Elemento 56: Barium

1, Elemental na PanimulaBarium,
Ang alkaline earth metal na elemento, na may simbolong kemikal na Ba, ay matatagpuan sa Pangkat IIA ng ikaanim na yugto ng periodic table. Ito ay isang malambot, kulay-pilak na puting kinang na alkaline earth metal at ang pinaka-aktibong elemento sa alkaline earth metals. Ang pangalan ng elemento ay nagmula sa salitang Griyego na beta alpha ρύς (barys), na nangangahulugang "mabigat".

2、 Pagtuklas ng Maikling Kasaysayan
Ang mga sulfide ng alkaline earth metal ay nagpapakita ng phosphorescence, ibig sabihin, patuloy silang naglalabas ng liwanag sa loob ng ilang oras sa dilim pagkatapos malantad sa liwanag. Ang mga compound ng Barium ay nagsimulang maakit ang pansin ng mga tao nang tumpak dahil sa katangiang ito. Noong 1602, isang tagagawa ng sapatos na nagngangalang Casio Lauro sa lungsod ng Bologna, Italy, ang nag-ihaw ng barite na naglalaman ng barium sulfate kasama ng mga nasusunog na sangkap at natuklasan na maaari itong maglabas ng liwanag sa dilim, na pumukaw sa interes ng mga iskolar noong panahong iyon. Nang maglaon, ang ganitong uri ng bato ay tinawag na polonite at napukaw ang interes ng mga European chemist sa analytical research. Noong 1774, natuklasan ng Swedish chemist na si CW Scheele na ang barium oxide ay isang medyo mabigat na bagong lupa, na tinawag niyang "Baryta" (mabigat na lupa). Noong 1774, naniniwala si Scheler na ang batong ito ay kumbinasyon ng bagong lupa (oxide) at sulfuric acid. Noong 1776, pinainit niya ang nitrate sa bagong lupang ito upang makakuha ng purong lupa (oxide). Noong 1808, ginamit ng British chemist na si H. Davy ang mercury bilang cathode at platinum bilang anode upang i-electrolyze ang barite (BaSO4) upang makagawa ng barium amalgam. Pagkatapos ng distillation upang alisin ang mercury, isang mababang kadalisayan na metal ang nakuha at ipinangalan sa salitang Griyego na barys (mabigat). Ang simbolo ng elemento ay nakatakda bilang Ba, na tinatawagbarium.

3, mga katangiang pisikal
Bariumay isang pilak na puting metal na may punto ng pagkatunaw na 725 ° C, punto ng kumukulo na 1846 ° C, density ng 3.51g/cm3, at ductility. Ang mga pangunahing ores ng barium ay barite at arsenopyrite.

4,Bariumay isang kemikal na elemento na may mga katangiang kemikal.
Ang simbolo ng kemikal na Ba, atomic number 56, ay kabilang sa periodic system IIA group at miyembro ng alkaline earth metals. Ang Barium ay may mahusay na aktibidad ng kemikal at ito ang pinakaaktibo sa mga metal na alkaline earth. Mula sa potensyal at enerhiya ng ionization, makikita na ang barium ay may malakas na reducibility. Sa katunayan, kung isasaalang-alang lamang ang pagkawala ng unang elektron, ang barium ay may pinakamalakas na reducibility sa tubig. Gayunpaman, medyo mahirap para sa barium na mawala ang pangalawang elektron. Samakatuwid, isinasaalang-alang ang lahat ng mga kadahilanan, ang pagbabawas ng barium ay bababa nang malaki. Gayunpaman, isa rin ito sa mga pinaka-reaktibong metal sa mga acidic na solusyon, pangalawa lamang sa lithium, cesium, rubidium, at potassium.

5. Pangunahing compound
1). Ang barium oxide ay dahan-dahang nag-oxidize sa hangin upang bumuo ng barium oxide, na isang walang kulay na cubic crystal. Natutunaw sa acid, hindi matutunaw sa acetone at ammonia na tubig. Tumutugon sa tubig upang bumuo ng barium hydroxide, na nakakalason. Kapag nasunog, naglalabas ito ng berdeng apoy at bumubuo ng barium peroxide.
2). Ang barium peroxide ay tumutugon sa sulfuric acid upang makagawa ng hydrogen peroxide. Ang reaksyong ito ay batay sa prinsipyo ng paghahanda ng hydrogen peroxide sa laboratoryo.
3). Ang barium hydroxide ay tumutugon sa tubig upang makabuo ng barium hydroxide at hydrogen gas. Dahil sa mababang solubility ng barium hydroxide at ang mataas na sublimation energy nito, ang reaksyon ay hindi kasing tindi ng alkali metal, at ang resultang barium hydroxide ay magpapalabo sa view. Ang isang maliit na halaga ng carbon dioxide ay ipinapasok sa solusyon upang bumuo ng isang barium carbonate precipitate, at ang labis na carbon dioxide ay higit pang ipinakilala upang matunaw ang barium carbonate precipitate at makabuo ng natutunaw na barium bikarbonate.
4). Ang amino barium ay maaaring matunaw sa likidong ammonia, na bumubuo ng isang asul na solusyon na may paramagnetism at conductivity, na mahalagang bumubuo ng mga electron ng ammonia. Pagkatapos ng mahabang panahon ng pag-iimbak, ang hydrogen sa ammonia ay magiging hydrogen gas ng mga electron ng ammonia, at ang kabuuang reaksyon ay ang barium na tumutugon sa likidong ammonia upang makagawa ng amino barium at hydrogen gas.
5). Ang barium sulfite ay isang puting kristal o pulbos, nakakalason, bahagyang natutunaw sa tubig, at unti-unting na-oxidized sa barium sulfate kapag inilagay sa hangin. I-dissolve sa non oxidizing strong acids tulad ng hydrochloric acid upang makabuo ng sulfur dioxide gas na may masangsang na amoy. Kapag nakatagpo ng mga oxidizing acid tulad ng dilute na nitric acid, maaari itong ma-convert sa barium sulfate.
6). Ang barium sulfate ay may matatag na mga katangian ng kemikal, at ang bahagi ng barium sulfate na natunaw sa tubig ay ganap na na-ionize, na ginagawa itong isang malakas na electrolyte. Ang Barium sulfate ay hindi matutunaw sa dilute na nitric acid. Pangunahing ginagamit bilang isang gastrointestinal contrast agent.
Ang barium carbonate ay nakakalason at halos hindi matutunaw sa malamig na tubig., Bahagyang natutunaw sa tubig na naglalaman ng carbon dioxide at natutunaw sa dilute na hydrochloric acid. Ito ay tumutugon sa sodium sulfate upang makabuo ng mas hindi matutunaw na puting precipitate ng barium sulfate - ang takbo ng conversion sa pagitan ng mga precipitate sa may tubig na solusyon: madali itong i-convert patungo sa mas hindi matutunaw na direksyon.

6, Mga Patlang ng Application
1. Ginagamit ito para sa mga layuning pang-industriya sa paggawa ng mga barium salts, alloys, fireworks, nuclear reactors, atbp. Ito rin ay isang mahusay na deoxidizer para sa pagpino ng tanso. Malawakang ginagamit sa mga haluang metal, kabilang ang lead, calcium, magnesium, sodium, lithium, aluminum, at nickel alloys. Ang barium metal ay maaaring gamitin bilang isang degassing agent upang alisin ang mga bakas na gas mula sa mga vacuum tube at cathode ray tubes, pati na rin bilang isang degassing agent para sa pagpino ng mga metal. Ang barium nitrate na hinaluan ng potassium chlorate, magnesium powder, at rosin ay maaaring gamitin sa paggawa ng mga signal flare at paputok. Ang mga natutunaw na barium compound ay karaniwang ginagamit bilang insecticides, tulad ng barium chloride, upang makontrol ang iba't ibang mga peste ng halaman. Maaari rin itong gamitin para sa pagpino ng brine at boiler na tubig para sa produksyon ng electrolytic caustic soda. Ginagamit din para sa paghahanda ng mga pigment. Ginagamit ito ng mga industriya ng tela at katad bilang mordant at matting agent para sa artipisyal na sutla.
2. Ang barium sulfate para sa medikal na paggamit ay isang pantulong na gamot para sa pagsusuri sa X-ray. Walang amoy at walang lasa na puting pulbos, isang sangkap na maaaring magbigay ng positibong contrast sa katawan sa panahon ng pagsusuri sa X-ray. Ang medikal na barium sulfate ay hindi nasisipsip sa gastrointestinal tract at hindi nagiging sanhi ng mga reaksiyong alerdyi. Hindi ito naglalaman ng mga natutunaw na barium compound tulad ng barium chloride, barium sulfide, at barium carbonate. Pangunahing ginagamit para sa gastrointestinal imaging, paminsan-minsan ay ginagamit para sa iba pang mga layunin ng pagsusuri

7, Paraan ng paghahanda
Ang industriyal na produksyon ngmetalikong bariumay nahahati sa dalawang hakbang: ang produksyon ng barium oxide at metal thermal reduction (aluminum thermal reduction). Sa 1000-1200 ℃,metalikong bariumay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng barium oxide na may metalikong aluminyo, at pagkatapos ay pinadalisay ng vacuum distillation. Aluminum thermal reduction method para sa paggawa ng metallic barium: Dahil sa iba't ibang ingredient ratios, maaaring mayroong dalawang reaksyon para sa aluminum reduction ng barium oxide. Ang equation ng reaksyon ay: ang parehong mga reaksyon ay maaari lamang gumawa ng isang maliit na halaga ng barium sa 1000-1200 ℃. Samakatuwid, ang isang vacuum pump ay dapat gamitin upang patuloy na ilipat ang barium vapor mula sa reaction zone patungo sa malamig na condensation zone upang ang reaksyon ay patuloy na lumipat sa kanan. Ang nalalabi pagkatapos ng reaksyon ay nakakalason at kailangang tratuhin bago itapon