Elementul 56: Bariu

1. Introducere elementarăBariu,
Elementul metal alcalino-pământos, cu simbolul chimic Ba, este situat în Grupa IIA a celei de-a șasea perioade a tabelului periodic. Este un metal alcalino-pământos, moale, cu luciu alb-argintiu și cel mai activ element dintre metalele alcalino-pământoase. Numele elementului provine din cuvântul grecesc beta alpha ρύς (barys), care înseamnă „greu”.

2. Descoperind o scurtă istorie
Sulfurile metalelor alcalino-pământoase prezintă fosforescență, ceea ce înseamnă că continuă să emită lumină pentru o perioadă de timp în întuneric după expunerea la lumină. Compușii bariului au început să atragă atenția oamenilor tocmai datorită acestei caracteristici. În 1602, un cizmar pe nume Casio Lauro din orașul Bologna, Italia, a prăjit o baritină care conținea sulfat de bariu împreună cu substanțe inflamabile și a descoperit că aceasta putea emite lumină în întuneric, ceea ce a stârnit interesul cercetătorilor din acea vreme. Mai târziu, acest tip de piatră a fost numit polonit și a stârnit interesul chimiștilor europeni pentru cercetarea analitică. În 1774, chimistul suedez CW Scheele a descoperit că oxidul de bariu era un sol nou relativ greu, pe care l-a numit „Baryta” (sol greu). În 1774, Scheler credea că această piatră era o combinație de sol nou (oxid) și acid sulfuric. În 1776, a încălzit nitratul din acest sol nou pentru a obține sol pur (oxid). În 1808, chimistul britanic H. Davy a folosit mercurul ca și catod și platina ca anod pentru a electroliza baritina (BaSO4) și a produce amalgam de bariu. După distilare, pentru a îndepărta mercurul, s-a obținut un metal de puritate scăzută, numit după cuvântul grecesc barys (greu). Simbolul elementului este Ba, care se numește...bariu.

3. Proprietăți fizice
Bariueste un metal alb-argintiu cu un punct de topire de 725 °C, un punct de fierbere de 1846 °C, o densitate de 3,51 g/cm3 și ductilitate. Principalele minereuri de bariu sunt baritina și arsenopirita.

4,Bariueste un element chimic cu proprietăți chimice.
Simbolul chimic Ba, numărul atomic 56, aparține grupei IIA a sistemului periodic și este un membru al metalelor alcalino-pământoase. Bariul are o activitate chimică mare și este cel mai activ dintre metalele alcalino-pământoase. Din energia potențială și de ionizare, se poate observa că bariul are o reductibilitate puternică. De fapt, dacă luăm în considerare doar pierderea primului electron, bariul are cea mai puternică reductibilitate în apă. Cu toate acestea, este relativ dificil pentru bariu să piardă al doilea electron. Prin urmare, luând în considerare toți factorii, reductibilitatea bariului va scădea semnificativ. Cu toate acestea, este, de asemenea, unul dintre cele mai reactive metale în soluții acide, al doilea după litiu, cesiu, rubidiu și potasiu.

5. Compuși principali
1). Oxidul de bariu se oxidează lent în aer pentru a forma oxid de bariu, care este un cristal cubic incolor. Solubil în acid, insolubil în acetonă și apă cu amoniac. Reacționează cu apa pentru a forma hidroxid de bariu, care este toxic. Când este ars, emite o flacără verde și generează peroxid de bariu.
2). Peroxidul de bariu reacționează cu acidul sulfuric pentru a produce peroxid de hidrogen. Această reacție se bazează pe principiul preparării peroxidului de hidrogen în laborator.
3). Hidroxidul de bariu reacționează cu apa pentru a produce hidroxid de bariu și hidrogen gazos. Datorită solubilității scăzute a hidroxidului de bariu și a energiei sale de sublimare ridicate, reacția nu este la fel de intensă ca cea a metalelor alcaline, iar hidroxidul de bariu rezultat va obstrucționa vederea. O cantitate mică de dioxid de carbon este introdusă în soluție pentru a forma un precipitat de carbonat de bariu, iar un exces de dioxid de carbon este introdus în continuare pentru a dizolva precipitatul de carbonat de bariu și a genera bicarbonat de bariu solubil.
4). Aminobariul se poate dizolva în amoniac lichid, generând o soluție albastră cu paramagnetism și conductivitate, care formează în esență electroni de amoniac. După o perioadă lungă de depozitare, hidrogenul din amoniac va fi redus la hidrogen gazos de către electronii de amoniac, iar reacția totală este reacția bariului cu amoniacul lichid pentru a produce aminobariu și hidrogen gazos.
5). Sulfitul de bariu este un cristal sau o pulbere albă, toxică, ușor solubilă în apă și, atunci când este expusă la aer, se oxidează treptat în sulfat de bariu. Se dizolvă în acizi tari neoxidanți, cum ar fi acidul clorhidric, pentru a genera dioxid de sulf gazos cu miros înțepător. În contact cu acizi oxidanți, cum ar fi acidul azotic diluat, se poate transforma în sulfat de bariu.
6). Sulfatul de bariu are proprietăți chimice stabile, iar porțiunea de sulfat de bariu dizolvată în apă este complet ionizată, ceea ce îl face un electrolit puternic. Sulfatul de bariu este insolubil în acid azotic diluat. Se utilizează în principal ca agent de contrast gastrointestinal.
Carbonatul de bariu este toxic și aproape insolubil în apă rece. Ușor solubil în apă care conține dioxid de carbon și solubil în acid clorhidric diluat. Reacționează cu sulfatul de sodiu pentru a produce un precipitat alb de sulfat de bariu mai insolubil - tendința de conversie între precipitate în soluție apoasă: este ușor să se convertească într-o direcție mai insolubilă.

6. Domenii de aplicare
1. Este utilizat în scopuri industriale în producerea de săruri de bariu, aliaje, artificii, reactoare nucleare etc. De asemenea, este un excelent dezoxidant pentru rafinarea cuprului. Este utilizat pe scară largă în aliaje, inclusiv plumb, calciu, magneziu, sodiu, litiu, aluminiu și nichel. Bariul metalic poate fi utilizat ca agent de degazare pentru a îndepărta urmele de gaz din tuburile vidate și tuburile catodice, precum și ca agent de degazare pentru rafinarea metalelor. Azotatul de bariu amestecat cu clorat de potasiu, pulbere de magneziu și colofoniu poate fi utilizat pentru fabricarea de semnalizare și artificii. Compușii solubili ai bariului sunt utilizați în mod obișnuit ca insecticide, cum ar fi clorura de bariu, pentru a controla diverși dăunători ai plantelor. Poate fi utilizat și pentru rafinarea saramurii și a apei din cazan pentru producerea de sodă caustică electrolitică. De asemenea, este utilizat pentru prepararea pigmenților. Industriile textile și ale pielăriei îl folosesc ca mordant și agent de matificare pentru mătasea artificială.
2. Sulfatul de bariu pentru uz medical este un medicament auxiliar pentru examinarea cu raze X. Pulbere albă inodoră și fără gust, o substanță care poate oferi un contrast pozitiv în organism în timpul examinării cu raze X. Sulfatul de bariu medical nu se absoarbe în tractul gastrointestinal și nu provoacă reacții alergice. Nu conține compuși solubili ai bariului, cum ar fi clorura de bariu, sulfura de bariu și carbonatul de bariu. Se utilizează în principal pentru imagistica gastrointestinală, fiind ocazional utilizat și în alte scopuri de examinare.

7. Metoda de preparare
Producția industrială abariu metaliceste împărțită în două etape: producerea de oxid de bariu și reducerea termică a metalului (reducerea termică a aluminiului). La 1000-1200 ℃,bariu metalicpoate fi obținut prin reducerea oxidului de bariu cu aluminiu metalic și apoi purificat prin distilare în vid. Metoda de reducere termică a aluminiului pentru producerea bariului metalic: Datorită raporturilor diferite ale ingredientelor, pot exista două reacții pentru reducerea oxidului de bariu cu aluminiu. Ecuația reacției este: ambele reacții pot produce doar o cantitate mică de bariu la 1000-1200 ℃. Prin urmare, trebuie utilizată o pompă de vid pentru a transfera continuu vaporii de bariu din zona de reacție în zona de condensare rece, pentru ca reacția să continue să se deplaseze spre dreapta. Reziduul de după reacție este toxic și trebuie tratat înainte de eliminare.