56. elements: bārijs

1, elementārais ievadsBārijs,
Sārmzemju metāla elements ar ķīmisko simbolu Ba atrodas periodiskās tabulas sestā perioda IIA grupā. Tas ir mīksts, sudrabaini balts spīdīgs sārmzemju metāls un aktīvākais elements sārmzemju metālos. Elementa nosaukums cēlies no grieķu vārda beta alfa ρύς (barys), kas nozīmē “smags”.

2、 Īsas vēstures atklāšana
Sārmzemju metālu sulfīdi uzrāda fosforescenci, kas nozīmē, ka tie turpina izstarot gaismu tumsā kādu laiku pēc tam, kad tie ir pakļauti gaismai. Bārija savienojumi sāka piesaistīt cilvēku uzmanību tieši šīs īpašības dēļ. 1602. gadā kurpnieks vārdā Kasio Lauro Boloņas pilsētā Itālijā apgrauzdēja barītu, kas satur bārija sulfātu kopā ar viegli uzliesmojošām vielām un atklāja, ka tas tumsā spēj izstarot gaismu, kas izraisīja tolaik zinātnieku interesi. Vēlāk šis akmens veids tika saukts par polonītu un izraisīja Eiropas ķīmiķu interesi par analītiskajiem pētījumiem. 1774. gadā zviedru ķīmiķis CW Scheele atklāja, ka bārija oksīds ir salīdzinoši smaga jauna augsne, ko viņš nosauca par “Baryta” (smago augsni). 1774. gadā Šēlers uzskatīja, ka šis akmens ir jaunas augsnes (oksīda) un sērskābes savienojums. 1776. gadā viņš karsēja nitrātu šajā jaunajā augsnē, lai iegūtu tīru augsni (oksīdu). 1808. gadā britu ķīmiķis H. Deivijs izmantoja dzīvsudrabu kā katodu un platīnu kā anodu, lai elektrolizētu barītu (BaSO4), lai iegūtu bārija amalgamu. Pēc destilācijas dzīvsudraba atdalīšanai tika iegūts zemas tīrības pakāpes metāls, kas nosaukts pēc grieķu vārda barys (smags). Elementa simbols ir iestatīts kā Ba, ko saucbārijs.

3, fizikālās īpašības
Bārijsir sudrabbalts metāls ar kušanas temperatūru 725 °C, viršanas temperatūru 1846 °C, blīvumu 3,51 g/cm3 un elastību. Galvenās bārija rūdas ir barīts un arsenopirīts.

4,Bārijsir ķīmisks elements ar ķīmiskām īpašībām.
Ķīmiskais simbols Ba, atomskaitlis 56, pieder periodiskās sistēmas IIA grupai un ir sārmzemju metālu loceklis. Bārijam ir liela ķīmiskā aktivitāte, un tas ir visaktīvākais starp sārmzemju metāliem. No potenciāla un jonizācijas enerģijas var redzēt, ka bārijam ir spēcīga reducējamība. Faktiski, ja tikai ņem vērā pirmā elektrona zudumu, bārijam ir visspēcīgākā reducējamība ūdenī. Tomēr bārijam ir salīdzinoši grūti zaudēt otro elektronu. Tāpēc, ņemot vērā visus faktorus, bārija reducējamība ievērojami samazināsies. Tomēr tas ir arī viens no reaktīvākajiem metāliem skābos šķīdumos, otrajā vietā aiz litija, cēzija, rubīdija un kālija.

5.Galvenie savienojumi
1). Bārija oksīds lēnām oksidējas gaisā, veidojot bārija oksīdu, kas ir bezkrāsains kubisks kristāls. Šķīst skābē, nešķīst acetonā un amonjaka ūdenī. Reaģē ar ūdeni, veidojot bārija hidroksīdu, kas ir toksisks. Dedzinot, tas izdala zaļu liesmu un rada bārija peroksīdu.
2). Bārija peroksīds reaģē ar sērskābi, veidojot ūdeņraža peroksīdu. Šīs reakcijas pamatā ir ūdeņraža peroksīda sagatavošanas princips laboratorijā.
3). Bārija hidroksīds reaģē ar ūdeni, veidojot bārija hidroksīdu un ūdeņraža gāzi. Bārija hidroksīda zemās šķīdības un augstās sublimācijas enerģijas dēļ reakcija nav tik intensīva kā sārmu metāliem, un iegūtais bārija hidroksīds aizsegs skatu. Šķīdumā ievada nelielu daudzumu oglekļa dioksīda, veidojot bārija karbonāta nogulsnes, un tālāk tiek ievadīts pārmērīgs oglekļa dioksīda daudzums, lai izšķīdinātu bārija karbonāta nogulsnes un radītu šķīstošu bārija bikarbonātu.
4). Aminobārijs var izšķīst šķidrā amonjakā, radot zilu šķīdumu ar paramagnētismu un vadītspēju, kas būtībā veido amonjaka elektronus. Pēc ilgstošas ​​uzglabāšanas ūdeņradis amonjakā ar amonjaka elektronu palīdzību tiks reducēts par ūdeņraža gāzi, un kopējā reakcija ir bārijs, kas reaģē ar šķidru amonjaku, veidojot aminobāriju un ūdeņraža gāzi.
5). Bārija sulfīts ir balts kristāls vai pulveris, toksisks, nedaudz šķīst ūdenī un pakāpeniski oksidējas bārija sulfātā, ievietojot to gaisā. Izšķīdiniet neoksidējošās stiprās skābēs, piemēram, sālsskābē, lai radītu sēra dioksīda gāzi ar asu smaku. Saskaroties ar oksidējošām skābēm, piemēram, atšķaidītu slāpekļskābi, to var pārvērst bārija sulfātā.
6). Bārija sulfātam ir stabilas ķīmiskās īpašības, un ūdenī izšķīdinātā bārija sulfāta daļa ir pilnībā jonizēta, padarot to par spēcīgu elektrolītu. Bārija sulfāts nešķīst atšķaidītā slāpekļskābē. Galvenokārt izmanto kā kuņģa-zarnu trakta kontrastvielu.
Bārija karbonāts ir toksisks un gandrīz nešķīst aukstā ūdenī., Nedaudz šķīst ūdenī, kas satur oglekļa dioksīdu, un šķīst atšķaidītā sālsskābē. Tas reaģē ar nātrija sulfātu, veidojot nešķīstošākas baltas bārija sulfāta nogulsnes – pārveidošanas tendence starp nogulsnēm ūdens šķīdumā: to ir viegli pārvērst nešķīstošākā virzienā.

6、 Lietojumprogrammas lauki
1. To izmanto rūpnieciskiem mērķiem bārija sāļu, sakausējumu, uguņošanas ierīču, kodolreaktoru uc ražošanā. Tas ir arī lielisks deoksidētājs vara rafinēšanai. Plaši izmanto sakausējumos, tostarp svina, kalcija, magnija, nātrija, litija, alumīnija un niķeļa sakausējumos. Bārija metālu var izmantot kā degazēšanas līdzekli, lai noņemtu gāzu pēdas no vakuuma lampām un katodstaru lampām, kā arī kā degazēšanas līdzekli metālu attīrīšanai. Bārija nitrātu, kas sajaukts ar kālija hlorātu, magnija pulveri un kolofoniju, var izmantot signālraķešu un uguņošanas ierīču ražošanai. Šķīstošos bārija savienojumus parasti izmanto kā insekticīdus, piemēram, bārija hlorīdu, lai kontrolētu dažādus augu kaitēkļus. To var izmantot arī sālījuma un katlu ūdens attīrīšanai elektrolītiskās kaustiskās sodas ražošanai. Izmanto arī pigmentu pagatavošanai. Tekstilrūpniecībā un ādas rūpniecībā to izmanto kā kodinātāju un mākslīgā zīda matēšanas līdzekli.
2. Bārija sulfāts medicīniskai lietošanai ir palīgzāles rentgena izmeklēšanai. Balts pulveris bez smaržas un garšas, viela, kas var nodrošināt pozitīvu kontrastu organismā rentgena izmeklēšanas laikā. Medicīniskais bārija sulfāts neuzsūcas kuņģa-zarnu traktā un neizraisa alerģiskas reakcijas. Tas nesatur šķīstošus bārija savienojumus, piemēram, bārija hlorīdu, bārija sulfīdu un bārija karbonātu. Galvenokārt izmanto kuņģa-zarnu trakta attēlveidošanai, reizēm izmanto citiem izmeklēšanas mērķiem

7 、 Sagatavošanas metode
Rūpnieciskā ražošanametālisks bārijsir sadalīta divos posmos: bārija oksīda ražošana un metāla termiskā reducēšana (alumīnija termiskā reducēšana). 1000-1200 ℃ temperatūrā,metālisks bārijsvar iegūt, reducējot bārija oksīdu ar metālisku alumīniju un pēc tam attīrot ar vakuumdestilāciju. Alumīnija termiskās reducēšanas metode metāliskā bārija ražošanai: dažādu sastāvdaļu attiecību dēļ bārija oksīda alumīnija reducēšanai var būt divas reakcijas. Reakcijas vienādojums ir šāds: abas reakcijas var radīt tikai nelielu daudzumu bārija 1000-1200 ℃ temperatūrā. Tāpēc ir jāizmanto vakuumsūknis, lai nepārtraukti pārvietotu bārija tvaikus no reakcijas zonas uz auksto kondensācijas zonu, lai reakcija turpinātu virzīties pa labi. Atlikumi pēc reakcijas ir toksiski un ir jāapstrādā pirms iznīcināšanas