Bárium

Izotóp	Prevalencia _	Fél élet	Bomlási csatorna	Bomlástermék
130 Ba	0,11%	(0,5–2,7)⋅10 21 év	Dupla EZ	130 xe
132 Ba	0,10%	stabil	-	-
133 Ba	szintetizátor.	10,51 év	EZ	133 Cs _
134 Ba	2,42%	stabil	-	-
135 Ba	6,59%	stabil	-	-
136 Ba	7,85%	stabil	-	-
137 Ba	11,23%	stabil	-	-
138 Ba	71,70%	stabil	-	-

56	Bárium
Ba137.327
6s 2

A bárium ( vegyjele - Ba , lat. Bárium ) a 2. csoport kémiai eleme (az elavult osztályozás szerint - a második csoport fő alcsoportja, IIA), a D. I. kémiai elemei periodikus rendszerének hatodik periódusa . Mengyelejev 56 -os rendszámmal .

Az egyszerű anyag , a bárium egy lágy, képlékeny, képlékeny, ezüstfehér alkáliföldfém . Magas kémiai aktivitással rendelkezik.

Történelem

A báriumot BaO oxid formájában fedezték fel 1774 -ben Carl Scheele és Johan Gan [3] . 1808- ban Humphrey Davy angol kémikus nedves bárium-hidroxid higanykatódos elektrolízisével bárium -amalgámot állított elő ; miután melegítés közben elpárologtatta a higanyt, báriumfémet izolált.

A név eredete

Nevét más görögökről kapta. βαρύς – „nehéz”.

Fizikai tulajdonságok

A báriumatom teljes elektronikus konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2

A bárium egy ezüstös, fehér színű alakítható fém . Éles ütésre eltörik. A báriumnak két allotróp módosulata van : a köbös testközpontú rácsos α-Ba 375 °C-ig stabil ( a = 0,501 nm), a β-Ba stabil a felett. .

Mohs- keménység 1,25 [4] .

Kémiai tulajdonságok

A bárium egy alkáliföldfém . A bárium gyorsan oxidálódik a levegőben, bárium-oxid (BaO) és bárium-nitrid (Ba 3 N 2 ) keverékét képezve , és enyhe melegítés hatására meggyullad. Erőteljesen reagál vízzel , bárium-hidroxidot (Ba (OH) 2 ) képezve :

{\mathsf {Ba+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}\uparrow ))

Aktívan kölcsönhatásba lép híg savakkal. Sok báriumsó oldhatatlan vagy gyengén oldódik vízben: bárium-szulfát (BaSO 4 ), bárium-szulfit ( BaSO 3 ) , bárium-karbonát (BaCO 3 ), bárium-foszfát (Ba 3 (PO 4 ) 2 ). A bárium-szulfid (BaS) a kalcium-szulfiddal (CaS) ellentétben jól oldódik vízben. Az oldható báriumsók lehetővé teszik a kénsav és oldható sói jelenlétének meghatározását egy oldatban fehér bárium-szulfát csapadék kicsapásával , amely vízben és savakban nem oldódik [5] .

Könnyen reagál halogénekkel , halogenideket képezve .

Hidrogénnel hevítve bárium-hidridet (BaH 2 ) képez , ami viszont lítium-hidriddel LiH a Li[BaH 3 ] komplexet adja.

{\displaystyle {\mathsf {Ba+H_{2}\rightarrow BaH_{2))))

{\mathsf {BaH_{2}+LiH\rightarrow Li[BaH_{3}]}}

Hevítésre reagál ammóniával :

{\mathsf {6Ba+2NH_{3}\rightarrow 3BaH_{2}+Ba_{3}N_{2))}

A bárium-nitrid Ba 3 N 2 hevítés közben reagál a CO -val, és cianidot képez :

{\mathsf {Ba_{3}N_{2}+2CO\rightarrow Ba(CN)_{2}+2BaO))

Folyékony ammóniával sötétkék oldatot ad, amelyből ammónia [Ba(NH 3 ) 6 ] izolálható, amely arany fényű és az NH 3 eliminációjával könnyen lebomlik . Platina katalizátor jelenlétében az ammónia lebomlik, és báriumamidot képez :

{\mathsf {[Ba(NH_{3})_{6}]\jobbra nyíl Ba(NH_{2})_{2}+4NH_{3}+H_{2))}

A bárium-karbidot (BaC 2 ) úgy állíthatjuk elő, hogy BaO -t szénnel hevítünk ívkemencében .

{\mathsf {BaO+3C\rightarrow BaC_{2}+CO\uparrow }}

Foszforral (Ba 3 P 2 ) foszfidot képez :

{\displaystyle {\mathsf {3Ba+2P\rightarrow Ba_{3}P_{2))))

A bárium számos fém oxidjait , halogenidjeit és szulfidjait redukálja a megfelelő fémmé.

Getting

A bárium előállításának fő nyersanyaga a baritkoncentrátum (80-95% BaSO 4 ), amelyet viszont barit flotációval nyernek . A bárium-szulfát tovább redukálható koksszal vagy földgázzal :

{\mathsf {BaSO_{4}+4C\rightarrow BaS+4CO\uparrow }}

{\mathsf {BaSO_{4}+2CH_{4}\rightarrow BaS+2C+4H_{2}O))

Továbbá a szulfid hevítéskor bárium-hidroxiddá (Ba (OH) 2 ) hidrolizálódik, vagy CO 2 hatására oldhatatlan bárium-karbonáttá (BaCO 3 ) alakul, amely azután bárium-oxiddá (BaO) alakul át (kalcinálás). 800 °C-on Ba (OH) 2 esetén és 1000 °C felett BaCO 3 esetén ):

{\mathsf {BaS+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}S\uparrow ))

{\mathsf {BaS+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow BaCO_{3}+H_{2}S\uparrow }}

{\mathsf {BaCO_{3}\rightarrow BaO+CO_{2}\uparrow }}

A fém báriumot bárium-klorid vízmentes olvadékának elektrolízisével nyerik :

{\mathsf {BaCl_{2}\rightarrow Ba+Cl_{2}\uparrow }}

Kvalitatív és kvantitatív elemzés

Kvalitatívan a báriumot az oldatokban bárium-szulfát (BaSO 4 ) kicsapásával mutatják ki , amelyet a megfelelő kalcium- és stroncium-szulfátoktól a szervetlen savakban való rendkívül alacsony oldhatósága különböztet meg.

A nátrium-rodizonát jellegzetes vörösesbarna csapadékot választ el a semleges báriumsóktól. A reakció nagyon érzékeny, specifikus, lehetővé teszi az oldat 210 000 tömegrészére számítva 1 rész báriumion meghatározását [6] .

A báriumvegyületek sárgászöldre színezik a lángot (hullámhossz 455 és 493 nm).

A bárium mennyiségét gravimetriásan BaSO 4 vagy BaCrO 4 formájában határozzák meg .

Alkalmazás

Vákuumos elektronikus eszközök

A báriumfémet, gyakran alumíniumötvözetben , getterként ( getterként ) használják nagyvákuumú elektronikai eszközökben, mivel számos gázzal aktívan reagál.

A bárium-oxidot más alkáliföldfémek - kalcium és stroncium (CaO, SrO) oxidjainak szilárd oldatának részeként használják közvetetten melegített katódok aktív rétegeként .

Korróziógátló anyag

A báriumot cirkóniummal együtt folyékony fém hűtőközegekhez (nátrium, kálium, rubídium, lítium, cézium ötvözetek) adják, hogy csökkentsék az utóbbiak agresszivitását a csővezetékekben, valamint a kohászatban.

Ferroelektromos és piezoelektromos

A bárium - titanátot dielektrikumként használják kerámia kondenzátorok gyártásában , valamint piezoelektromos mikrofonok és piezokerámia emitterek anyagaként .

Optika

A bárium-fluoridot egykristályok formájában használják az optikában (lencsék, prizmák).

Pirotechnika

A bárium-peroxidot pirotechnikában és oxidálószerként használják. A bárium-nitrátot és a bárium- klorátot a pirotechnikában használják a lángok színezésére (zöld tűz).

Atom hidrogénenergia

A bárium-kromátot hidrogén és oxigén előállítására használják termokémiai módszerrel (Oak Ridge ciklus, USA).

Magas hőmérsékletű szupravezetés

A bárium-peroxidot a réz és a ritkaföldfémek oxidjaival, valamint a bárium-kupráttal [7] együtt használják folyékony nitrogén és magasabb hőmérsékleten működő szupravezető kerámiák szintézisére.

Nukleáris energia

A bárium-oxidot az uránrudak bevonására használt speciális üveg megolvasztására használják. Az ilyen üvegek egyik elterjedt típusa a következő összetételű: foszfor-oxid - 61%, BaO - 32%, alumínium-oxid - 1,5%, nátrium-oxid - 5,5%. A nukleáris ipar üveggyártásában bárium-foszfátot is használnak .

Kémiai áramforrások

A bárium-fluoridot szilárdtest-fluor akkumulátorokban használják a fluorid elektrolit összetevőjeként.

A bárium-oxidot erős réz-oxid akkumulátorokban használják az aktív tömeg (bárium-oxid-réz-oxid) összetevőjeként.

A bárium-szulfátot negatív elektródák aktív tömegnövelőként használják az ólom-savas akkumulátorok gyártásában.

Alkalmazás az orvostudományban

Az oldhatatlan és nem mérgező bárium-szulfátot radiopaque szerként használják a gyomor-bél traktus orvosi vizsgálatánál.

A természetben lenni

A földkéreg báriumtartalma 0,05 tömeg%; tengervízben az átlagos báriumtartalom 0,02 mg/l. A bárium aktív, az alkáliföldfémek alcsoportjába tartozik, és meglehetősen erősen kötődik az ásványokhoz. A fő ásványok a barit ( BaSO 4 ) és a witherit ( BaCO 3 ).

Ritka bárium ásványok: celsiai vagy báriumföldpát ( bárium-alumínium-szilikát ), hialofán ( bárium- kálium -alumínium- szilikát vegyes ), nitrobarit ( bárium-nitrát ) stb.

Betéttípusok

Ásványtársulások szerint a baritérceket monoásványokra és komplexekre osztják. A komplexek barit-szulfid ( ólom- , cink- , néha réz- és vas-pirit- , ritkábban Sn- , Ni- , Au- , Ag- ), barit-kalcit- (legfeljebb 75% kalcit- ), vas-barit- ( magnetitet tartalmaznak) csoportokra oszthatók. , hematit és a felső zónákban goetit és hidrogoetit) és barit-fluorit (kivéve a baritot és a fluoritot , általában kvarcot és kalcitot tartalmaznak, valamint cink- , ólom- , réz- és higany -szulfidok is előfordulnak kis szennyeződésként ).

Gyakorlati szempontból a hidrotermális vénás monoásványi, barit-szulfid és barit-fluorit lerakódások a legérdekesebbek. Egyes metaszomatikus lemezlerakódások és eluviális lerakódások szintén ipari jelentőséggel bírnak. Az üledékes lerakódások, amelyek a vízmedencék tipikus kémiai üledékei, ritkák és nem játszanak jelentős szerepet.

A baritércek általában más hasznos komponenseket is tartalmaznak ( fluorit , galenit , szfalerit , réz , arany ipari koncentrációban), ezért ezeket kombinációban használják.

Izotópok

A bárium izotópjai 114-153 tömegszámmal és 10 nukleáris izomerrel ismertek . A természetes bárium hat stabil izotóp ( 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba) és egy hatalmas felezési idejű izotóp keverékéből áll , sokkal hosszabb, mint a világegyetem kora ( 130 Ba ). ).

Biológiai szerep

A bárium mérgező nyomelem . Az emberi szervezetben a báriumionok kifejezett hatással vannak a simaizmokra .

Az emberi szervezet napi báriumszükségletét nem határozták meg egyértelműen; a szervezet átlagos napi báriumbevitele 0,3-1 milligramm [8] .

A bárium tartalma az emberi szervezetben 20-22 mg.

Mikromennyiségekben a bárium minden szervben és szövetben megtalálható, de ennek a nyomelemnek a legnagyobb koncentrációja az agyban , a lépben , az izmokban és a szemlencsében is előfordul (bárium a szem minden területén megtalálható ). Az összes nyomelem körülbelül 90%-a a csontokban és a fogakban koncentrálódik.

Toxicitás

A bárium és egyes vegyületei mérgezőek lehetnek, ha az élelmiszerekben és a vízben túllépik a maximális koncentrációhatárt . A bárium megengedett legnagyobb koncentrációja az ivóvízben 0,7 mg/dm³, és az orosz higiéniai előírásoknak megfelelően az egészségügyi-toxikológiai ártalmassági határjel szerint normalizálva; veszélyességi osztály - 2 (nagyon veszélyes anyagok) [9] .

A fémbárium bőrrel és nyálkahártyával való érintkezése kémiai égési sérülésekhez vezet [10] . A báriumsók jó vízoldhatósága miatt a klorid a legveszélyesebb [11] , valamint a nitrit , hipoklorit , jodid , bromid , szulfid , klorát , bromát és permanganát . A bárium-oxid , a bárium- peroxid , a bárium- szuperoxid és a barit maróanyaga nagy mennyiségben a bőrrel érintkezve kémiai égési sérüléseket is okozhat .

A vízben jól oldódó báriumsók gyorsan felszívódnak a bélben. A szívelégtelenségtől számított néhány órán belül a halál bekövetkezhet.

Az oldható báriumsókkal való mérgezés tünetei

Oldható báriumsókkal történő akut mérgezés tünetei: nyálfolyás, égő érzés a szájban és a nyelőcsőben. Gyomorfájdalom, kólika, hányinger, hányás, hasmenés, magas vérnyomás, szabálytalan pulzus, görcsök, később bénulás lehetséges, az arc és a végtagok cianózisa (hideg végtagok), erős hideg verejték, izomgyengeség, különösen a végtagokon , elérve, hogy a mérgezett személy nem tudja mozgatni a fejét. Járászavar, valamint beszéd a garat és a nyelv izmainak bénulása miatt. Légszomj, szédülés, fülzúgás, homályos látás.

Súlyos mérgezés esetén a halál hirtelen vagy egy napon belül következik be. Súlyos mérgezés 0,2-0,5 g oldható báriumsó lenyelése esetén következik be, a halálos dózis 0,8-0,9 g.

Segítség a mérgezésben

Az elsősegélynyújtás érdekében a gyomrot 1% -os nátrium- vagy magnézium-szulfát oldattal kell mosni . Beöntés ugyanazon sók 10%-os oldatából. Ugyanazon sók oldatának lenyelése (20,0 rész só 150,0 rész vízhez) egy evőkanál 5 percenként. Hánytatók a keletkező oldhatatlan bárium-szulfát eltávolítására a gyomorból . Intravénásan 10-20 ml 3%-os nátrium-szulfát oldatot . Subcutan - kámfor , koffein , lobelin - a jelzések szerint. Meleg lábak. Belül nyálkás levesek és tej.

Tárhely

A báriumfémet kerozinban vagy paraffinréteg alatt tárolják ( kémiai reakciókészsége miatt) [12] .

Árak

A 99,9%-os tisztaságú tuskós fémbárium ára 30 dollár/1 kg körül ingadozik.

Lásd még

nyomelemek

Jegyzetek

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Az elemek atomi tömegei 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Kt. 85 , sz. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
↑ Szerkesztőség: Knunyants I. L. (főszerkesztő). Chemical Encyclopedia: 5 kötetben - Moszkva: Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - S. 241. - 623 p. — 100.000 példány.
↑ Bárium archiválva : 2011. augusztus 11. a Wayback Machine -nél . // Kémiai elemek népszerű könyvtára. - M .: "Nauka" kiadó, 1977.
↑ Cookery A.S. Ásványi anyagok keménysége. - Ukrán SSR Tudományos Akadémia, 1963. - S. 197-208. — 304 p.
↑ Khodakov Yu . _ _ - 18. kiadás - M . : Oktatás , 1987. - S. 212 . — 240 s. — 1.630.000 példány.
↑ N. S. Frumina, N. N. Gorjunova, S. N. Eremenko. A bárium analitikai kémiája . - M .: Nauka , 1977. (Orosz)
↑ A lyukakkal dúsított bárium-kuprátról kiderül, hogy magas hőmérsékletű szupravezető . Letöltve: 2019. május 26. Az eredetiből archiválva : 2019. május 26. (határozatlan)
↑ name= https://www.pharmacognosy.com.ua_Barium : varázsló a simaizomért
↑ name= https://books.Google.ru_A nyomelemek koncentrálásának és elválasztásának módszerei
↑ név = https://safework.ru_Barium
↑ name= https ://safework.ru_Bárium-klorid
↑ name=www.safework.ru_Barium

Irodalom

Bárium // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.

Linkek

Szótárak és enciklopédiák

Nagy dán
Nagy katalán
Nagy norvég
Nagy orosz
Brockhaus és Efron
a világ körül
Kis Brockhaus és Efron
Britannica (online)
Brockhaus
Treccani
Universalis
Gránátalma

Bibliográfiai katalógusokban
BNE : XX540454 BNF : 12203013v GND : 4140300-9 J9U : 987007283148305171 LCCN : sh85011853 LNB : 000302070 NDL : 00560541 NKC : ph163873

D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere

egy

egy

én

vö

nem

alkálifémek	alkáliföldfémek	Lantanidész	aktinidák	átmeneti fémek
könnyűfémek _	Félfémek	nem fémek	Halogének	nemesgázok

Fémek elektrokémiai tevékenységsorai
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au