Елемент 56: Барий

1、 Елементарно въведениеБарий,
Елементът алкалоземен метал с химически символ Ba се намира в група IIA на шестия период на периодичната таблица. Това е мек алкалоземен метал със сребристобял блясък и най-активният елемент в алкалоземните метали. Името на елемента идва от гръцката дума бета алфа ρύς (barys), което означава „тежък“.

2、 Откриване на кратка история
Сулфидите на алкалоземните метали проявяват фосфоресценция, което означава, че продължават да излъчват светлина за определен период от време на тъмно, след като са били изложени на светлина. Съединенията на бария започват да привличат вниманието на хората именно поради тази характеристика. През 1602 г. обущар на име Касио Лауро в град Болоня, Италия, изпича барит, съдържащ бариев сулфат заедно със запалими вещества и открива, че той може да излъчва светлина в тъмното, което предизвиква интереса на учените по това време. По-късно този вид камък се нарича полонит и предизвиква интереса на европейските химици към аналитичните изследвания. През 1774 г. шведският химик CW Scheele открива, че бариевият оксид е сравнително тежка нова почва, която той нарича „Baryta“ (тежка почва). През 1774 г. Шелер смята, че този камък е комбинация от нова почва (оксид) и сярна киселина. През 1776 г. той нагрява нитрата в тази нова почва, за да получи чиста почва (оксид). През 1808 г. британският химик Х. Дейви използва живак като катод и платина като анод за електролиза на барит (BaSO4) за производство на бариева амалгама. След дестилация за отстраняване на живака се получава метал с ниска чистота, наречен на гръцката дума barys (тежък). Символът на елемента е зададен като Ba, което се наричабарий.

3、 Физически свойства
Барийе сребристо бял метал с точка на топене 725 ° C, точка на кипене 1846 ° C, плътност 3,51 g/cm3 и пластичност. Основните бариеви руди са барит и арсенопирит.

4、Барийе химичен елемент с химични свойства.
Химическият символ Ba, атомен номер 56, принадлежи към групата IIA на периодичната система и е член на алкалоземните метали. Барият има голяма химическа активност и е най-активният сред алкалоземните метали. От потенциалната и йонизационната енергия може да се види, че барият има силна редуцируемост. Всъщност, ако се има предвид само загубата на първия електрон, барият има най-силна редуцируемост във вода. За бария обаче е относително трудно да загуби втория електрон. Следователно, като се имат предвид всички фактори, редуцируемостта на барий ще намалее значително. Въпреки това той е и един от най-реактивните метали в киселинни разтвори, на второ място след лития, цезия, рубидия и калия.

5. Основни съединения
1). Бариевият оксид бавно се окислява във въздуха, за да образува бариев оксид, който е безцветен кубичен кристал. Разтворим в киселина, неразтворим в ацетон и амонячна вода. Реагира с вода, за да образува бариев хидроксид, който е токсичен. При изгаряне той излъчва зелен пламък и генерира бариев пероксид.
2). Бариевият пероксид реагира със сярна киселина, за да се получи водороден пероксид. Тази реакция се основава на принципа на получаване на водороден пероксид в лабораторията.
3). Бариевият хидроксид реагира с вода, за да се получи бариев хидроксид и водороден газ. Поради ниската разтворимост на бариевия хидроксид и неговата висока енергия на сублимация, реакцията не е толкова интензивна, колкото тази на алкалните метали, и полученият бариев хидроксид ще затъмни гледката. Малко количество въглероден диоксид се въвежда в разтвора, за да се образува утайка от бариев карбонат, а излишъкът от въглероден диоксид се въвежда допълнително, за да се разтвори утайката от бариев карбонат и да се генерира разтворим бариев бикарбонат.
4). Аминобарият може да се разтвори в течен амоняк, генерирайки син разтвор с парамагнетизъм и проводимост, който по същество образува амонячни електрони. След дълъг период на съхранение, водородът в амоняка ще бъде редуциран до водороден газ от амонячни електрони и общата реакция е барий, който реагира с течен амоняк, за да се получи аминобарий и водороден газ.
5). Бариевият сулфит е бял кристал или прах, токсичен, слабо разтворим във вода и постепенно се окислява до бариев сулфат, когато се постави във въздуха. Разтворете в неокисляващи силни киселини като солна киселина, за да генерирате газ серен диоксид с остра миризма. При среща с окислителни киселини като разредена азотна киселина, тя може да се превърне в бариев сулфат.
6). Бариевият сулфат има стабилни химични свойства и частта от бариевия сулфат, разтворена във вода, е напълно йонизирана, което го прави силен електролит. Бариевият сулфат е неразтворим в разредена азотна киселина. Използва се главно като стомашно-чревен контрастен агент.
Бариевият карбонат е токсичен и почти неразтворим в студена вода, слабо разтворим във вода, съдържаща въглероден диоксид и разтворим в разредена солна киселина. Той реагира с натриев сулфат, за да произведе по-неразтворима бяла утайка от бариев сулфат – тенденцията на преобразуване между утайките във воден разтвор: лесно се преобразува в по-неразтворима посока.

6、 Полета за приложение
1. Използва се за промишлени цели при производството на бариеви соли, сплави, фойерверки, ядрени реактори и др. Освен това е отличен дезоксидант за рафиниране на мед. Широко използван в сплави, включително оловни, калциеви, магнезиеви, натриеви, литиеви, алуминиеви и никелови сплави. Металният барий може да се използва като дегазиращ агент за отстраняване на следи от газове от вакуумни и електроннолъчеви тръби, както и като дегазиращ агент за рафиниране на метали. Бариев нитрат, смесен с калиев хлорат, магнезиев прах и колофон, може да се използва за производство на сигнални ракети и фойерверки. Разтворимите бариеви съединения обикновено се използват като инсектициди, като бариев хлорид, за контрол на различни вредители по растенията. Може да се използва и за рафиниране на саламура и котелна вода за електролитно производство на сода каустик. Използва се и за приготвяне на пигменти. Текстилната и кожарската промишленост го използват като остъргващо средство и матиращ агент за изкуствена коприна.
2. Бариевият сулфат за медицинска употреба е помощно лекарство при рентгеново изследване. Бял прах без мирис и вкус, вещество, което може да осигури положителен контраст в тялото по време на рентгеново изследване. Медицинският бариев сулфат не се абсорбира в стомашно-чревния тракт и не предизвиква алергични реакции. Не съдържа разтворими бариеви съединения като бариев хлорид, бариев сулфид и бариев карбонат. Използва се главно за стомашно-чревни изображения, понякога се използва за други цели на изследване

7、 Метод на приготвяне
Индустриалното производство наметален барийсе разделя на два етапа: производство на бариев оксид и термична редукция на метал (термична редукция на алуминий). При 1000-1200 ℃,метален барийможе да се получи чрез редуциране на бариев оксид с метален алуминий и след това пречистен чрез вакуумна дестилация. Метод за термична редукция на алуминий за производство на метален барий: Поради различни съотношения на съставките може да има две реакции за редукция на алуминий на бариев оксид. Уравнението на реакцията е: и двете реакции могат да произведат само малко количество барий при 1000-1200 ℃. Следователно трябва да се използва вакуумна помпа за непрекъснато прехвърляне на бариеви пари от реакционната зона към зоната на студена кондензация, за да може реакцията да продължи да се движи надясно. Остатъците след реакцията са токсични и трябва да бъдат обработени преди изхвърляне