Bariu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
← Cesiu | Lantan → | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aspectul unei substanțe simple | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
proba de bariu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietățile atomului | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nume, simbol, număr | Bariu / Bariu (Ba), 56 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grup , punct , bloc |
2 (învechit 2), 6, p-element |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomica ( masa molara ) |
137.327(7) [1] a. e. m. ( g / mol ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuratie electronica | [Xe] 6s 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raza atomului | ora 222 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietăți chimice | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
raza covalentă | 198 seara | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raza ionică | (+2e) ora 134 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativitatea | 0,89 (scara Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Potențialul electrodului | -2.906 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stări de oxidare | 0, +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energia de ionizare (primul electron) |
502,5 (5,21) kJ / mol ( eV ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densitate (la n.a. ) | 3,5 g/cm³ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatură de topire | 1002 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura de fierbere | 1910K _ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oud. căldură de fuziune | 7,66 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oud. căldură de evaporare | 142,0 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Capacitate de căldură molară | 28,1 [2] J/(K mol) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumul molar | 39,0 cm³ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Structura de zăbrele |
Corp cubic centrat |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Parametrii rețelei | 5.020Å _ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alte caracteristici | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivitate termică | (300 K) (18,4) W/(m K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
numar CAS | 7440-39-3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
izotopii cei mai longevivi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
56 | Bariu |
Ba137,327 | |
6s 2 |
Bariul ( simbol chimic - Ba , din lat. Bariu ) este un element chimic din grupa a 2-a (conform clasificării învechite - subgrupul principal al celui de-al doilea grup, IIA), a șasea perioadă a sistemului periodic de elemente chimice din D. I. Mendeleev , cu număr atomic 56.
Substanța simplă bariul este un metal alcalino -pământos moale, ductil, maleabil, alb-argintiu . Are activitate chimică ridicată.
Bariul a fost descoperit sub formă de oxid BaO în 1774 de către Carl Scheele și Johan Gan [3] . În 1808, chimistul englez Humphrey Davy a produs un amalgam de bariu prin electroliza hidroxidului de bariu umed cu un catod de mercur ; după ce a evaporat mercurul la încălzire, a izolat bariu metal.
Și-a luat numele de la altă greacă. βαρύς - „grea”.
Configurația electronică completă a unui atom de bariu este: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2
Bariul este un metal maleabil alb argintiu . Se rupe la o lovitură puternică. Există două modificări alotropice ale bariului: α-Ba cu o rețea cubică centrată pe corp este stabilă până la 375 °C ( a = 0,501 nm), β-Ba este stabilă deasupra .
Bariul este un metal alcalino -pământos . Bariul se oxidează rapid în aer, formând un amestec de oxid de bariu (BaO) și nitrură de bariu (Ba 3 N 2 ) și se aprinde când este încălzit ușor. Reacționează puternic cu apa , formând hidroxid de bariu (Ba (OH) 2 ):
Interacționează activ cu acizii diluați. Multe săruri de bariu sunt insolubile sau ușor solubile în apă: sulfat de bariu ( BaS04 ) , sulfit de bariu (BaS03 ) , carbonat de bariu (BaCO3 ), fosfat de bariu ( Ba3 ( PO4 ) 2 ) . Sulfura de bariu (BaS), spre deosebire de sulfura de calciu (CaS), este foarte solubilă în apă. Sărurile de bariu solubile fac posibilă determinarea prezenței acidului sulfuric și a sărurilor sale solubile într-o soluție prin precipitarea unui precipitat alb de sulfat de bariu , insolubil în apă și acizi [5] .
Reacționează ușor cu halogenii pentru a forma halogenuri .
Când este încălzit cu hidrogen , formează hidrură de bariu (BaH 2 ), care, la rândul său, cu hidrură de litiu LiH dă complexul Li[BaH 3 ].
Reacţionează la încălzire cu amoniac :
Nitrura de bariu Ba 3 N 2 reacţionează cu CO la încălzire , formând cianura :
Cu amoniacul lichid , dă o soluție de culoare albastru închis, din care se poate izola amoniacul [Ba(NH 3 ) 6 ], care are un luciu auriu și se descompune ușor odată cu eliminarea NH 3 . În prezența unui catalizator de platină , amoniacul se descompune pentru a forma amidă de bariu :
Carbura de bariu (BaC2 ) poate fi obținută prin încălzirea BaO cu cărbune într-un cuptor cu arc .
Formează fosfură cu fosfor (Ba 3 P 2 ):
Bariul reduce oxizii , halogenurile și sulfurile multor metale la metalul corespunzător.
Principala materie primă pentru obținerea bariului este concentratul de baritic (80-95% BaSO 4 ), care, la rândul său, se obține prin flotarea baritului . Sulfatul de bariu este redus în continuare cu cocs sau gaz natural :
În plus , sulfura, atunci când este încălzită, este hidrolizată la hidroxid de bariu (Ba (OH) 2 ) sau sub acțiunea CO 2 este transformată în carbonat de bariu insolubil (BaCO 3 ), care este apoi transferată în oxid de bariu (BaO) (calcinare). la 800 ° C pentru Ba (OH) 2 și peste 1000 ° C pentru BaCO 3 ):
Bariul metalic este obținut prin electroliza unei topituri anhidre de clorură de bariu :
Calitativ, bariul este detectat în soluții prin precipitarea sulfatului de bariu (BaSO 4 ), care se distinge de sulfații de calciu și sulfații de stronțiu corespunzători prin solubilitatea sa extrem de scăzută în acizi anorganici.
Rodizonatul de sodiu separă un precipitat maro-roșcat caracteristic de sărurile de bariu neutre. Reacția este foarte sensibilă, specifică, permițând determinarea a 1 parte de ioni de bariu la 210.000 părți de masă de soluție [6] .
Compușii de bariu colorează flacăra galben-verde (lungime de undă 455 și 493 nm).
Bariul este cuantificat gravimetric ca BaS04 sau BaCrO4 .
Bariu metal, adesea într-un aliaj cu aluminiu , este folosit ca getter ( getter ) în dispozitivele electronice cu vid înalt, deoarece reacționează activ cu multe gaze.
Oxidul de bariu , ca parte a unei soluții solide de oxizi ai altor metale alcalino -pământoase - calciu și stronțiu (CaO, SrO), este utilizat ca strat activ de catozi încălziți indirect .
Material anticorozivBariul se adaugă împreună cu zirconiu la lichidele de răcire ale metalelor (aliaje de sodiu, potasiu, rubidiu, litiu, cesiu) pentru a reduce agresivitatea acestora din urmă la conducte și în metalurgie.
Feroelectrice și piezoelectriceTitanatul de bariu este folosit ca dielectric în fabricarea condensatoarelor ceramice și ca material pentru microfoanele piezoelectrice și emițătoarele piezoceramice .
OpticaFluorura de bariu este folosită sub formă de monocristale în optică (lentile, prisme).
PirotehniePeroxidul de bariu este folosit pentru pirotehnică și ca agent oxidant. Azotatul de bariu și cloratul de bariu sunt folosiți în pirotehnică pentru a colora flăcările (foc verde).
Energia atomică a hidrogenuluiCromatul de bariu este utilizat la producerea hidrogenului și oxigenului prin metoda termochimică (ciclul Oak Ridge, SUA).
Supraconductivitate la temperaturi ridicatePeroxidul de bariu, împreună cu oxizii de cupru și metale din pământuri rare, precum și cupratul de bariu [7] , sunt utilizați pentru sinteza ceramicii supraconductoare care funcționează la temperaturi de azot lichid și mai sus.
Energie nuclearăOxidul de bariu este folosit pentru a topi un tip special de sticlă folosit pentru acoperirea tijelor de uraniu. Unul dintre tipurile răspândite de astfel de pahare are următoarea compoziție: oxid de fosfor - 61%, BaO - 32%, oxid de aluminiu - 1,5%, oxid de sodiu - 5,5%. În fabricarea sticlei pentru industria nucleară, se folosește și fosfatul de bariu .
Surse de curent chimicFluorura de bariu este utilizată în bateriile cu fluor în stare solidă ca componentă a electrolitului cu fluor.
Oxidul de bariu este utilizat în bateriile puternice cu oxid de cupru ca componentă a masei active (oxid de bariu-oxid de cupru).
Sulfatul de bariu este utilizat ca expansor de masă activ cu electrod negativ în producția de baterii plumb-acid.
Aplicație în medicinăSulfatul de bariu , insolubil și netoxic, este utilizat ca agent radioopac în examinarea medicală a tractului gastrointestinal.
Conținutul de bariu din scoarța terestră este de 0,05% din greutate; în apa de mare , conținutul mediu de bariu este de 0,02 mg/l. Bariul este activ, aparține subgrupului de metale alcalino-pământoase și este destul de puternic legat de minerale. Principalele minerale sunt baritul ( BaSO 4 ) și witherita ( BaCO 3 ).
Minerale rare de bariu: feldspat celsian sau de bariu ( aluminosilicat de bariu ), hialofan ( aluminosilicat de bariu și potasiu mixt ), nitrobarit ( nitrat de bariu ), etc.
Prin asociații minerale, minereurile de baritic sunt împărțite în monominerale și complexe. Complexul se împarte în barit-sulfură (conțin sulfuri de plumb , zinc , uneori cupru și pirit de fier , mai rar Sn , Ni , Au , Ag ), barit-calcit (conțin până la 75% calcit ), fier-barit (conțin magnetit ). , hematit și în zonele superioare goethit și hidrogoethit) și barit-fluorit (cu excepția baritului și fluoritului , acestea conțin de obicei cuarț și calcit , iar sulfurile de zinc , plumb , cupru și mercur sunt uneori prezente ca impurități mici ).
Din punct de vedere practic, de cel mai mare interes sunt depozitele monominerale, baritice-sulfurate si barite-fluorite de filon hidrotermal. Unele depozite de foi metasomatice și plaseri eluviali sunt, de asemenea, de importanță industrială. Depozitele sedimentare, care sunt sedimente chimice tipice ale bazinelor de apă, sunt rare și nu joacă un rol semnificativ.
De regulă, minereurile de baritic conțin și alte componente utile ( fluorit , galena , sfalerit , cupru , aur în concentrații industriale), deci sunt utilizate în combinație.
Izotopii de bariu sunt cunoscuți cu numere de masă de la 114 la 153 și 10 izomeri nucleari . Bariul natural constă dintr-un amestec de șase izotopi stabili ( 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba) și un izotop cu un timp de înjumătățire uriaș , mult mai lung decât vârsta universului ( 130 Ba ). ).
Bariul este un oligoelement toxic . În corpul uman, ionii de bariu au un efect pronunțat asupra mușchilor netezi .
Necesarul zilnic al corpului uman pentru bariu nu a fost clar stabilit; aportul mediu zilnic de bariu în organism este în intervalul 0,3-1 miligrame [8] .
Conținutul de bariu din corpul uman este de 20-22 mg.
În microcantități, bariul se găsește în toate organele și țesuturile, dar cea mai mare concentrație a acestui oligoelement apare în creier , splină , mușchi și, de asemenea, în cristalinul ochiului (bariul se găsește în toate zonele ochiului ). Aproximativ 90% din totalul oligoelementului este concentrat în oase și dinți.
Bariul și unii dintre compușii săi pot fi toxici dacă limita de concentrație maximă este depășită în alimente și apă. Concentrația maximă admisă de bariu în apa potabilă este de 0,7 mg/dm³ și, în conformitate cu standardele rusești de igienă, este normalizată în funcție de semnul limitativ sanitar-toxicologic al nocivității; clasa de pericol - 2 (substanțe foarte periculoase) [9] .
Contactul bariului metalic cu pielea și mucoasele duce la arsuri chimice [10] . Datorită solubilității bune în apă din sărurile de bariu, clorura este cea mai periculoasă [11] , la fel ca nitritul , hipoclorit , iodura , bromura , sulfura , cloratul , bromatul și permanganatul . Oxidul de bariu , peroxidul de bariu , superoxidul de bariu și baritul caustic pot provoca, de asemenea, arsuri chimice în contact cu pielea în cantități mari .
Sărurile de bariu bine solubile din apă sunt resorbite rapid în intestin. Moartea poate apărea în câteva ore de la insuficiența cardiacă.
Simptome de intoxicație acută cu săruri de bariu solubile: salivație, arsuri în gură și esofag. Dureri de stomac, colici, greață, vărsături, diaree, hipertensiune arterială, puls neregulat dur, convulsii, este posibilă paralizie ulterioară, cianoză a feței și a extremităților (extremități reci), transpirație rece abundentă, slăbiciune musculară, în special a extremităților , ajungând ca persoana otrăvită să nu-și poată mișca capul. Tulburări de mers, precum și vorbire din cauza paraliziei mușchilor faringelui și limbii. Dificultăți de respirație, amețeli, tinitus, vedere încețoșată.
În caz de otrăvire severă, moartea are loc brusc sau în decurs de o zi. Otrăvirea severă apare atunci când sunt ingerate 0,2–0,5 g de săruri de bariu solubile, doza letală este de 0,8–0,9 g.
Pentru primul ajutor, este necesar să spălați stomacul cu o soluție de 1% sulfat de sodiu sau magneziu . Clisme din soluții 10% din aceleași săruri. Ingestia unei soluții din aceleași săruri (20,0 părți de sare la 150,0 părți de apă) într-o lingură la fiecare 5 minute. Emetice pentru a elimina sulfatul de bariu insolubil rezultat din stomac . intravenos 10-20 ml soluție de sulfat de sodiu 3% . Subcutanat - camfor , cofeină , lobelină - conform indicațiilor. Picioarele calde. În interior supe mucoase și lapte.
Bariul metalic este depozitat în kerosen sau sub un strat de parafină (datorită reactivității sale chimice) [12] .
Prețurile pentru bariu metalic în lingouri cu o puritate de 99,9% fluctuează în jurul a 30 USD per 1 kg.
Dicționare și enciclopedii |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Sistem periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Seria de activitate electrochimică a metalelor | |
---|---|
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 , |