56. elem: Bárium

1、 Elemi BevezetésBárium,
A Ba vegyjelű alkáliföldfém elem a periódusos rendszer hatodik periódusának IIA csoportjában található. Ez egy lágy, ezüstfehér fényű alkáliföldfém, és az alkáliföldfémek legaktívabb eleme. Az elem neve a görög béta alfa ρύς (barys) szóból származik, ami „nehéz”.

2. Egy rövid történelem felfedezése
Az alkáliföldfém-szulfidok foszforeszcenciát mutatnak, ami azt jelenti, hogy a fény hatására egy ideig sötétben is fényt bocsátanak ki. A báriumvegyületek éppen e tulajdonsága miatt kezdték felkelteni az emberek figyelmét. 1602-ben egy Casio Lauro nevű cipész az olaszországi Bologna városában bárium-szulfátot tartalmazó baritot pörkölt gyúlékony anyagokkal együtt, és felfedezte, hogy az sötétben is képes fényt bocsátani, ami felkeltette az akkori tudósok érdeklődését. Később ezt a kőfajtát polonitnak nevezték, és felkeltette az európai vegyészek érdeklődését az analitikai kutatások iránt. 1774-ben CW Scheele svéd vegyész felfedezte, hogy a bárium-oxid egy viszonylag nehéz új talaj, amelyet „Baryta”-nak (nehéz talaj) nevezett el. 1774-ben Scheler úgy gondolta, hogy ez a kő új talaj (oxid) és kénsav keveréke. 1776-ban felmelegítette a nitrátot ebben az új talajban, hogy tiszta talajt (oxidot) nyerjen. 1808-ban H. Davy brit kémikus higanyt használt katódként és platinát anódként a barit (BaSO4) elektrolíziséhez bárium-amalgám előállításához. A higany eltávolítására végzett desztilláció után alacsony tisztaságú fémet kaptak, amelyet a görög barys (nehéz) szóról neveztek el. Az elemszimbólum Ba-nak van beállítva, amelyet únbárium.

3. Fizikai tulajdonságok
BáriumEz egy ezüstfehér fém, amelynek olvadáspontja 725 °C, forráspontja 1846 °C, sűrűsége 3,51 g/cm3 és rugalmassága. A bárium fő ércei a barit és az arzenopirit.

4,Báriumkémiai tulajdonságokkal rendelkező kémiai elem.
A Ba vegyjele, atomszáma 56, a periódusos rendszer IIA csoportjába tartozik, és az alkáliföldfémek tagja. A bárium nagy kémiai aktivitással rendelkezik, és az alkáliföldfémek közül a legaktívabb. A potenciál és az ionizációs energiából látható, hogy a bárium erős redukálhatósággal rendelkezik. Valójában, ha csak az első elektron elvesztését vesszük figyelembe, a bárium vízben a legerősebb redukálhatósággal rendelkezik. A báriumnak azonban viszonylag nehéz elveszítenie a második elektront. Ezért minden tényezőt figyelembe véve a bárium redukálhatósága jelentősen csökken. Ennek ellenére a savas oldatokban az egyik legreaktívabb fém, a lítium, a cézium, a rubídium és a kálium után a második.

5.Főbb vegyületek
1). A bárium-oxid lassan oxidálódik a levegőben, és bárium-oxidot képez, amely színtelen köbös kristály. Savban oldódik, acetonban és ammóniás vízben nem oldódik. Vízzel reagál, bárium-hidroxidot képezve, amely mérgező. Égéskor zöld lángot bocsát ki, és bárium-peroxidot termel.
2). A bárium-peroxid reakcióba lép kénsavval, és hidrogén-peroxidot képez. Ez a reakció a hidrogén-peroxid laboratóriumi előállításának elvén alapul.
3). A bárium-hidroxid vízzel reagálva bárium-hidroxidot és hidrogéngázt képez. A bárium-hidroxid alacsony oldhatósága és nagy szublimációs energiája miatt a reakció nem olyan intenzív, mint az alkálifémeké, és a keletkező bárium-hidroxid eltakarja a kilátást. Kis mennyiségű szén-dioxidot vezetnek be az oldatba, hogy bárium-karbonát csapadékot képezzenek, és további szén-dioxid felesleget vezetnek be a bárium-karbonát csapadék feloldására és oldható bárium-hidrogén-karbonát előállítására.
4). Az aminobárium feloldódhat folyékony ammóniában, paramágneses és vezetőképességű kék ​​oldatot hozva létre, amely lényegében ammónia elektronokat képez. Hosszú tárolás után az ammóniában lévő hidrogént ammónia-elektronok hidrogéngázzá redukálják, és a teljes reakció a bárium folyékony ammóniával reagálva aminobáriumot és hidrogéngázt állít elő.
5). A bárium-szulfit fehér kristály vagy por, mérgező, vízben gyengén oldódik, és levegőbe kerülve fokozatosan bárium-szulfáttá oxidálódik. Oldjuk fel nem oxidáló erős savakban, például sósavban, hogy szúrós szagú kén-dioxid gázt hozzunk létre. Ha oxidáló savakkal, például híg salétromsavval találkozik, bárium-szulfáttá alakulhat.
6). A bárium-szulfát stabil kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és a vízben oldott bárium-szulfát egy része teljesen ionizált, így erős elektrolittá válik. A bárium-szulfát híg salétromsavban oldhatatlan. Főleg gyomor-bélrendszeri kontrasztanyagként használják.
A bárium-karbonát mérgező és hideg vízben szinte oldhatatlan., Szén-dioxidot tartalmazó vízben kevéssé, híg sósavban oldódik. A nátrium-szulfáttal reagálva oldhatatlanabb fehér bárium-szulfát csapadék keletkezik – a csapadékok közötti konverziós tendencia vizes oldatban: könnyen átváltható oldhatatlanabb irányba.

6、 Alkalmazási mezők
1. Ipari célokra használják báriumsók, ötvözetek, tűzijátékok, atomreaktorok stb. gyártásánál. Kiváló deoxidálószer a réz finomítására is. Széles körben használják ötvözetekben, beleértve az ólmot, kalciumot, magnéziumot, nátriumot, lítiumot, alumíniumot és nikkelötvözeteket. A bárium fém gáztalanító szerként használható a nyomokban lévő gázok eltávolítására a vákuumcsövekből és a katódsugárcsövekből, valamint gáztalanító szerként a fémek finomítására. A bárium-nitrát kálium-kloráttal, magnéziumporral és gyantával keverve jelzőfáklyák és tűzijátékok gyártására használható. Az oldható báriumvegyületeket általában rovarölő szerként, például bárium-kloridként használják különféle növényi kártevők elleni védekezésre. Használható sóoldat és kazánvíz finomítására is, elektrolitikus marónátron előállításához. Pigmentek készítésére is használható. A textil- és bőripar maró- és mattítószerként használja a műselyemhez.
2. Az orvosi használatra szánt bárium-szulfát a röntgenvizsgálat kiegészítő gyógyszere. Szagtalan és íztelen fehér por, olyan anyag, amely a röntgenvizsgálat során pozitív kontrasztot biztosíthat a szervezetben. Az orvosi bárium-szulfát nem szívódik fel a gyomor-bélrendszerben, és nem okoz allergiás reakciókat. Nem tartalmaz oldható báriumvegyületeket, például bárium-kloridot, bárium-szulfidot és bárium-karbonátot. Főleg gyomor-bélrendszeri képalkotásra, esetenként egyéb vizsgálati célokra használják

7. Elkészítés módja
Az ipari termelés afémes báriumkét lépésre oszlik: bárium-oxid előállítása és fém hőredukciója (alumínium termikus redukciója). 1000-1200 ℃-on,fémes báriumA bárium-oxid fémes alumíniummal történő redukálásával nyerhető, majd vákuumdesztillációval tisztítható. Alumínium termikus redukciós módszere fémbárium előállítására: A különböző összetevők aránya miatt a bárium-oxid alumínium redukciója kétféleképpen történhet. A reakcióegyenlet a következő: mindkét reakció csak kis mennyiségű báriumot képes előállítani 1000-1200 ℃-on. Ezért a reakciózónából a hideg kondenzációs zónába a báriumgőzt folyamatosan vákuumszivattyúval kell továbbítani, hogy a reakció továbbra is jobbra mozduljon el. A reakció utáni maradék mérgező, és az ártalmatlanítás előtt kezelni kell