Елемент 56: Барий

1. Елементарно въведениеБарий,
Алкалоземният метал, с химичен символ Ba, се намира в IIA група на шести период на периодичната таблица. Той е мек, сребристо-бял блясък и е най-активният елемент сред алкалоземните метали. Името на елемента произлиза от гръцката дума бета-алфа ρύς (барис), която 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. Бариевите съединения 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 на тъмно, което предизвиква интереса на учените по това време. По-късно този вид камък е наречен полонит и предизвиква интереса на европейските химици към аналитични изследвания. През 1774 г. шведският химик К. В. Шееле открива, че бариевият оксид е сравнително тежка нова почва, която той нарича „Барита“ (тежка почва). През 1774 г. Шелер вярва, 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 да електролизира барит (BaSO4) и да произведе бариева амалгама. След дестилация за отстраняване на живак е получен метал с ниска чистота, наречен на гръцката дума barys (тежък). Символът на елемента е Ba, който се нарича...барий.

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

4,Барийе химичен елемент с химични свойства.
Химичният символ Ba, атомен номер 56, принадлежи към периодичната система IIA група и е член на алкалоземните метали. Барият има голяма химическа активност и е най-активният сред алкалоземните метали. От потенциала и йонизационната енергия може да се види, че барият има силна редуцируемост. Всъщност, ако се вземе предвид само загубата на първия електрон, барият има най-силна редуцируемост във вода. Въпреки това, за бария е сравнително трудно да загуби втория електрон. Следователно, като се вземат предвид всички фактори, редуцируемостта на бария ще намалее значително. Въпреки това, той е и един от най-реактивните метали в киселинни разтвори, втори след литий, цезий, рубидий и калий.

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 горене отделя зелен пламък и генерира бариев пероксид.
2). Бариевият пероксид реагира със сярна киселина, за да произведе водороден пероксид. Тази реакция се основава на принципа на получаване на водороден пероксид в лаборатория.
3). Бариевият хидроксид реагира с вода, за да образува бариев хидроксид и водороден газ. Поради ниската разтворимост на бариевия хидроксид и високата му енергия на сублимация, реакцията не е толкова интензивна, колкото тази на алкалните метали, а полученият бариев хидроксид ще замъгли видимостта. В разтвора се въвежда малко количество въглероден диоксид, 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 се редуцира до водороден газ от амонячни електрони и цялостната реакция е барий да 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 на въздух. Разтваря се в неокисляващи силни киселини като солна киселина, за да се образува серен диоксид с остра миризма. При контакт с окисляващи киселини като разредена азотна киселина, той може да се превърне в бариев сулфат.
6). Бариевият сулфат има стабилни химични свойства, а 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 контрастно вещество за стомашно-чревния тракт.
Бариевият карбонат е токсичен и почти неразтворим в студена вода. Слабо разтворим във вода, съдържаща въглероден диоксид, и разтворим в разредена солна киселина. Реагира с натриев сулфат, за да образува по-неразтворима бяла утайка от бариев сулфат – тенденцията на превръщане между утайките във воден разтвор: лесно е да се превърне в по-неразтворима посока.

6. Области на приложение
1. Използва се за промишлени цели в производството на бариеви соли, сплави, фойерверки, ядрени реактори и др. Също така е отличен дезоксидатор за рафиниране на мед. Широко се използва 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 тръби и катодно-лъчеви тръби, както и като дегазиращ агент за рафиниране на метали. Бариевият нитрат, смесен с калиев хлорат, магнезиев прах и колофон, може да се използва за производство на сигнални ракети и фойерверки. Разтворимите бариеви съединения, като бариев хлорид, често се използват като инсектициди, за борба с различни растителни вредители. Може да се използва и за рафиниране на саламура и котелна вода за производство на електролитна сода каустик. Използва се и за приготвяне на пигменти. Текстилната и кожената промишленост го използват като байц и матиращ агент за изкуствена коприна.
2. Бариевият сулфат за медицинска употреба е помощно лекарство за рентгенови изследвания. 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-чревно изобразяване, понякога се използва и за други цели на изследване.

7. Метод на приготвяне
Индустриалното производство наметален барийе разделен 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 да се пречисти чрез вакуумна дестилация. Метод за термична редукция на алуминий за получаване на метален барий: Поради различните съотношения на съставките, може да има две реакции за редукция на бариев оксид с алуминий. 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. Остатъкът след реакцията е токсичен и трябва да се третира преди изхвърляне.