U čarobnom svijetu kemije,barijOduvijek je privlačio pažnju znanstvenika svojim jedinstvenim šarmom i širokom primjenom. Iako ovaj srebrno-bijeli metalni element nije tako zasljepljujući kao zlato ili srebro, on igra neophodnu ulogu u mnogim poljima. Od preciznih instrumenata u laboratorijima znanstvenih istraživanja do ključnih sirovina u industrijskoj proizvodnji do dijagnostičkih reagensa u medicinskom polju, Barium je napisao legendu o kemiji svojim jedinstvenim svojstvima i funkcijama.
Već 1602. Cassio Lauro, obućar u talijanskom gradu Porri, pekao je barite koji sadrži barijski sulfat s zapaljivom tvari u eksperimentu i iznenadio se kad je otkrio da bi mogao svijetliti u mraku. To je otkriće tada izazvalo veliko zanimanje među znanstvenicima, a kamen je nazvan Porra Stone i postao je fokus istraživanja europskih kemičara.
Međutim, švedski kemičar Scheele uistinu je potvrdio da je Barium novi element. Otkrio je barijski oksid 1774. godine i nazvao ga "barita" (teška zemlja). Dubinu je proučavao ovu tvar i vjerovao je da se sastoji od nove zemlje (oksida) u kombinaciji sa sumpornom kiselinom. Dvije godine kasnije uspješno je zagrijao nitrat ovog novog tla i dobio čisti oksid.
Međutim, iako je Scheele otkrio oksid barija, tek je 1808. britanski kemičar Davy uspješno proizveo metal barijeva elektroliziranjem elektrolita napravljenog od barita. Ovo otkriće označilo je službenu potvrdu barija kao metalik element, a također je otvorilo i putovanje primjene barija u raznim poljima.
Od tada su ljudska bića kontinuirano produbila svoje razumijevanje barija. Znanstvenici su istražili misterije prirode i promovirali napredak znanosti i tehnologije proučavanjem svojstava i ponašanja barija. Primjena barija u znanstvenim istraživanjima, industriji i medicinskom području također je postajala sve opsežnija, donoseći praktičnost i utjehu u ljudski život. Šarm barija ne leži ne samo u njegovoj praktičnosti, već i u znanstvenoj misteriji koja stoji iza nje. Znanstvenici su kontinuirano istraživali misterije prirode i promovirali napredak znanosti i tehnologije proučavajući svojstva i ponašanja barija. U isto vrijeme, Barium također tiho igra ulogu u našem svakodnevnom životu, donoseći praktičnost i utjehu u naš život.
Krećemo u ovo čarobno putovanje istraživanja barija, otkrivamo svoj tajanstveni veo i cijenimo njegov jedinstveni šarm. U sljedećem ćemo članku sveobuhvatno uvesti svojstva i primjene barija, kao i njegovu važnu ulogu u znanstvenim istraživanjima, industriji i medicini. Vjerujem da ćete čitati ovaj članak dublje razumijevanje i znanje o barijeru.
1. Polja primjene barija
Barij je uobičajeni kemijski element. To je srebrno-bijeli metal koji postoji u obliku raznih minerala u prirodi. Slijedi neka dnevna upotreba barija
Izgaranje i luminiscencija: Barij je visoko reaktivni metal koji stvara svijetli plamen kada ulazi u kontakt s amonijakom ili kisikom. Zbog toga se Barium široko koristi u industrijama kao što su vatromet proizvodnje, bljeskova i proizvodnje fosfora.
Medicinska industrija: Barijski spojevi također se široko koriste u medicinskoj industriji. Barijski obroci (poput barijskih tableta) koriste se u gastrointestinalnim rendgenskim ispitivanjima kako bi se liječnicima promatrali funkcioniranje probavnog sustava. Barijski spojevi također se koriste u nekim radioaktivnim terapijama, poput radioaktivnog joda za liječenje bolesti štitnjače.
Staklo i keramika: Barijski spojevi često se koriste u proizvodnji stakla i keramike zbog svoje dobre točke topljenja i korozije. Barijski spojevi mogu poboljšati tvrdoću i snagu keramike i mogu pružiti neka posebna svojstva keramike, poput električne izolacije i visokog indeksa loma.
Metalne legure: Barija može formirati legure s drugim metalnim elementima, a ove legure imaju neka jedinstvena svojstva. Na primjer, barijske legure mogu povećati talicu aluminijskih i magnezija legura, što ih olakšava obrada i lijevanje. Osim toga, barijske legure s magnetskim svojstvima također se koriste za izradu ploča baterija i magnetskih materijala.
Barij je kemijski element s kemijskim simbolom BA, a atomski broj 56. Barium je alkalni metal Zemlje koji je u skupini 6 periodične tablice, elementi glavne grupe.
2. Fizička svojstva barija
Barium (BA)je alkalni metalni element zemlje. 1. Izgled: Barij je mekani, srebrno-bijeli metal s izrazitim metalnim sjajem prilikom rezanja.
2. Gustoća: Barij ima relativno visoku gustoću od oko 3,5 g/cm³. To je jedan od najgušćih metala na zemlji.
3. Točke topljenja i ključanja: Talina barijeva je oko 727 ° C, a točka ključanja oko 1897 ° C.
4. Tvrdoća: Barij je relativno mekan metal s tvrdoćom MOHS -a od oko 1,25 na 20 stupnjeva Celzijusa.
5. vodljivost: Barij je dobar provodnik električne energije s visokom električnom vodljivošću.
6. Duktilnost: Iako je barij meki metal, ima određeni stupanj duktilnosti i može se obraditi u tanke listove ili žice.
7. Kemijska aktivnost: Barij ne reagira snažno s većinom nemetala i mnogim metalima na sobnoj temperaturi, ali formira okside na visokim temperaturama i u zraku. Može formirati spojeve s mnogim nemetalnim elementima, poput oksida, sulfida itd.
8. Oblici postojanja: minerali koji sadrže barij u zemaljskoj kore, poput barita (barij sulfat) itd. Barij može postojati i u obliku hidrata, oksida, karbonata itd. U prirodi.
9. Radioaktivnost: Barium ima razne radioaktivne izotope, među kojima je Barium-133 uobičajeni radioaktivni izotop koji se koristi u medicinskim snimkama i primjenama nuklearne medicine.
10. Primjena: Barijski spojevi se široko koriste u industriji, poput stakla, gume, katalizatora kemijske industrije, epruvete za elektrone itd. Njegov sulfat se često koristi kao kontrastno sredstvo u medicinskim pregledima. Barium je važan metalni element, a njegova svojstva se široko koriste u mnogim poljima.
3. Kemijska svojstva barija
Metalna svojstva: Barija je metalna kruta tvar s srebrno-bijelim izgledom i dobrom električnom vodljivošću.
Gustoća i talište: Barij je relativno gusti element s gustoćom od 3,51 g/cm3. Barij ima nisku talicu od oko 727 stupnjeva Celzijusa (1341 stupnjeva Fahrenheita).
Reaktivnost: Barij brzo reagira s većinom ne-metalnih elemenata, posebno s halogenima (poput klora i broma), stvarajući odgovarajuće barijski spojeve. Na primjer, barij reagira s klorom kako bi proizveo barijev klorid.
Oksidizabilnost: Barij se može oksidirati da nastavi barijev oksid. Barijski oksid se široko koristi u industrijama kao što su topiranje metala i punjenje stakla. Visoka aktivnost: Barij ima visoku kemijsku aktivnost i lako reagira s vodom kako bi se oslobodio vodik i stvorio barijev hidroksid.
4. Biološka svojstva barija
Uloga i biološka svojstvabarijU organizmima se ne razumiju u potpunosti, ali poznato je da Barium ima određenu toksičnost na organizme.
Ulazni put: Ljudi uglavnom gutaju barij kroz hranu i pitku vodu. Neke namirnice mogu sadržavati količine barija u tragovima, poput žitarica, mesa i mliječnih proizvoda. Pored toga, podzemna voda ponekad sadrži veće koncentracije barija.
Biološka apsorpcija i metabolizam: barij se može apsorbirati organizmima i rasporediti u tijelu cirkulacijom krvi. Barija se uglavnom akumulira u bubrezima i kostima, posebno u višim koncentracijama u kostima.
Biološka funkcija: Barij još nije utvrđeno da ima bitne fiziološke funkcije u organizmima. Stoga, biološka funkcija barija ostaje kontroverzna.
5. Biološka svojstva barija
Toksičnost: Visoke koncentracije barijskih iona ili barijskih spojeva toksične su za ljudsko tijelo. Prekomjerni unos barija može uzrokovati akutne simptome trovanja, uključujući povraćanje, proljev, slabost mišića, aritmiju itd. Teško trovanje može uzrokovati oštećenje živčanog sustava, oštećenje bubrega i srčane probleme.
Akumulacija kostiju: Barij se može akumulirati u kostima u ljudskom tijelu, posebno kod starijih osoba. Dugotrajna izloženost visokim koncentracijama barija može uzrokovati koštane bolesti poput osteoporoze.
Kardiovaskularni učinci: Barij, poput natrija, može ometati ionsku ravnotežu i električnu aktivnost, utječući na rad srca. Prekomjerni unos barija može uzrokovati nenormalne srčane ritmove i povećati rizik od srčanih udara.
Kancerogenost: Iako još uvijek postoji kontroverza o kancerogenosti barijeva, neka su istraživanja pokazala da dugoročna izloženost visokim koncentracijama barijeva može povećati rizik od određenih karcinoma, poput raka želuca i raka jednjaka. Zbog toksičnosti i potencijalne opasnosti od barija, ljudi bi trebali biti oprezni kako bi izbjegli prekomjerni unos ili dugoročno izlaganje visokim koncentracijama barija. Koncentracije barija u pitkoj vodi i hrani treba nadzirati i kontrolirati kako bi se zaštitila zdravlje ljudi. Ako sumnjate na trovanje ili imate povezane simptome, odmah potražite liječničku pomoć.
6. Barij u prirodi
Barijski minerali: Barij može postojati u Zemljinoj kore u obliku minerala. Neki uobičajeni minerali barija uključuju Barite i Witherite. Ove rude često se javljaju s drugim mineralima, poput olova, cinka i srebra.
Otopljena u podzemnim vodama i stijenama: Barij može postojati u podzemnim vodama i stijenama u otopljenom stanju. Podzemna voda sadrži količine otopljenog barijeva u tragovima, a njegova koncentracija ovisi o geološkim uvjetima i kemijskim svojstvima vodenog tijela. Barijske soli: Barij može tvoriti različite soli, poput barijevog klorida, barijevog nitrata i barijevog karbonata. Ovi spojevi mogu postojati u prirodi kao prirodni minerali.
Sadržaj u tlu:Barijmogu postojati u tlu u različitim oblicima, od kojih neki potječu iz otapanja prirodnih mineralnih čestica ili stijena. Sadržaj barija u tlu obično je nizak, ali može postojati visoke koncentracije barija u određenim određenim područjima.
Treba napomenuti da oblik i sadržaj barija mogu varirati u različitim geološkim okruženjima i regijama, pa se prilikom rasprave o barijeru treba razmotriti specifični geografski i geološki uvjeti.
7. Barijsko rudarstvo i proizvodnja
Proces rudarstva i pripreme barija obično uključuje sljedeće korake:
1. Rudarstvo barijeve rude: Glavni mineral barijske rude je Barite, poznat i kao barij sulfat. Obično se nalazi u Zemljinoj kore i široko se distribuira u stijenama i mineralnim naslagama na zemlji. Rudarstvo obično uključuje procese poput eksplozije, rudarstva, drobljenja i ocjenjivanja rude za dobivanje ruda koje sadrže barij sulfat.
2. Priprema koncentrata: Izdvajanje barijeva iz barijeve rude zahtijeva tretman koncentrata rude. Priprema koncentrata obično uključuje korake odabira ruku i flotacije za uklanjanje nečistoća i dobivanje rude koja sadrži više od 96% barij sulfata.
3. Priprema barij sulfata: Koncentrat je podvrgnut koracima poput uklanjanja željeza i silicija kako bi se konačno dobilo barijski sulfat (BASO4).
4. Priprema barijevog sulfida: Da bi se pripremio barij od barij sulfata, barij sulfat se mora pretvoriti u barijski sulfid, poznat i kao crni pepeo. Barium sulfatni rudni prah s veličinom čestica manjim od 20 mreža obično se miješa s prahom ugljena ili nafte koksa u omjeru težine od 4: 1. Smjesa je pečena na 1100 ℃ u reverberacijskoj peći, a barij sulfat se smanjuje na barijev sulfid.
5. Otopina barijevog sulfida: Otopina barijevog sulfida barijevog sulfida može se dobiti ispiranjem vruće vode.
6. Priprema barijevog oksida: Da bi se pretvorio barij sulfid u barijski oksid, u otopinu barijevog sulfida obično se dodaje natrijev karbonat ili ugljični dioksid. Nakon miješanja barijevog karbonata i ugljičnog praha, kalcinacija na iznad 800 ℃ može proizvesti barijski oksid.
7. Hlađenje i obrada: Treba napomenuti da se barijev oksid oksidira tako da tvori barijev peroksid na 500-700 ℃, a barijev peroksid može se razgraditi tako da tvori barijev oksid na 700-800 ℃. Kako bi se izbjegla proizvodnja barij peroksida, kalcinirani proizvod treba ohladiti ili ugasiti pod zaštitom inertnog plina.
Navedeno je opći postupak rudarstva i pripreme elementa barija. Ti se procesi mogu razlikovati ovisno o industrijskom procesu i opremi, ali ukupni principi ostaju isti. Barium je važan industrijski metal koji se koristi u raznim primjenama, uključujući kemijsku industriju, medicinu, elektroniku i druga polja.
8. Uobičajene metode otkrivanja za element barija
Barijuobičajeni je element koji se obično koristi u različitim industrijskim i znanstvenim primjenama. U analitičkoj kemiji, metode za otkrivanje barija obično uključuju kvalitativnu analizu i kvantitativnu analizu. Slijedi detaljan uvod u najčešće korištene metode otkrivanja elemenata barija:
1. Spektrometrija atomske apsorpcije plamena (FAAS): Ovo je najčešće korištena kvantitativna metoda analize pogodna za uzorke s višim koncentracijama. Otopina uzorka prska se u plamen, a barijski atomi apsorbiraju svjetlost specifične valne duljine. Intenzitet apsorbirane svjetlosti se mjeri i proporcionalan je koncentraciji barija.
2. Spektrometrija atomske emisije plamena (FAES): Ova metoda otkriva barij prskanjem otopine uzorka u plamen, uzbudljivim barijevim atomima kako bi emitirali svjetlost određene valne duljine. U usporedbi s FAAS -om, FAE se obično koristi za otkrivanje nižih koncentracija barija.
3. Atomska fluorescentna spektrometrija (AAS): Ova je metoda slična FAAS -u, ali koristi fluorescentni spektrometar za otkrivanje prisutnosti barija. Može se koristiti za mjerenje količina barija u tragovima.
4. ionska kromatografija: Ova je metoda prikladna za analizu barija u uzorcima vode. Barijski ioni razdvajaju se i otkrivaju ionskom kromatografijom. Može se koristiti za mjerenje koncentracije barija u uzorcima vode.
5. rendgenska fluorescentna spektrometrija (XRF): Ovo je nerazorna analitička metoda pogodna za otkrivanje barijeva u čvrstim uzorcima. Nakon što se uzorak pobudi rendgenskim zrakama, barijski atomi emitiraju specifičnu fluorescenciju, a sadržaj barijeva određuje se mjerenjem intenziteta fluorescencije.
6. Masena spektrometrija: masena spektrometrija može se koristiti za određivanje izotopskog sastava barijeva i određivanje sadržaja barijeva. Ova se metoda obično koristi za analizu visoke osjetljivosti i može otkriti vrlo niske koncentracije barija. Iznad su neke najčešće korištene metode za otkrivanje barija. Specifična metoda za odabir ovisi o prirodi uzorka, rasponu koncentracije barija i svrsi analize. Ako vam trebaju dodatne informacije ili imate druga pitanja, slobodno me obavijestite. Ove se metode široko koriste u laboratorijskim i industrijskim primjenama za precizno i pouzdano mjerenje i otkrivanje prisutnosti i koncentracije barija. Specifična metoda koja se koristi ovisi o vrsti uzorka koju je potrebno izmjeriti, rasponu sadržaja barija i specifičnoj svrsi analize.
Post Vrijeme: dec-09-2024