Елемент 56: Баријум

1、 Елементал УводБаријум,
Елемент земноалкалног метала, са хемијским симболом Ба, налази се у групи ИИА шестог периода периодног система. То је мекани земноалкални метал сребрно белог сјаја и најактивнији елемент у земноалкалним металима. Име елемента потиче од грчке речи бета алпха ρυς (барис), што значи „тежак“.

2、 Откривање кратке историје
Сулфиди земноалкалних метала показују фосфоресценцију, што значи да настављају да емитују светлост неко време у мраку након што су изложени светлости. Једињења баријума су почела да привлаче пажњу људи управо због ове карактеристике. Године 1602. обућар по имену Касио Лауро у граду Болоњи у Италији, испекао је барит који садржи баријум сулфат заједно са запаљивим супстанцама и открио да може да емитује светлост у мраку, што је изазвало интересовање научника у то време. Касније је ова врста камена названа полонит и изазвала је интересовање европских хемичара за аналитичка истраживања. Године 1774, шведски хемичар ЦВ Сцхееле открио је да је баријум оксид релативно тешко ново тло, које је назвао „Барита“ (тешко тло). Шелер је 1774. веровао да је овај камен комбинација новог земљишта (оксида) и сумпорне киселине. Године 1776. загрејао је нитрат у овом новом земљишту да би добио чисто земљиште (оксид). Године 1808, британски хемичар Х. Дави користио је живу као катоду и платину као аноду за електролизу барита (БаСО4) за производњу баријум амалгама. Након дестилације ради уклањања живе, добијен је метал ниске чистоће који је добио име по грчкој речи барис (тежак). Симбол елемента је постављен као Ба, што се зовебаријум.

3、 Физичка својства
Баријумје сребрно бели метал са тачком топљења од 725°Ц, тачком кључања од 1846°Ц, густином од 3,51г/цм3 и дуктилношћу. Главне руде баријума су барит и арсенопирит.

4、Баријумје хемијски елемент са хемијским својствима.
Хемијски симбол Ба, атомски број 56, припада групи периодног система ИИА и члан је земноалкалних метала. Баријум има велику хемијску активност и најактивнији је међу земноалкалним металима. Из потенцијалне и јонизационе енергије се види да баријум има јаку редуцибилност. У ствари, ако се узме у обзир само губитак првог електрона, баријум има најјачу редуцибилност у води. Међутим, релативно је тешко да баријум изгуби други електрон. Дакле, с обзиром на све факторе, редуцибилност баријума ће се значајно смањити. Ипак, он је такође један од најреактивнијих метала у киселим растворима, одмах иза литијума, цезијума, рубидијума и калијума.

5. Главна једињења
1). Баријум оксид полако оксидира у ваздуху да би се формирао баријум оксид, који је безбојни кубни кристал. Растворљив у киселини, нерастворљив у ацетону и амонијачној води. Реагује са водом и формира баријум хидроксид, који је токсичан. Када се сагори, емитује зелени пламен и ствара баријум пероксид.
2). Баријум пероксид реагује са сумпорном киселином и производи водоник пероксид. Ова реакција се заснива на принципу припреме водоник пероксида у лабораторији.
3). Баријум хидроксид реагује са водом да би се добио баријум хидроксид и водоник. Због ниске растворљивости баријум хидроксида и његове високе енергије сублимације, реакција није тако интензивна као код алкалних метала, а резултујући баријум хидроксид ће заклањати поглед. Мала количина угљен-диоксида се уводи у раствор да би се формирао преципитат баријум карбоната, а вишак угљен-диоксида се даље уводи да би се растворио талог баријум карбоната и створио растворљиви баријум бикарбонат.
4). Амино баријум може да се раствори у течном амонијаку, стварајући плави раствор са парамагнетизмом и проводљивошћу, који у суштини формира електроне амонијака. После дужег периода складиштења, водоник у амонијаку ће се редуковати у гас водоник електронима амонијака, а укупна реакција је баријум који реагује са течним амонијаком да би се произвео амино баријум и гасни водоник.
5). Баријум сулфит је бели кристал или прах, токсичан, слабо растворљив у води и постепено оксидиран у баријум сулфат када се стави на ваздух. Растворити у неоксидирајућим јаким киселинама као што је хлороводонична киселина да би се створио гас сумпор диоксид са оштрим мирисом. Када наиђете на оксидирајуће киселине као што је разблажена азотна киселина, може се претворити у баријум сулфат.
6). Баријум сулфат има стабилна хемијска својства, а део баријум сулфата растворен у води је потпуно јонизован, што га чини јаким електролитом. Баријум сулфат је нерастворљив у разблаженој азотној киселини. Углавном се користи као гастроинтестинални контрастни агенс.
Баријум карбонат је токсичан и скоро нерастворљив у хладној води., Слабо растворљив у води која садржи угљен-диоксид и растворљив у разблаженој хлороводоничкој киселини. Реагује са натријум сулфатом да би произвео нерастворљивији бели талог баријум сулфата – тренд конверзије између талога у воденом раствору: лако се претвара у нерастворљивији смер.

6、 Поља апликације
1. Користи се у индустријске сврхе у производњи соли баријума, легура, ватромета, нуклеарних реактора итд. Такође је одличан деоксидатор за рафинацију бакра. Широко се користи у легурама, укључујући легуре олова, калцијума, магнезијума, натријума, литијума, алуминијума и никла. Метални баријум се може користити као агенс за отплињавање за уклањање гасова у траговима из вакуумских цеви и катодних цеви, као и као средство за дегазацију за рафинацију метала. Баријум нитрат помешан са калијум хлоратом, магнезијумом у праху и колофонијумом може се користити за производњу сигналних ракета и ватромета. Растворљива једињења баријума се обично користе као инсектициди, као што је баријум хлорид, за контролу разних биљних штеточина. Такође се може користити за пречишћавање слане воде и котловске воде за производњу електролитичке каустичне соде. Такође се користи за припрему пигмената. Индустрија текстила и коже га користи као једкало и средство за матирање вештачке свиле.
2. Баријум сулфат за медицинску употребу је помоћни лек за рендгенски преглед. Бели прах без мириса и укуса, супстанца која може да пружи позитиван контраст у телу током рендгенског прегледа. Медицински баријум сулфат се не апсорбује у гастроинтестиналном тракту и не изазива алергијске реакције. Не садржи растворљива једињења баријума као што су баријум хлорид, баријум сулфид и баријум карбонат. Углавном се користи за снимање гастроинтестиналног тракта, повремено се користи за друге сврхе прегледа

7、 Метода припреме
Индустријска производњаметални баријумподељен је у два корака: производња баријум оксида и термичка редукција метала (термичка редукција алуминијума). На 1000-1200 ℃,метални баријумможе се добити редукцијом баријум оксида металним алуминијумом, а затим пречишћен вакуум дестилацијом. Метода термичке редукције алуминијума за производњу металног баријума: Због различитих односа састојака, могу постојати две реакције за алуминијумску редукцију баријум оксида. Једначина реакције је: обе реакције могу произвести само малу количину баријума на 1000-1200 ℃. Због тога се мора користити вакуум пумпа за континуирано преношење паре баријума из реакционе зоне у зону хладне кондензације како би реакција наставила да се креће удесно. Остатак након реакције је токсичан и треба га третирати пре одлагања