Element 56: Barium

1. Elementêre InleidingBarium,
Die aardalkalimetaal-element, met die chemiese simbool Ba, is in Groep IIA van die sesde periode van die periodieke tabel geleë. Dit is 'n sagte, silwerwit glansende aardalkalimetaal en die mees aktiewe element in aardalkalimetale. Die elementnaam kom van die Griekse woord beta alpha ρύς (barys), wat "swaar" beteken.

2、 Ontdek 'n Kort Geskiedenis
Sulfiede van aardalkalimetale vertoon fosforessensie, wat beteken dat hulle vir 'n tydperk in die donker aanhou lig uitstraal nadat hulle aan lig blootgestel is. Bariumverbindings het mense se aandag begin trek juis as gevolg van hierdie eienskap. In 1602 het 'n skoenmaker genaamd Casio Lauro in die stad Bologna, Italië, 'n bariet wat bariumsulfaat saam met vlambare stowwe bevat, gerooster en ontdek dat dit lig in die donker kan uitstraal, wat die belangstelling van geleerdes destyds gewek het. Later is hierdie tipe klip poloniet genoem en het dit die belangstelling van Europese chemici in analitiese navorsing gewek. In 1774 het die Sweedse chemikus CW Scheele ontdek dat bariumoksied 'n relatief swaar nuwe grond was, wat hy "Baryta" (swaar grond) genoem het. In 1774 het Scheler geglo dat hierdie klip 'n kombinasie van nuwe grond (oksied) en swaelsuur was. In 1776 het hy die nitraat in hierdie nuwe grond verhit om suiwer grond (oksied) te verkry. In 1808 het die Britse chemikus H. Davy kwik as die katode en platinum as die anode gebruik om bariet (BaSO4) te elektroliseer om bariumamalgaam te produseer. Na distillasie om kwik te verwyder, is 'n metaal met 'n lae suiwerheid verkry en vernoem na die Griekse woord barys (swaar). Die elementsimbool is Ba, wat genoem wordbarium.

3. Fisiese eienskappe
Bariumis 'n silwerwit metaal met 'n smeltpunt van 725 °C, kookpunt van 1846 °C, digtheid van 3.51 g/cm3 en rekbaarheid. Die hoofertse van barium is bariet en arsenopiriet.

4.Bariumis 'n chemiese element met chemiese eienskappe.
Die chemiese simbool Ba, atoomgetal 56, behoort tot die periodieke stelsel IIA-groep en is 'n lid van die aardalkalimetale. Barium het groot chemiese aktiwiteit en is die mees aktiewe onder die aardalkalimetale. Uit die potensiële en ionisasie-energie kan gesien word dat barium sterk reduseerbaarheid het. Trouens, as net die verlies van die eerste elektron in ag geneem word, het barium die sterkste reduseerbaarheid in water. Dit is egter relatief moeilik vir barium om die tweede elektron te verloor. Daarom, as alle faktore in ag geneem word, sal die reduseerbaarheid van barium aansienlik afneem. Nietemin is dit ook een van die mees reaktiewe metale in suur oplossings, tweede slegs na litium, sesium, rubidium en kalium.

5. Hoofverbindings
1). Bariumoksied oksideer stadig in lug om bariumoksied te vorm, wat 'n kleurlose kubieke kristal is. Oplosbaar in suur, onoplosbaar in asetoon en ammoniakwater. Reageer met water om bariumhidroksied te vorm, wat giftig is. Wanneer dit verbrand word, gee dit 'n groen vlam af en genereer bariumperoksied.
2). Bariumperoksied reageer met swaelsuur om waterstofperoksied te produseer. Hierdie reaksie is gebaseer op die beginsel van die voorbereiding van waterstofperoksied in die laboratorium.
3). Bariumhidroksied reageer met water om bariumhidroksied en waterstofgas te produseer. As gevolg van die lae oplosbaarheid van bariumhidroksied en sy hoë sublimasie-energie, is die reaksie nie so intens soos dié van alkalimetale nie, en die gevolglike bariumhidroksied sal die uitsig belemmer. 'n Klein hoeveelheid koolstofdioksied word in die oplossing ingebring om 'n bariumkarbonaatneerslag te vorm, en oortollige koolstofdioksied word verder ingebring om die bariumkarbonaatneerslag op te los en oplosbare bariumbikarbonaat te genereer.
4). Aminobarium kan in vloeibare ammoniak oplos en 'n blou oplossing met paramagnetisme en geleidingsvermoë genereer, wat in wese ammoniakelektrone vorm. Na 'n lang tydperk van berging sal die waterstof in ammoniak deur ammoniakelektrone tot waterstofgas gereduseer word, en die totale reaksie is barium wat met vloeibare ammoniak reageer om aminobarium en waterstofgas te produseer.
5). Bariumsulfiet is 'n wit kristal of poeier, giftig, effens oplosbaar in water, en oksideer geleidelik in bariumsulfaat wanneer dit in die lug geplaas word. Los op in nie-oksiderende sterk sure soos soutsuur om swaeldioksiedgas met 'n skerp reuk te genereer. Wanneer dit in kontak kom met oksiderende sure soos verdunde salpetersuur, kan dit in bariumsulfaat omgeskakel word.
6). Bariumsulfaat het stabiele chemiese eienskappe, en die gedeelte van bariumsulfaat wat in water opgelos is, is volledig geïoniseerd, wat dit 'n sterk elektroliet maak. Bariumsulfaat is onoplosbaar in verdunde salpetersuur. Word hoofsaaklik as 'n gastroïntestinale kontrasmiddel gebruik.
Bariumkarbonaat is toksies en byna onoplosbaar in koue water. Effens oplosbaar in water wat koolstofdioksied bevat en oplosbaar in verdunde soutsuur. Dit reageer met natriumsulfaat om 'n meer onoplosbare wit neerslag van bariumsulfaat te produseer – die omskakelingstendens tussen neerslae in waterige oplossing: dit is maklik om na 'n meer onoplosbare rigting om te skakel.

6、 Toepassingsvelde
1. Dit word vir industriële doeleindes gebruik in die produksie van bariumsoute, legerings, vuurwerke, kernreaktore, ens. Dit is ook 'n uitstekende deoksideerder vir die raffinering van koper. Word wyd gebruik in legerings, insluitend lood-, kalsium-, magnesium-, natrium-, litium-, aluminium- en nikkellegerings. Bariummetaal kan as 'n ontgassingsmiddel gebruik word om spoorgasse uit vakuumbuise en katodestraalbuise te verwyder, sowel as 'n ontgassingsmiddel vir die raffinering van metale. Bariumnitraat gemeng met kaliumchloraat, magnesiumpoeier en hars kan gebruik word om seinfakkels en vuurwerke te vervaardig. Oplosbare bariumverbindings word algemeen as insekdoders, soos bariumchloried, gebruik om verskeie plantplae te beheer. Dit kan ook gebruik word vir die raffinering van pekelwater en ketelwater vir die produksie van elektrolitiese bytsoda. Dit word ook gebruik vir die voorbereiding van pigmente. Die tekstiel- en leerbedrywe gebruik dit as 'n bytmiddel en 'n matmiddel vir kunsmatige sy.
2. Bariumsulfaat vir mediese gebruik is 'n hulpmiddel vir X-straalondersoeke. Reuklose en smaaklose wit poeier, 'n stof wat positiewe kontras in die liggaam tydens X-straalondersoeke kan verskaf. Mediese bariumsulfaat word nie in die spysverteringskanaal geabsorbeer nie en veroorsaak nie allergiese reaksies nie. Dit bevat nie oplosbare bariumverbindings soos bariumchloried, bariumsulfied en bariumkarbonaat nie. Dit word hoofsaaklik gebruik vir gastroïntestinale beeldvorming, soms ook vir ander ondersoekdoeleindes.

7. Voorbereidingsmetode
Die industriële produksie vanmetaalagtige bariumword in twee stappe verdeel: die produksie van bariumoksied en metaaltermiese reduksie (aluminiumtermiese reduksie). By 1000-1200 ℃,metaalagtige bariumkan verkry word deur bariumoksied met metaalaluminium te reduseer, en dan deur vakuumdistillasie gesuiwer te word. Aluminium termiese reduksiemetode vir die vervaardiging van metaalbarium: As gevolg van verskillende bestanddeelverhoudings, kan daar twee reaksies wees vir aluminiumreduksie van bariumoksied. Die reaksievergelyking is: beide reaksies kan slegs 'n klein hoeveelheid barium produseer by 1000-1200 ℃. Daarom moet 'n vakuumpomp gebruik word om bariumdamp voortdurend van die reaksiesone na die koue kondensasiesone oor te dra sodat die reaksie na regs kan voortgaan. Die residu na die reaksie is toksies en moet behandel word voor wegdoening.