Element 56: Barium

1 、 Elementarni uvodBarij,
Metalni element alkalne Zemlje, s kemijskim simbolom BA, nalazi se u grupi IIa šestog razdoblja periodične tablice. To je mekani, srebrno bijeli luster alkalni metalni metal i najaktivniji element u metalima alkalnih zemalja. Naziv elementa dolazi od grčke riječi beta alfa ρύς (barys), što znači "teška".

2 、 Otkrivanje kratke povijesti
Sulfidi alkalnih zemaljskih metala pokazuju fosforescenciju, što znači da i dalje emitiraju svjetlost neko vrijeme u mraku nakon što su bili izloženi svjetlu. Barijski spojevi počeli su privlačiti pažnju ljudi upravo zbog ove karakteristike. Godine 1602. obućar po imenu Casio Lauro u gradu Bologni u Italiji pekao je barita koji sadrži barij sulfat zajedno s zapaljivim tvarima i otkrio da bi mogao emitirati svjetlo u mraku, što je tada izazvalo zanimanje učenjaka. Kasnije se ova vrsta kamena zvala Polonit i pobudila je interes europskih kemičara za analitička istraživanja. 1774. švedski kemičar CW Scheele otkrio je da je barijev oksid relativno teško novo tlo, koje je nazvao "barita" (teška tla). 1774. Scheler je vjerovao da je ovaj kamen kombinacija novog tla (oksida) i sumporne kiseline. 1776. zagrijao je nitrat u ovom novom tlu kako bi dobio čisto tlo (oksid). 1808. britanski kemičar H. Davy koristio je Merkur kao katodu i platinu kao anodu za elektrolizu Barite (BASO4) za proizvodnju barijskog amalgama. Nakon destilacije za uklanjanje žive, dobiven je metal niske čistoće i nazvan po grčkoj riječi barys (teška). Simbol elementa postavljen je kao BA, koji se nazivabarij.

3 、 Fizička svojstva
Barijje srebrni bijeli metal sa talicom od 725 ° C, točke ključanja od 1846 ° C, gustoća od 3,51 g/cm3 i duktilnost. Glavne rude barija su barite i arsenopirit.

4 、Barijje kemijski element s kemijskim svojstvima.
Kemijski simbol BA, atomski broj 56, pripada periodičnom sustavu IIA grupa i član je alkalnih metala Zemlje. Barij ima veliku kemijsku aktivnost i najaktivniji je među alkalnim metalima zemlje. Iz potencijalne i ionizacijske energije, može se vidjeti da barij ima snažnu reducibilnost. U stvari, ako samo razmatra gubitak prvog elektrona, Barium ima najjaču smanjenost u vodi. Međutim, Barij je relativno teško izgubiti drugi elektron. Stoga će se s obzirom na sve čimbenike smanjenje barija značajno smanjiti. Unatoč tome, to je i jedan od najzadovoljnijih metala u kiselim otopinama, drugi samo do litija, cezija, rubidija i kalija.

5. Main spojevi
1). Barijev oksid polako oksidira u zraku kako bi nastao barijev oksid, koji je bezbojni kubični kristal. Topiva u kiselini, netopljiva u vodi acetona i amonijaka. Reagira s vodom kako bi nastao barijev hidroksid, koji je toksičan. Kad se izgori, emitira zeleni plamen i stvara barijski peroksid.
2). Barijski peroksid reagira sa sumpornom kiselinom za proizvodnju vodikovog peroksida. Ova se reakcija temelji na principu pripreme vodikovog peroksida u laboratoriju.
3). Barijev hidroksid reagira s vodom kako bi proizveo barijev hidroksid i vodikov plin. Zbog niske topljivosti barijevog hidroksida i njegove visoke sublimacijske energije, reakcija nije tako intenzivna kao reakcija alkalnih metala, a rezultirajući barijev hidroksid će zatamniti pogled. Mala količina ugljičnog dioksida unosi se u otopinu kako bi se stvorio talog od barijevog karbonata, a višak ugljičnog dioksida se dodatno uvodi kako bi se otapao talog barijevog karbonata i stvorio topljivi barijski bikarbonat.
4). Amino barij može se otopiti u tekućem amonijaku, stvarajući plavu otopinu s paramagnetizmom i vodljivošću, što u osnovi tvori elektrone amonijaka. Nakon dugog razdoblja skladištenja, vodik u amonijaku smanjen će na vodikov plin elektronima amonijaka, a ukupna reakcija je barij koji reagira s tekućim amonijakom kako bi se stvorio amino barij i vodikov plin.
5). Barijev sulfit je bijeli kristal ili prah, toksičan, blago topiv u vodi i postupno se oksidira u barijev sulfat kada se postavi u zrak. Otopiti se u ne oksidirajući snažne kiseline kao što je klorovodična kiselina za stvaranje plina sumpornog dioksida s oštrim mirisom. Prilikom susreta s oksidacijskim kiselinama poput razrijeđene dušične kiseline, ona se može pretvoriti u barijev sulfat.
6). Barijev sulfat ima stabilna kemijska svojstva, a dio barijevog sulfata otopljenog u vodi je potpuno ioniziran, što ga čini jakim elektrolitom. Barijev sulfat je netopljiv u razrijeđenoj dušičnoj kiselini. Uglavnom se koristi kao gastrointestinalno sredstvo za kontrast.
Barijev karbonat je toksičan i gotovo netopljiv u hladnoj vodi., Blago topiv u vodi koja sadrži ugljični dioksid i topiva u razrijeđenoj klorovodičnoj kiselini. Reagira s natrijevim sulfatom kako bi se stvorio netopljiviji bijeli talog barijevog sulfata - trend pretvorbe između taloga u vodenoj otopini: lako je pretvoriti u netopljiviji smjer.

6 、 Polja aplikacije
1. Koristi se u industrijske svrhe u proizvodnji barijskih soli, legura, vatrometa, nuklearnih reaktora itd. Također je izvrstan deoksidizer za rafiniranje bakra. Široko se koristi u legurama, uključujući olovo, kalcij, magnezij, natrij, litij, aluminij i legure nikla. Metal barijeva može se koristiti kao sredstvo za uklanjanje plinova u tragovima iz vakuumskih cijevi i katodnih cijevi, kao i sredstva za rafiniranje metala. Barijev nitrat pomiješan s kalijevim kloratom, magnezijevim prahom i rosinom može se koristiti za izradu signala i vatrometa. Topivi barijski spojevi obično se koriste kao insekticidi, poput barijevog klorida, za kontrolu različitih biljnih štetočina. Također se može koristiti za rafiniranje vode od slane otopine i kotla za proizvodnju elektrolitičke kaustične sode. Također se koristi za pripremu pigmenata. Tekstilna i kožna industrija koriste je kao mordant i matiranje za umjetnu svilu.
2. Barium sulfat za medicinsku upotrebu je pomoćni lijek za rendgenski pregled. Bijeli prah bez mirisa i bez ukusa, tvar koja može osigurati pozitivan kontrast u tijelu tijekom rendgenskog pregleda. Medicinski barij sulfat se ne apsorbira u gastrointestinalnom traktu i ne uzrokuje alergijske reakcije. Ne sadrži topive barijeve spojeve poput barijevog klorida, barijevog sulfida i barijevog karbonata. Uglavnom se koristi za gastrointestinalno snimanje, povremeno se koristi u druge svrhe ispitivanja

7 、 Način pripreme
Industrijska proizvodnjametalni barijpodijeljen je u dva koraka: proizvodnja barij oksida i toplinske redukcije metala (aluminijska toplinska redukcija). Na 1000-1200 ℃,metalni barijmože se dobiti smanjenjem barij oksida metalnim aluminijem, a zatim pročišćenim vakuumskom destilacijom. Metoda aluminijskog toplinskog redukcije za proizvodnju metalnog barijeva: zbog različitih omjera sastojaka, mogu biti dvije reakcije za smanjenje aluminijskog barijevog oksida. Jednadžba reakcije je: Obje reakcije mogu proizvesti samo malu količinu barija na 1000-1200 ℃. Stoga se za kontinuirano prenošenje barijevog pare mora koristiti vakuumska pumpa iz zone hladne kondenzacije kako bi se reakcija nastavila kretati udesno. Ostatak nakon reakcije je toksičan i treba ga tretirati prije odlaganja