidrogén és oxigén előállítására használják termokémiai módszerrel (Oak Ridge ciklus, USA).

A bárium-oxidot a réz és a ritkaföldfémek oxidjaival együtt hőmérsékleten működő szupravezető kerámiák szintetizálására használják. folyékony nitrogénés magasabb.

A bárium-oxidot egy speciális üveg megolvasztására használják – uránrudak bevonására. Az ilyen szemüvegek egyik elterjedt típusa következő felállás- (foszfor-oxid - 61%, BaO - 32%, alumínium-oxid - 1,5%, nátrium-oxid - 5,5%). A bárium-foszfátot a nukleáris ipar üvegolvasztásánál is használják.

A bárium-fluoridot szilárdtest-fluor akkumulátorokban használják a fluorid elektrolit összetevőjeként.

A bárium-oxidot nagy teljesítményű réz-oxid akkumulátorokban használják az aktív tömeg (bárium-oxid-réz-oxid) összetevőjeként.

A bárium-szulfátot negatív elektródák aktív tömegnövelőjeként használják az ólom-savas akkumulátorok gyártásában.

Bárium-karbonát BaCO 3-at adnak az üvegmasszához, hogy növeljék az üveg törésmutatóját. A bárium-szulfátot a papíriparban töltőanyagként használják; A papír minőségét nagymértékben meghatározza a súlya, a BaSO 4 nehezíti a papírt. Ez a só szükségszerűen minden drága papírtípusban megtalálható. Ezenkívül a bárium-szulfátot széles körben használják a litopon fehér festék előállításához - a bárium-szulfid és a cink-szulfát oldatának reakciójának terméke:

BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS.

Mindkét só rendelkezik fehér szín, csapadék, tiszta víz marad az oldatban.

Mély olaj- és gázkutak fúrásakor bárium-szulfát vízben készült szuszpenzióját használják fúrófolyadékként.

Másik bárium só találja fontos alkalmazás. Ez a bárium-titanát BaTiO 3 - az egyik legfontosabb ferroelektromos anyag (a ferroelektromos anyagok önmagukban polarizálódnak, hatás nélkül külső mezők. A dielektrikumok közül ugyanúgy kiemelkednek, mint a ferromágneses anyagok a vezetők közül. Az ilyen polarizáció képessége csak egy bizonyos hőmérsékleten marad meg. A polarizált ferroelektromos anyagok dielektromos állandója magasabb), amelyek nagyon értékes elektromos anyagoknak számítanak.

1944-ben ezt az osztályt bárium-titanáttal töltötték fel, amelynek ferroelektromos tulajdonságait a szovjet fizikus, B.M. fedezte fel. Vulom. A bárium-titanát sajátossága, hogy megőrzi ferroelektromos tulajdonságait nagyon széles hőmérsékleti tartományban - közel abszolút nulla+125°C-ig.

A bárium az orvostudományban is alkalmazásra talált. Szulfát sóját gyomorbetegségek diagnosztizálására használják. A BaSO 4-et vízzel összekeverik, és lenyelni adják a betegnek. A bárium-szulfát átlátszatlan röntgensugarak, és ezért az emésztőrendszer azon részei, amelyeken keresztül a „báriumkása” átfolyik, sötétek maradnak a képernyőn. Így az orvos képet kap a gyomor és a belek alakjáról, és meghatározza azt a helyet, ahol a fekély előfordulhat.

A bárium hatása az emberi szervezetre

A testbe való bejutás útvonalai.
A bárium emberi szervezetbe való bejutásának fő módja az élelmiszer. Így egyes tengeri lakosok képesek báriumot felhalmozni a környező vízből, és 7-100-szor (egyes tengeri növények esetében akár 1000-szeres) koncentrációban pedig nagyobb mennyiségben, mint a tengervíz tartalma. Egyes növények (például szójabab és paradicsom) 2-20-szor is képesek báriumot felhalmozni a talajból. Azonban azokon a területeken, ahol a víz báriumkoncentrációja magas, az ivóvíz szintén hozzájárulhat a teljes báriumfogyasztáshoz. A bárium levegőből történő felvétele jelentéktelen.

Egészségre káros.
A WHO égisze alatt végzett tudományos epidemiológiai vizsgálatok során a szív- és érrendszeri betegségek okozta halálozás és a vér báriumszintje közötti összefüggésre vonatkozó adatok nem erősítettek meg. vizet inni. Az önkénteseken végzett rövid távú vizsgálatok nem mutattak ki káros hatást a szív-és érrendszer 10 mg/l báriumkoncentrációig. Igaz, patkányokon végzett kísérletekben, amikor az utóbbiak még alacsony báriumtartalmú vizet is fogyasztottak, a szisztolés vérnyomás emelkedését figyelték meg. Ez a megnövekedett vérnyomás potenciális veszélyére utal azoknál az embereknél, akiknél hosszú távú használat báriumot tartalmazó víz (az USEPA rendelkezik ilyen adatokkal).
Az USEPA adatai azt is jelzik, hogy a báriumtartalmú víz egyszeri fogyasztása is jelentősen meghaladja a maximumot érvényes értékek, izomgyengeséghez és hasi fájdalomhoz vezethet. Figyelembe kell azonban venni, hogy az USEPA minőségi szabvány által a báriumra megállapított szabvány (2,0 mg/l) jelentősen meghaladja a WHO által javasolt értéket (0,7 mg/l). Az orosz egészségügyi szabványok még szigorúbb MPC-értéket határoznak meg a vízben lévő báriumra - 0,1 mg/l. Vízeltávolítási technológiák: ioncsere, fordított ozmózis, elektrodialízis.

Nehézsúlyú be könnyűsúlyú. Szóval el tudod képzelni bárium. Nevét görögül „nehéz”-nek fordítják. Másokhoz képest alkáliföldfém elemek, az anyag valóban súlyos. A más csoportok fémeivel vívott „csatában” általában veszít.

A bárium nevéhez fűződik felfedezésének története. A 17. században releváns volt a hulladékanyagokból való kinyerés ötlete. Casciarolo bolognai cipész rendkívül nehéz követ talált. Az arany, mint tudod, nem könnyűfém. A férfi tehát a macskakövekben való jelenlétére gyanakodott.

Az ékszert nem lehetett azonosítani. De a kalcinálás után vörösen kezdett világítani. A jelenség felkeltette Karl Scheele vegyész figyelmét. Megállapította egy új elem jelenlétét a sziklában - „nehéz föld”. Amikor 1808-ban az angliai Humphry Davy kiosztotta ezt a „földet”, könnyűnek bizonyult. De a nevet nem változtatták meg.

A bárium kémiai és fizikai tulajdonságai

Nukleáris bárium tömege egyenlő 137 gramm/mol. A fém nem csak könnyű, hanem puha is. A keménység nem haladja meg a 3 pontot. Anyaga képlékeny és enyhén viszkózus. Az elem sűrűsége körülbelül 3,7 gramm per köbcentiméter. Ha szennyeződések vannak jelen, a bárium törékennyé válik.

Az elem színe ezüstszürke. De a zöldet a bárium ismertetőjegyének tekintik. Az 56-os anyagra jellemző reakcióban nyilvánul meg. Olyan elemeket tartalmaz, mint pl. bárium-szulfát.

Ha belemerítünk egy üvegrudat és az égőhöz viszünk, zöld láng lobban fel. Így meghatározhatja még elhanyagolható nehézfém-szennyeződések jelenlétét is.

A bárium egy anyag köbös ráccsal. Ez nem csak abban látható laboratóriumi körülmények. A fém tiszta formájában és a természetben is megtalálható. Az elemnek 2 módosítása ismert. Az egyik stabil 365 Celsius fokig, a másik - 375 és 710 között. A bárium 1696 Celsius fokos hőmérsékleten forr.

A fém számos radioaktív izotópját szintetizálták. Bárium képlet 140 atomtömeggel - a tórium, a plutónium és az urán bomlásának eredménye. Az izotópot kromatográfiával vonják ki, azaz az anyag színe alapján abszorbeálják.

A bárium 133 a cézium besugárzása során képződik. Ki van téve a hidrogén egyik izotópjának - deuteronnak - magjainak. Kiemelve radioaktív forma az alkáliföldfém valamivel több mint 3 nap alatt lebomlik. A 140 bárium ciklusa hosszabb, csak a felezési idő 13,5 nap.

Mint minden alkáliföldfém, a bárium is kémiailag aktív. A csoportban középen szerepel, megelőzve például a és. Ez utóbbiakat levegőben tárolják. Ez nem működik báriummal. Az 56. elemet paraffinolaj vagy petroléter alá helyezzük.

Bárium kölcsönhatás oxigénnel a fény elvesztéséhez vezet. Ezt követően az anyag sárgára, barnára és végül szürkévé válik. Így néz ki bárium-oxid- levegőben való megsemmisítésének eredménye. Ha a légkör felmelegszik, akkor a benne lévő 56. fém felrobban.

Egy elem kölcsönhatása vízzel az oxigénnel való fordított reakció. Itt már bomlik a folyadék. Az eljárás csak tiszta fémmel való érintkezés esetén lehetséges. A reakció után bemegy bárium-hidroxid.

Ha kezdetben nem egy natív elemet teszel a vízbe, hanem annak sóit, semmi sem fog történni. Bárium-klorid, és nem csak, oldhatatlanok H 2 O-ban, aktív kölcsönhatásba csak a savak.

Bárium Könnyen reagál hidrogénnel. Az egyetlen feltétel a fűtés. Fémhidrid keletkezik. Melegítéskor a reakció ammóniával is végbemegy. Az eredmény egy nitrid. Cianiddá alakulhat, ha tovább emeli a hőmérsékletet.

Bárium oldat kék - ugyanazzal az ammóniával való kölcsönhatás eredménye, de folyékony formában. Az ammóniát leválasztjuk a keverékből. Arany színű, az anyag könnyen lebomlik.

Csak adj hozzá egy katalizátort, és megkapod bárium-amid. Igaz, csak reagensként használják. Mi a haszna a fém és önmagának egyéb vegyületeinek?

A bárium alkalmazásai

Mivel a tiszta fém különleges tárolási technikákat igényel, ritkán használják. A vákuumtechnológiai szakemberek készen állnak arra, hogy szemet hunyjanak az elem okozta kellemetlenségek előtt. Nagyon jó bárium felszívja maradék gázok, azaz getterként szolgál.

A fémet tisztítószerként is használják egyes és. Itt az elem nemcsak a gázokat, hanem a szennyeződéseket is elnyeli, és a keverékeket is deoxidálja.

Az ötvözetek alkotóelemeként az 56 elemet ólommal kombinálva alkalmazzák. A keveréket csapágyak gyártására használják. Báriumötvözetek, kiszorítják a korábban használt ólomból és antimonból készült nyomdaanyagokat is. Az alkáliföldfém jobban megerősíti az ötvözetet.

A c ötvözet a gyújtógyertya-elektródák gyártásának alapanyaga. A motorokban szükség van rájuk belső égésés rádiócsövek. Ezzel véget ér a tiszta bárium használata. Fém csatlakozások jönnek szóba.

A Bolonban valaha talált nehéz kő híres festék. Által kémiai összetétel A kőzet bárium-szulfát, az osztályba tartozik. A nyersanyagokat összetörik és a litopóniumhoz adják. Ez a fehér festék fedőképességéről ismert.

A képen egy lámpa látható, amelynek gyártásához báriumot használnak

A báriumkő drága változatokban is megtalálható, például pénznyomtatásra szántak. Bárium-szulfát nehezebbé teszi a bankjegyeket, így sűrűbbé és fehérebbé teszi őket.

Érdekes módon a bolognai követ kezdetben illegálisan használták a festőiparban. Az ólomfehéret olcsó komponenssel hígították. A termék minősége csökkent, de a vállalkozók gazdagodtak. Modern festékekben bárium spar– olyan adalékanyag, amely inkább javítja, mint rontja a paramétereiket.

Bárium csapadék, beleértve a kénsav formát is, a gyógyászatban is használják. A Spar blokkolja a röntgensugárzást. Bárium-szulfátot adnak a zabkásához, és olyan betegeknek adják, akiknek gyaníthatóan gyomor-bélrendszeri betegségei vannak. Ezt követően a röntgen eredmények könnyebben értelmezhetők.

Bárium egyenletek jelzik nemcsak a röntgen-, hanem a gamma-sugarakat is. Tehát az 56-os elem vegyületei sok atomreaktort védenek.

Bárium-karbonátüvegolvadék készítéséhez szükséges. Bárium-nitrát– kompozit. Bárium-hidroxid oldat hatékonyan tisztítja az állati zsírokat és növényi olajok. Méregként használták bárium-klorid oldat.

A képen a tűzijáték egy másik iparág, amely a bárium elemet használja

Az 56-os fémből rodozonátot is nyernek nátrium Bárium Még a Szfinx szoborba való injekciókhoz is használják. A homokszobor megsemmisült. Heavy metal segít megerősíteni a szerkezetet.

Bárium bányászat

Bárium fém többféle módon szerezhető be. A légkör egyesíti őket. A reakciókat vákuumban hajtják végre az 56. elem oxigénnel való heves kölcsönhatása miatt.

A metalloterm redukciós módszert bárium-oxidra és -kloridra alkalmazzák. Ez utóbbi vegyületből kalcium-karbiddal izolálják az elemet. Az alumíniumpor oxiddal működik. 1200 Celsius fokig melegítést igényel.

Az 56. elem hidridjéből és nitridjéből is lehet tiszta izolálni bárium. Kálium kap Hasonló módon, vagyis nem redukcióval, hanem hőbontással.

Az eljárás lezárt kapszulákban és/vagy porcelánban történik. Elektrolízist is alkalmaznak. Olvadékkal való munkára alkalmas bárium-klorid. A katód higany.

Bárium ár

A fémhez bárium árak alkuképes a piacon. A termék specifikus és ritkán kérik. Az elemet általában megvalósítják kémiai laboratóriumokés kohászati ​​vállalkozások. A fémcsatlakozások költsége nem titok.

Bárium-klorid, például kilogrammonként 50-70 rubelbe kerül. Baryte homok 1000 grammonként 10 rubelért is megvásárolhatja. Egy kilogramm hidroxid körülbelül 80-90 rubelre becsülhető. A bárium-szulfátért legalább 50 rubelt kérnek, általában körülbelül százat. A nagykereskedelmi szállítások esetében az árcédulát gyakran csökkentik egy kicsit.

Bárium(lat. Baryum), Ba, a II. csoport kémiai eleme periódusos táblázat Mengyelejev, 56-os atomszám, atomtömeg 137,34; ezüst fehér fém. 7 stabil izotóp keverékéből áll, amelyek között 138 Ba (71,66%) dominál. Nál nél nukleáris maghasadás urán és plutónium keletkezik radioaktív izotóp 140 VA, radioaktív nyomjelzőként használják. A báriumot a svéd kémikus, K. Scheele (1774) fedezte fel BaO-oxid formájában, amelyet „nehézföldnek” neveznek, vagy baritnak (a görög barys-ból nehéz). A fémes báriumot (amalgám formájában) G. Davy angol kémikus (1808) állította elő nedves Ba(OH)2-hidroxid higanykatódos elektrolízisével. A földkéreg báriumtartalma 0,05 tömeg%, szabad állapotban a természetben nem fordul elő. Bárium ásványokból ipari érték baritot (heavy spart) tartalmaznak BaSO 4-et és ritkábban elterjedt whisterit BaCO 3 -ot.

A bárium fizikai tulajdonságai. Kristály cella A bárium köbös testközpontú, a periódusa a = 5,019 Å; sűrűsége 3,76 g/cm 3, tnl 710°C, forráspontja 1637-1640°C. A bárium lágy fém (keményebb, mint az ólom, de lágyabb, mint a cink), ásványtani skálán 2-es keménysége.

A bárium kémiai tulajdonságai. A bárium egy alkáliföldfém és kémiai tulajdonságok hasonló a kalciumhoz és a stronciumhoz, aktivitásában felülmúlja őket. A bárium a legtöbb más elemmel reagál, és olyan vegyületeket képez, amelyekben általában 2 vegyértékű (külső elektronhéj A báriumatom 2 elektronból áll, konfigurációja 6s 2). Levegőben a bárium gyorsan oxidálódik, és oxidfilmet (valamint peroxidot és Ba 3 N 2 -nitrit) képez a felületen. Melegítve könnyen meggyullad és sárgászöld lánggal ég. Erőteljesen lebontja a vizet, bárium-hidroxidot képez: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2. Mert kémiai tevékenységek A báriumot kerozinréteg alatt tárolják. BaO-oxid - színtelen kristályok; levegőben könnyen átalakul karbonát BaCO 3 -dá, és heves reakcióba lép a vízzel, Ba(OH) 2 -t képezve. Levegőben 500 °C-on BaO-t melegítve BaO 2 -peroxidot kapunk, amely 700 °C-on BaO-ra és O 2-re bomlik. A peroxidot oxigénnel nagy nyomáson melegítve magasabb peroxidot kapunk BaO 4 - anyag sárga szín 50-60°C-on bomlik. A bárium halogénekkel és kénnel egyesül, halogenideket (például BaCl 2) és BaS-szulfidot, hidrogénnel - BaH 2-hidridet képezve, amely vízzel és savakkal gyorsan lebomlik. Az általánosan használt báriumsók, a bárium-klorid BaCl 2 és más halogenidek közül a nitrát Ba(NO 3) 2, a szulfid BaS, a klorát Ba(ClO 3) 2 jól oldódik, a bárium-szulfát a BaSO 4, a bárium-karbonát a BaCO 3 és a kromát a BaCrO 4 nehezen oldódnak.

Bárium megszerzése. A bárium és vegyületei előállításának fő nyersanyaga a barit, amelyet tüzes kemencékben szénnel redukálnak: BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO. A kapott oldható BaS-t más bárium-sókká dolgozzák fel. Alapvető ipari módszer fémes bárium előállítása - oxidjának hőredukciója alumíniumporral: 4BaO + 2Al = 3Ba + BaO·Al 2 O 3.

Az elegyet 1100-1200 °C-ra melegítjük vákuumban (100 mn/m2, 10-3 Hgmm). A bárium elpárolog, lerakódva a berendezés hideg részein. Az eljárást elektromos vákuumkészülékekben hajtják végre időszakos cselekvés, amely lehetővé teszi a fémek egymás utáni redukcióját, desztillációját, kondenzációját és öntését, egy technológiai ciklusban bárium tuskó előállítását. Vákuumban, 900 °C-on kétszeres desztillációval a fémet 1,10-4%-nál kisebb szennyezőanyag-tartalomig tisztítják.

Bárium alkalmazása. A bárium fém gyakorlati felhasználása kicsi. Az is korlátozza, hogy a tiszta báriummal nehéz manipulálni. Általában báriumot helyeznek bele visszatartás másik fémből, vagy valamilyen bárium ellenállást adó fémmel ötvözve. Néha a fémes báriumot közvetlenül az eszközökben nyerik úgy, hogy bárium és alumínium-oxidok keverékéből tablettákat helyeznek beléjük, majd vákuumban hőredukciót hajtanak végre. A báriumot, valamint magnézium- és alumíniumötvözeteit a nagyvákuum-technológiában a maradék gázok elnyelőjeként (getterként) használják. BAN BEN kis mennyiségben A báriumot a réz és ólom kohászatában használják deoxidációjukra, valamint kén- és gázok tisztítására. Egyes súrlódásgátló anyagokhoz kis mennyiségű báriumot adnak. Így a bárium ólom hozzáadása jelentősen megnöveli a betűtípusok nyomtatásához használt ötvözet keménységét. A bárium-nikkel ötvözeteket motorgyújtógyertyák és rádiócsövek elektródáinak gyártásához használják.

A báriumvegyületeket széles körben használják. A BaO 2 -peroxidot hidrogén-peroxid előállítására, selyem és növényi rostok fehérítésére, fertőtlenítőszerként, valamint aluminotermiában a gyújtókeverékek egyik összetevőjeként használják. A BaS-szulfidot a bőr szőrtelenítésére használják. A perklorát Ba(ClO 4) 2 az egyik legjobb szárítószer. A nitrát Ba(NO 3) 2-t pirotechnikában használják. A színes báriumsók - a BaCrO 4 kromát (sárga) és a BaMnO 4 manganát (zöld) - jó pigmentek a festékek készítéséhez. A bárium-platinocianát Ba fedi a képernyőket, ha röntgen- és radioaktív sugárzás(ennek a sónak a kristályaiban sugárzás hatására élénk sárga-zöld fluoreszcencia gerjesztődik). A BaTiO 3 bárium-titanát az egyik legfontosabb ferroelektromos anyag. Mivel a bárium jól elnyeli a röntgen- és gamma-sugárzást, ezért a röntgenberendezések védőanyagai közé tartozik. atomreaktorok. A báriumvegyületek inert hordozók a rádium kivonásakor uránércek. Az oldhatatlan bárium-szulfát nem mérgező, és kontrasztanyagként használják a gyomor-bél traktus röntgenvizsgálatához. A bárium-karbonátot rágcsálók elpusztítására használják.

Bárium a szervezetben. A bárium minden növényi szervben jelen van; a növényi hamuban lévő tartalma a talajban lévő Bárium mennyiségétől függ, és 0,06-0,2 és 3% között mozog (barit lerakódásokban). Bárium felhalmozódási együttható (bárium hamuban / bárium talajban) lágyszárú növények egyenlő 0,2-6, fás szárúaknál 1-30. A báriumkoncentráció a gyökerekben és az ágakban nagyobb, a levelekben kisebb; a hajtások öregedésével növekszik. A bárium (oldható sói) mérgező az állatok számára, ezért a sok báriumot (a hamuban 2-30%-ig) tartalmazó gyógynövények mérgezést okoznak a növényevőkben. A bárium a csontokban és kis mennyiségben más állati szervekben is lerakódik. A 0,2-0,5 g bárium-klorid adag emberben okoz akut mérgezés, 0,8-0,9 g - halál.

A bárium a második csoport fő alcsoportjának, a D. I. Mengyelejev-féle kémiai elemek periodikus rendszerének hatodik periódusának eleme, 56-os atomszámmal. A Ba (lat. Bárium) szimbólum jelöli. A bárium egyszerű anyag (CAS-szám: 7440-39-3) egy lágy, képlékeny alkáliföldfém, ezüstös-fehér színű. Magas kémiai aktivitással rendelkezik.

A természetben lenni

Ritka bárium ásványok: celzián vagy báriumföldpát (bárium-alumínium-szilikát), hialofán (bárium és kálium-alumínium-szilikát vegyes), nitrobarit (bárium-nitrát) stb.

Bárium megszerzése

A fémet különböző módon lehet előállítani, különösen bárium-klorid és kalcium-klorid olvadt keverékének elektrolízisével. Lehetséges báriumot előállítani oxidjából aluminoterm módszerrel redukálva. Ehhez a whiretet szénnel égetik, és bárium-oxidot kapnak:

BaCO 3 + C > BaO + 2CO.

Ezután a BaO és alumíniumpor keverékét vákuumban 1250 °C-ra melegítjük. Csökkentett báriumgőz kondenzálódik a cső hideg részeiben, ahol a reakció végbemegy:

3BaO + 2Al > Al 2 O 3 + 3Ba.

Érdekes, hogy az aluminotermiához használt gyújtókeverékek összetétele gyakran tartalmaz bárium-peroxidot BaO 2.

Nehéz bárium-oxidot előállítani a whirlit egyszerű kalcinálásával: a witherit csak 1800 °C feletti hőmérsékleten bomlik le. A BaO-t könnyebb nyerni bárium-nitrát Ba(NO 3) 2 kalcinálásával:

2Ba (NO 3) 2 > 2BaO + 4NO 2 + O 2.

Mind az elektrolízis, mind az alumíniummal végzett redukció lágy (az ólomnál keményebb, de a cinknél lágyabb) fényes fehér fémet eredményez. Olvadáspontja 710°C, forráspontja 1638°C, sűrűsége 3,76 g/cm 3 . Mindez teljes mértékben megfelel a bárium helyzetének az alkáliföldfémek alcsoportjában.

1774-ben a svéd kémikus, Carl Wilhelm Scheele és barátja, Johan Gottlieb Hahn az egyik legnehezebb ásványt, a nehéz BaSO 4-et vizsgálták. Sikerült elkülöníteniük a korábban ismeretlen „nehézföldet”, amelyet később baritnak (görögül) neveztek el.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete