У магичном свету хемије,баријумодувек је привлачио пажњу научника својим јединственим шармом и широком применом. Иако овај сребрно-бели метални елемент није тако блистав као злато или сребро, он игра незаменљиву улогу у многим областима. Од прецизних инструмената у научноистраживачким лабораторијама до кључних сировина у индустријској производњи до дијагностичких реагенса у области медицине, баријум је написао легенду хемије са својим јединственим својствима и функцијама.
Још 1602. године, Касио Лауро, обућар у италијанском граду Пори, у експерименту је испекао барит који садржи баријум сулфат са запаљивом супстанцом и био је изненађен када је открио да може да светли у мраку. Ово откриће је изазвало велико интересовање међу научницима у то време, а камен је назван Порра камен и постао је фокус истраживања европских хемичара.
Међутим, шведски хемичар Шеле је био тај који је заиста потврдио да је баријум нови елемент. Открио је баријум оксид 1774. и назвао га „Барита” (тешка земља). Дубоко је проучавао ову супстанцу и веровао да је састављена од нове земље (оксида) у комбинацији са сумпорном киселином. Две године касније, успешно је загрејао нитрат овог новог земљишта и добио чист оксид.
Међутим, иако је Шеле открио оксид баријума, тек 1808. године британски хемичар Дејви је успешно произвео метал баријум електролизом електролита направљеног од барита. Ово откриће означило је званичну потврду баријума као металног елемента, а отворило је и пут примене баријума у разним областима.
Од тада, људска бића континуирано продубљују своје разумевање баријума. Научници су истраживали мистерије природе и промовисали напредак науке и технологије проучавајући својства и понашање баријума. Примена баријума у научним истраживањима, индустрији и медицинским областима такође је постала све екстензивнија, доносећи удобност и удобност у људски живот. Шарм баријума није само у његовој практичности, већ иу научној мистерији иза њега. Научници су континуирано истраживали мистерије природе и промовисали напредак науке и технологије проучавајући својства и понашање баријума. У исто време, баријум такође тихо игра улогу у нашем свакодневном животу, доносећи удобност и удобност у наше животе.
Кренимо на ово магично путовање истраживања баријума, откријмо његов мистериозни вео и ценимо његов јединствени шарм. У наредном чланку ћемо свеобухватно представити својства и примену баријума, као и његову важну улогу у научним истраживањима, индустрији и медицини. Верујем да ћете кроз читање овог чланка имати дубље разумевање и знање о баријуму.
1. Области примене баријума
Баријум је уобичајен хемијски елемент. То је сребрно-бели метал који у природи постоји у облику разних минерала. У наставку су неке дневне употребе баријума
Горење и луминисценција: Баријум је високо реактиван метал који производи јак пламен када дође у контакт са амонијаком или кисеоником. Због тога се баријум широко користи у индустријама као што су производња ватромета, бакљи и фосфора.
Медицинска индустрија: једињења баријума се такође широко користе у медицинској индустрији. Баријумски оброци (као што су таблете баријума) се користе у рендгенским прегледима гастроинтестиналног тракта како би помогли лекарима да посматрају функционисање дигестивног система. Једињења баријума се такође користе у неким радиоактивним терапијама, као што је радиоактивни јод за лечење болести штитне жлезде.
Стакло и керамика: једињења баријума се често користе у производњи стакла и керамике због њихове добре тачке топљења и отпорности на корозију. Једињења баријума могу побољшати тврдоћу и чврстоћу керамике и могу обезбедити нека посебна својства керамике, као што су електрична изолација и висок индекс преламања.
Металне легуре: Баријум може да формира легуре са другим металним елементима, а ове легуре имају нека јединствена својства. На пример, легуре баријума могу повећати тачку топљења легура алуминијума и магнезијума, што их чини лакшим за обраду и ливење. Поред тога, легуре баријума са магнетним својствима се такође користе за израду плоча батерија и магнетних материјала.
Баријум је хемијски елемент са хемијским симболом Ба и атомским бројем 56. Баријум је земноалкални метал који се налази у групи 6 периодног система, елементима главне групе.
2. Физичка својства баријума
баријум (Ба)је елемент земноалкалног метала. 1. Изглед: Баријум је мекан, сребрно-бели метал са изразитим металним сјајем када се сече.
2. Густина: Баријум има релативно високу густину од око 3,5 г/цм³. То је један од најгушћих метала на земљи.
3. Тачке топљења и кључања: Тачка топљења баријума је око 727°Ц, а тачка кључања је око 1897°Ц.
4. Тврдоћа: Баријум је релативно мекан метал са Мохсовом тврдоћом од око 1,25 на 20 степени Целзијуса.
5. Проводљивост: Баријум је добар проводник струје са високом електричном проводљивошћу.
6. Дуктилност: Иако је баријум мекан метал, он има одређени степен дуктилности и може се прерађивати у танке лимове или жице.
7. Хемијска активност: Баријум не реагује снажно са већином неметала и многим металима на собној температури, али формира оксиде на високим температурама и на ваздуху. Може да формира једињења са многим неметалним елементима, као што су оксиди, сулфиди итд.
8. Облици постојања: Минерали који садрже баријум у земљиној кори, као што је барит (баријум сулфат) итд. Баријум може постојати иу природи у облику хидрата, оксида, карбоната итд.
9. Радиоактивност: Баријум има низ радиоактивних изотопа, међу којима је баријум-133 уобичајен радиоактивни изотоп који се користи у медицинском снимању и нуклеарној медицини.
10. Примена: Једињења баријума се широко користе у индустрији, као што су стакло, гума, катализатори хемијске индустрије, електронске цеви, итд. Његов сулфат се често користи као контрастно средство у медицинским прегледима. Баријум је важан метални елемент и његова својства чине да се широко користи у многим областима.
3. Хемијска својства баријума
Метална својства: Баријум је метална чврста супстанца сребрнобелог изгледа и добре електричне проводљивости.
Густина и тачка топљења: Баријум је релативно густ елемент са густином од 3,51 г/цм3. Баријум има ниску тачку топљења од око 727 степени Целзијуса (1341 степен Фаренхајта).
Реактивност: Баријум брзо реагује са већином неметалних елемената, посебно са халогенима (као што су хлор и бром), стварајући одговарајућа једињења баријума. На пример, баријум реагује са хлором да би се добио баријум хлорид.
Оксидабилност: Баријум се може оксидовати да би се формирао баријум оксид. Баријум оксид се широко користи у индустријама као што су топљење метала и производња стакла. Висока активност: Баријум има високу хемијску активност и лако реагује са водом да би ослободио водоник и створио баријум хидроксид.
4. Биолошка својства баријума
Улога и биолошка својствабаријуму организмима нису у потпуности схваћени, али је познато да баријум има одређену токсичност за организме.
Пут уноса: Људи углавном уносе баријум храном и водом за пиће. Неке намирнице могу да садрже баријум у траговима, као што су житарице, месо и млечни производи. Поред тога, подземне воде понекад садрже веће концентрације баријума.
Биолошка апсорпција и метаболизам: Баријум се може апсорбовати од стране организама и дистрибуирати у телу кроз циркулацију крви. Баријум се углавном акумулира у бубрезима и костима, посебно у већим концентрацијама у костима.
Биолошка функција: још није утврђено да баријум има неке суштинске физиолошке функције у организмима. Стога, биолошка функција баријума остаје контроверзна.
5. Биолошка својства баријума
Токсичност: Високе концентрације јона баријума или једињења баријума су токсичне за људско тело. Прекомерни унос баријума може изазвати симптоме акутног тровања, укључујући повраћање, дијареју, слабост мишића, аритмију, итд. Тешко тровање може изазвати оштећење нервног система, оштећење бубрега и срчане проблеме.
Акумулација костију: Баријум се може акумулирати у костима у људском телу, посебно код старијих особа. Дуготрајно излагање високим концентрацијама баријума може изазвати болести костију као што је остеопороза.
Кардиоваскуларни ефекти: Баријум, као и натријум, може да омета равнотежу јона и електричну активност, утичући на функцију срца. Прекомерни унос баријума може изазвати абнормалне срчане ритмове и повећати ризик од срчаног удара.
Карциногеност: Иако још увек постоје контроверзе о канцерогености баријума, неке студије су показале да дуготрајно излагање високим концентрацијама баријума може повећати ризик од одређених карцинома, као што су рак желуца и рак једњака. Због токсичности и потенцијалне опасности од баријума, људи треба да буду опрезни да избегавају прекомерни унос или дуготрајно излагање високим концентрацијама баријума. Концентрације баријума у води за пиће и храни треба пратити и контролисати ради заштите здравља људи. Ако сумњате на тровање или имате повезане симптоме, одмах потражите медицинску помоћ.
6. Баријум у природи
Минерали баријума: Баријум може постојати у земљиној кори у облику минерала. Неки уобичајени минерали баријума укључују барит и витерит. Ове руде се често јављају са другим минералима, као што су олово, цинк и сребро.
Растворен у подземним водама и стенама: Баријум може постојати у подземним водама и стенама у раствореном стању. Подземне воде садрже раствореног баријума у траговима, а његова концентрација зависи од геолошких услова и хемијских својстава водног тела. Баријумове соли: Баријум може да формира различите соли, као што су баријум хлорид, баријум нитрат и баријум карбонат. Ова једињења могу постојати у природи као природни минерали.
Садржај у земљишту:Баријуммогу постојати у земљишту у различитим облицима, од којих неки потичу од растварања природних минералних честица или стена. Садржај баријума у земљишту је обично низак, али могу постојати високе концентрације баријума у одређеним специфичним подручјима.
Треба напоменути да се облик и садржај баријума могу разликовати у различитим геолошким срединама и регионима, тако да је потребно узети у обзир специфичне географске и геолошке услове када се говори о баријуму.
7. Вађење и производња баријума
Процес рударења и припреме баријума обично укључује следеће кораке:
1. Вађење руде баријума: Главни минерал баријумске руде је барит, такође познат као баријум сулфат. Обично се налази у земљиној кори и широко је распрострањен у стенама и минералним наслагама на земљи. Рударство обично укључује процесе као што су минирање, рударење, дробљење и оцењивање руде како би се добиле руде које садрже баријум сулфат.
2. Припрема концентрата: Екстракција баријума из руде баријума захтева концентратни третман руде. Припрема концентрата обично укључује ручну селекцију и кораке флотације за уклањање нечистоћа и добијање руде која садржи више од 96% баријум сулфата.
3. Припрема баријум сулфата: Концентрат се подвргава корацима као што је уклањање гвожђа и силицијума да би се коначно добио баријум сулфат (БаСО4).
4. Припрема баријум сулфида: Да би се баријум припремио из баријум сулфата, баријум сулфат треба да се претвори у баријум сулфид, такође познат као црни пепео. Баријум сулфат руде у праху са величином честица мањом од 20 месх обично се меша са прахом угља или петролеј кокса у тежинском односу 4:1. Смеша се пржи на 1100 ℃ у реверберационој пећи, а баријум сулфат се редукује у баријум сулфид.
5. Растварање баријум сулфида: Раствор баријум сулфида и баријум сулфата може се добити испирањем топлом водом.
6. Припрема баријум оксида: Да би се баријум сулфид претворио у баријум оксид, у раствор баријум сулфида се обично додаје натријум карбонат или угљен-диоксид. Након мешања баријум карбоната и угљеничног праха, калцинација на температури изнад 800 ℃ може да произведе баријум оксид.
7. Хлађење и обрада: Треба напоменути да се баријум оксид оксидује да би се формирао баријум пероксид на 500-700 ℃, а баријум пероксид се може разложити да би се формирао баријум оксид на 700-800 ℃. Да би се избегла производња баријум пероксида, калцинисани производ треба да се охлади или угаси под заштитом инертног гаса.
Горе наведено је општи процес рударења и припреме елемента баријума. Ови процеси могу варирати у зависности од индустријског процеса и опреме, али општи принципи остају исти. Баријум је важан индустријски метал који се користи у разним применама, укључујући хемијску индустрију, медицину, електронику и друга поља.
8. Уобичајене методе детекције елемента баријума
Баријумје уобичајен елемент који се обично користи у различитим индустријским и научним применама. У аналитичкој хемији методе за детекцију баријума обично укључују квалитативну анализу и квантитативну анализу. Следи детаљан увод у најчешће коришћене методе детекције елемента баријума:
1. Атомска апсорпциона спектрометрија пламена (ФААС): Ово је често коришћена метода квантитативне анализе погодна за узорке са вишим концентрацијама. Раствор узорка се распршује у пламен, а атоми баријума апсорбују светлост одређене таласне дужине. Интензитет апсорбоване светлости се мери и пропорционалан је концентрацији баријума.
2. Пламенска атомска емисиона спектрометрија (ФАЕС): Ова метода детектује баријум прскањем раствора узорка у пламен, побуђујући атоме баријума да емитују светлост одређене таласне дужине. У поређењу са ФААС, ФАЕС се генерално користи за откривање нижих концентрација баријума.
3. Атомска флуоресцентна спектрометрија (ААС): Ова метода је слична ФААС-у, али користи флуоресцентни спектрометар за детекцију присуства баријума. Може се користити за мерење количине баријума у траговима.
4. Јонска хроматографија: Ова метода је погодна за анализу баријума у узорцима воде. Јони баријума се одвајају и детектују јонском хроматографијом. Може се користити за мерење концентрације баријума у узорцима воде.
5. рендгенска флуоресцентна спектрометрија (КСРФ): Ово је недеструктивна аналитичка метода погодна за детекцију баријума у чврстим узорцима. Након што је узорак побуђен рендгенским зрацима, атоми баријума емитују специфичну флуоресценцију, а садржај баријума се одређује мерењем интензитета флуоресценције.
6. Масена спектрометрија: Масена спектрометрија се може користити за одређивање изотопског састава баријума и одређивање садржаја баријума. Ова метода се обично користи за анализу високе осетљивости и може открити веома ниске концентрације баријума. Изнад су неке најчешће коришћене методе за откривање баријума. Специфична метода коју треба изабрати зависи од природе узорка, опсега концентрације баријума и сврхе анализе. Ако су вам потребне додатне информације или имате друга питања, слободно ме обавестите. Ове методе се широко користе у лабораторијским и индустријским апликацијама за прецизно и поуздано мерење и откривање присуства и концентрације баријума. Специфична метода која се користи зависи од врсте узорка који треба да се мери, опсега садржаја баријума и специфичне сврхе анализе.
Време поста: 09.12.2024