Maģiskajā ķīmijas pasaulēbārijsvienmēr ir piesaistījusi zinātnieku uzmanību ar savu unikālo šarmu un plašo pielietojumu. Lai gan šis sudrabaini baltais metāla elements nav tik žilbinošs kā zelts vai sudrabs, tam ir neaizstājama loma daudzās jomās. No precīzijas instrumentiem zinātniskās pētniecības laboratorijās līdz galvenajām izejvielām rūpnieciskajā ražošanā un diagnostikas reaģentiem medicīnas jomā, bārijs ir uzrakstījis ķīmijas leģendu ar savām unikālajām īpašībām un funkcijām.
Jau 1602. gadā Itālijas pilsētas Porras kurpnieks Kasio Lauro eksperimentā ar degošu vielu apgrauzdēja barītu, kas saturēja bārija sulfātu, un bija pārsteigts, atklājot, ka tas var spīdēt tumsā. Šis atklājums toreiz izraisīja lielu pētnieku interesi, un akmens tika nosaukts par Porras akmeni un kļuva par Eiropas ķīmiķu pētījumu centru.
Tomēr tieši zviedru ķīmiķis Šēls patiesi apstiprināja, ka bārijs ir jauns elements. Viņš atklāja bārija oksīdu 1774. gadā un nosauca to par "Baryta" (smago zemi). Viņš padziļināti pētīja šo vielu un uzskatīja, ka tā sastāv no jaunas zemes (oksīda), kas apvienota ar sērskābi. Divus gadus vēlāk viņš veiksmīgi uzsildīja šīs jaunās augsnes nitrātu un ieguva tīru oksīdu.
Tomēr, lai gan Šēle atklāja bārija oksīdu, tikai 1808. gadā britu ķīmiķis Deivijs veiksmīgi ražoja bārija metālu, elektrolizējot no barīta izgatavotu elektrolītu. Šis atklājums iezīmēja bārija kā metāla elementa oficiālu apstiprinājumu, kā arī atklāja bārija izmantošanas ceļu dažādās jomās.
Kopš tā laika cilvēki ir nepārtraukti padziļinājuši savu izpratni par bāriju. Zinātnieki ir izpētījuši dabas noslēpumus un veicinājuši zinātnes un tehnikas progresu, pētot bārija īpašības un uzvedību. Bārija pielietojums zinātniskajā pētniecībā, rūpniecībā un medicīnā ir kļuvis arī arvien plašāks, ienesot cilvēka dzīvē ērtības un komfortu. Bārija šarms slēpjas ne tikai tā praktiskumā, bet arī zinātniskajā noslēpumā. Zinātnieki ir nepārtraukti pētījuši dabas noslēpumus un veicinājuši zinātnes un tehnikas progresu, pētot bārija īpašības un uzvedību. Tajā pašā laikā bārijs arī klusi spēlē savu lomu mūsu ikdienas dzīvē, ienesot mūsu dzīvē ērtības un komfortu.
Dosimies šajā maģiskajā ceļojumā, izpētot bāriju, atklāsim tā noslēpumaino plīvuru un novērtēsim tā unikālo šarmu. Nākamajā rakstā mēs vispusīgi iepazīstināsim ar bārija īpašībām un pielietojumu, kā arī tā nozīmīgo lomu zinātniskajā pētniecībā, rūpniecībā un medicīnā. Es uzskatu, ka, izlasot šo rakstu, jūs iegūsit dziļāku izpratni un zināšanas par bāriju.
1. Bārija pielietojuma jomas
Bārijs ir izplatīts ķīmiskais elements. Tas ir sudrabaini balts metāls, kas dabā pastāv dažādu minerālu veidā. Tālāk ir norādīti daži bārija ikdienas lietojumi
Degšana un luminiscence: Bārijs ir ļoti reaģējošs metāls, kas, saskaroties ar amonjaku vai skābekli, rada spilgtu liesmu. Tādējādi bārijs tiek plaši izmantots tādās nozarēs kā uguņošanas ierīču ražošana, signālraķetes un fosfora ražošana.
Medicīnas nozare: Bārija savienojumus plaši izmanto arī medicīnas nozarē. Bārija maltītes (piemēram, bārija tabletes) izmanto kuņģa-zarnu trakta rentgena izmeklējumos, lai palīdzētu ārstiem novērot gremošanas sistēmas darbību. Bārija savienojumus izmanto arī dažās radioaktīvās terapijās, piemēram, radioaktīvo jodu vairogdziedzera slimību ārstēšanai.
Stikls un keramika: Bārija savienojumus bieži izmanto stikla un keramikas ražošanā, jo tiem ir labs kušanas punkts un izturība pret koroziju. Bārija savienojumi var uzlabot keramikas cietību un izturību, kā arī nodrošināt dažas īpašas keramikas īpašības, piemēram, elektrisko izolāciju un augstu refrakcijas indeksu.
Metālu sakausējumi: Bārijs var veidot sakausējumus ar citiem metāla elementiem, un šiem sakausējumiem ir dažas unikālas īpašības. Piemēram, bārija sakausējumi var paaugstināt alumīnija un magnija sakausējumu kušanas temperatūru, atvieglojot to apstrādi un liešanu. Turklāt bateriju plākšņu un magnētisko materiālu izgatavošanai izmanto arī bārija sakausējumus ar magnētiskām īpašībām.
Bārijs ir ķīmiskais elements ar ķīmisko simbolu Ba un atomskaitli 56. Bārijs ir sārmzemju metāls, kas ir periodiskās tabulas 6. grupā, galvenās grupas elementi.
2. Bārija fizikālās īpašības
Bārijs (Ba)ir sārmzemju metālu elements. 1. Izskats: Bārijs ir mīksts, sudrabaini balts metāls ar izteiktu metālisku spīdumu griešanas laikā.
2. Blīvums: Bārija blīvums ir salīdzinoši augsts, aptuveni 3,5 g/cm³. Tas ir viens no blīvākajiem metāliem uz zemes.
3. Kušanas un viršanas temperatūra: bārija kušanas temperatūra ir aptuveni 727 ° C, un viršanas temperatūra ir aptuveni 1897 ° C.
4. Cietība: Bārijs ir salīdzinoši mīksts metāls, kura Mosa cietība ir aptuveni 1,25 pie 20 grādiem pēc Celsija.
5. Vadītspēja: Bārijs ir labs elektrības vadītājs ar augstu elektrovadītspēju.
6. Elastība: lai gan bārijs ir mīksts metāls, tam ir noteikta elastības pakāpe, un to var apstrādāt plānās loksnēs vai stieplēs.
7. Ķīmiskā aktivitāte: Bārijs istabas temperatūrā nereaģē spēcīgi ar lielāko daļu nemetālu un daudziem metāliem, bet augstā temperatūrā un gaisā tas veido oksīdus. Tas var veidot savienojumus ar daudziem nemetāliskiem elementiem, piemēram, oksīdiem, sulfīdiem utt.
8. Eksistences formas: Zemes garozā bāriju saturoši minerāli, piemēram, barīts (bārija sulfāts) utt. Bārijs dabā var pastāvēt arī hidrātu, oksīdu, karbonātu u.c. veidā.
9. Radioaktivitāte: bārijam ir dažādi radioaktīvie izotopi, tostarp bārijs-133 ir izplatīts radioaktīvais izotops, ko izmanto medicīniskajā attēlveidošanā un kodolmedicīnā.
10. Pielietojums: Bārija savienojumus plaši izmanto rūpniecībā, piemēram, stiklā, gumijā, ķīmiskās rūpniecības katalizatoros, elektronu caurulēs utt. Tā sulfātu bieži izmanto kā kontrastvielu medicīniskajās pārbaudēs. Bārijs ir svarīgs metāla elements, un tā īpašības padara to plaši izmantotu daudzās jomās.
3. Bārija ķīmiskās īpašības
Metāla īpašības: Bārijs ir metāliska cieta viela ar sudrabaini baltu izskatu un labu elektrovadītspēju.
Blīvums un kušanas temperatūra: Bārijs ir samērā blīvs elements ar blīvumu 3,51 g/cm3. Bārija zemā kušanas temperatūra ir aptuveni 727 grādi pēc Celsija (1341 grādi pēc Fārenheita).
Reaģētspēja: Bārijs ātri reaģē ar lielāko daļu nemetālisko elementu, īpaši ar halogēniem (piemēram, hloru un bromu), veidojot atbilstošus bārija savienojumus. Piemēram, bārijs reaģē ar hloru, veidojot bārija hlorīdu.
Oksidējamība: Bāriju var oksidēt, veidojot bārija oksīdu. Bārija oksīdu plaši izmanto tādās nozarēs kā metālu kausēšana un stikla ražošana. Augsta aktivitāte: Bārijam ir augsta ķīmiskā aktivitāte un tas viegli reaģē ar ūdeni, atbrīvojot ūdeņradi un radot bārija hidroksīdu.
4. Bārija bioloģiskās īpašības
Nozīme un bioloģiskās īpašībasbārijsorganismos nav pilnībā izprotami, taču ir zināms, ka bārijam ir noteikta toksicitāte organismiem.
Uzņemšanas ceļš: cilvēki galvenokārt uzņem bāriju ar pārtiku un dzeramo ūdeni. Daži pārtikas produkti var saturēt nelielu daudzumu bārija, piemēram, graudi, gaļa un piena produkti. Turklāt gruntsūdeņos dažreiz ir lielāka bārija koncentrācija.
Bioloģiskā uzsūkšanās un metabolisms: Bāriju var absorbēt organismi un izplatīt organismā caur asinsriti. Bārijs galvenokārt uzkrājas nierēs un kaulos, īpaši lielākā koncentrācijā kaulos.
Bioloģiskā funkcija: vēl nav konstatēts, ka bārijam organismos būtu būtiskas fizioloģiskas funkcijas. Tāpēc bārija bioloģiskā funkcija joprojām ir pretrunīga.
5. Bārija bioloģiskās īpašības
Toksicitāte: augsta bārija jonu vai bārija savienojumu koncentrācija ir toksiska cilvēka ķermenim. Pārmērīga bārija uzņemšana var izraisīt akūtus saindēšanās simptomus, tostarp vemšanu, caureju, muskuļu vājumu, aritmiju utt. Smaga saindēšanās var izraisīt nervu sistēmas bojājumus, nieru bojājumus un sirds problēmas.
Kaulu uzkrāšanās: Bārijs var uzkrāties cilvēka ķermeņa kaulos, īpaši gados vecākiem cilvēkiem. Ilgstoša iedarbība uz augstu bārija koncentrāciju var izraisīt kaulu slimības, piemēram, osteoporozi.
Ietekme uz sirds un asinsvadu sistēmu: bārijs, tāpat kā nātrijs, var traucēt jonu līdzsvaru un elektrisko aktivitāti, ietekmējot sirds darbību. Pārmērīga bārija uzņemšana var izraisīt sirds ritma traucējumus un palielināt sirdslēkmes risku.
Kancerogenitāte: Lai gan joprojām pastāv strīdi par bārija kancerogenitāti, daži pētījumi liecina, ka ilgstoša augsta bārija koncentrācijas iedarbība var palielināt noteiktu vēža veidu, piemēram, kuņģa vēža un barības vada vēža, risku. Bārija toksicitātes un iespējamās briesmas dēļ cilvēkiem jābūt uzmanīgiem, lai izvairītos no pārmērīgas bārija uzņemšanas vai ilgstošas iedarbības uz augstu bārija koncentrāciju. Lai aizsargātu cilvēku veselību, jāuzrauga un jākontrolē bārija koncentrācija dzeramajā ūdenī un pārtikā. Ja jums ir aizdomas par saindēšanos vai ir saistīti simptomi, lūdzu, nekavējoties meklējiet medicīnisko palīdzību.
6. Bārijs dabā
Bārija minerāli: Bārijs var pastāvēt zemes garozā minerālu veidā. Daži izplatīti bārija minerāli ir barīts un vitērīts. Šīs rūdas bieži rodas kopā ar citiem minerāliem, piemēram, svinu, cinku un sudrabu.
Izšķīdināts gruntsūdeņos un iežos: Bārijs var pastāvēt gruntsūdeņos un iežos izšķīdinātā stāvoklī. Gruntsūdeņos ir neliels daudzums izšķīdušā bārija, un tā koncentrācija ir atkarīga no ģeoloģiskajiem apstākļiem un ūdenstilpes ķīmiskajām īpašībām. Bārija sāļi: Bārijs var veidot dažādus sāļus, piemēram, bārija hlorīdu, bārija nitrātu un bārija karbonātu. Šie savienojumi dabā var pastāvēt kā dabiski minerāli.
Sastāvs augsnē:Bārijsaugsnē var pastāvēt dažādās formās, no kurām dažas rodas dabisko minerālu daļiņu vai iežu šķīšanas rezultātā. Bārija saturs augsnē parasti ir zems, bet noteiktos apgabalos var būt augsta bārija koncentrācija.
Jāņem vērā, ka bārija forma un saturs dažādās ģeoloģiskajās vidēs un reģionos var atšķirties, tāpēc, runājot par bāriju, jāņem vērā konkrēti ģeogrāfiskie un ģeoloģiskie apstākļi.
7. Bārija ieguve un ražošana
Bārija ieguves un sagatavošanas process parasti ietver šādas darbības:
1. Bārija rūdas ieguve: Bārija rūdas galvenais minerāls ir barīts, kas pazīstams arī kā bārija sulfāts. Tas parasti atrodas zemes garozā un ir plaši izplatīts iežos un minerālu atradnēs uz zemes. Ieguves rūpniecībā parasti ietilpst tādi procesi kā spridzināšana, ieguve, rūdas sasmalcināšana un šķirošana, lai iegūtu bārija sulfātu saturošas rūdas.
2. Koncentrāta sagatavošana. Lai iegūtu bāriju no bārija rūdas, ir nepieciešama rūdas apstrāde ar koncentrātu. Koncentrāta sagatavošana parasti ietver manuālu atlasi un flotāciju, lai noņemtu piemaisījumus un iegūtu rūdu, kas satur vairāk nekā 96% bārija sulfāta.
3. Bārija sulfāta sagatavošana: Koncentrāts tiek pakļauts tādām darbībām kā dzelzs un silīcija atdalīšana, lai beidzot iegūtu bārija sulfātu (BaSO4).
4. Bārija sulfīda sagatavošana: Lai pagatavotu bāriju no bārija sulfāta, bārija sulfāts jāpārvērš bārija sulfīdā, ko sauc arī par melnajiem pelniem. Bārija sulfāta rūdas pulveri, kura daļiņu izmērs ir mazāks par 20 acīm, parasti sajauc ar ogļu vai naftas koksa pulveri svara attiecībā 4:1. Maisījumu apgrauzdē 1100 ℃ temperatūrā reverberācijas krāsnī, un bārija sulfātu reducē līdz bārija sulfīdam.
5. Bārija sulfīda šķīdināšana: bārija sulfāta bārija sulfīda šķīdumu var iegūt, izskalojot ar karstu ūdeni.
6. Bārija oksīda sagatavošana. Lai bārija sulfīdu pārvērstu bārija oksīdā, bārija sulfīda šķīdumam parasti pievieno nātrija karbonātu vai oglekļa dioksīdu. Pēc bārija karbonāta un oglekļa pulvera sajaukšanas, kalcinēšana temperatūrā virs 800 ℃ var radīt bārija oksīdu.
7. Dzesēšana un apstrāde: Jāņem vērā, ka bārija oksīds tiek oksidēts, veidojot bārija peroksīdu 500-700 ℃, un bārija peroksīdu var sadalīt, veidojot bārija oksīdu 700-800 ℃ temperatūrā. Lai izvairītos no bārija peroksīda veidošanās, kalcinētais produkts ir jāatdzesē vai jādzēš, aizsargājot inertu gāzi.
Iepriekš minētais ir vispārējais bārija elementa ieguves un sagatavošanas process. Šie procesi var atšķirties atkarībā no rūpnieciskā procesa un aprīkojuma, taču vispārējie principi paliek nemainīgi. Bārijs ir svarīgs rūpnieciskais metāls, ko izmanto dažādās jomās, tostarp ķīmiskajā rūpniecībā, medicīnā, elektronikā un citās jomās.
8. Izplatītās bārija elementa noteikšanas metodes
Bārijsir izplatīts elements, ko parasti izmanto dažādos rūpnieciskos un zinātniskos lietojumos. Analītiskajā ķīmijā bārija noteikšanas metodes parasti ietver kvalitatīvo analīzi un kvantitatīvo analīzi. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads plaši izmantotajām bārija elementa noteikšanas metodēm:
1. Liesmas atomabsorbcijas spektrometrija (FAAS): šī ir plaši izmantota kvantitatīvās analīzes metode, kas piemērota paraugiem ar augstāku koncentrāciju. Parauga šķīdumu izsmidzina liesmā, un bārija atomi absorbē noteikta viļņa garuma gaismu. Absorbētās gaismas intensitāte tiek mērīta un ir proporcionāla bārija koncentrācijai.
2. Liesmas atomu emisijas spektrometrija (FAES): šī metode nosaka bāriju, izsmidzinot parauga šķīdumu liesmā, pamudinot bārija atomus izstarot noteikta viļņa garuma gaismu. Salīdzinot ar FAAS, FAES parasti izmanto zemākas bārija koncentrācijas noteikšanai.
3. Atomu fluorescences spektrometrija (AAS): šī metode ir līdzīga FAAS, bet izmanto fluorescences spektrometru, lai noteiktu bārija klātbūtni. To var izmantot, lai izmērītu nelielu bārija daudzumu.
4. Jonu hromatogrāfija. Šī metode ir piemērota bārija analīzei ūdens paraugos. Bārija jonus atdala un nosaka ar jonu hromatogrāfiju. To var izmantot, lai izmērītu bārija koncentrāciju ūdens paraugos.
5. Rentgenstaru fluorescences spektrometrija (XRF): tā ir nesagraujoša analītiskā metode, kas piemērota bārija noteikšanai cietos paraugos. Pēc tam, kad paraugs ir ierosināts ar rentgena stariem, bārija atomi izstaro specifisku fluorescenci, un bārija saturu nosaka, mērot fluorescences intensitāti.
6. Masu spektrometrija. Masas spektrometriju var izmantot, lai noteiktu bārija izotopu sastāvu un noteiktu bārija saturu. Šo metodi parasti izmanto augstas jutības analīzei, un tā var noteikt ļoti zemas bārija koncentrācijas. Iepriekš ir dažas biežāk izmantotās metodes bārija noteikšanai. Konkrētā izvēles metode ir atkarīga no parauga veida, bārija koncentrācijas diapazona un analīzes mērķa. Ja jums nepieciešama papildu informācija vai ir citi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar mani. Šīs metodes plaši izmanto laboratorijās un rūpniecībā, lai precīzi un droši izmērītu un noteiktu bārija klātbūtni un koncentrāciju. Konkrētā izmantojamā metode ir atkarīga no parauga veida, kas jāmēra, bārija satura diapazona un konkrētā analīzes mērķa.
Izlikšanas laiks: Dec-09-2024