Element 56: Barium

1、 Elementär introduktionBarium,
Det alkaliska jordartsmetallelementet, med den kemiska symbolen Ba, är beläget i grupp IIA i den sjätte perioden i det periodiska systemet. Det är en mjuk, silvervit lyster jordalkalimetall och det mest aktiva grundämnet i alkaliska jordartsmetaller. Elementnamnet kommer från det grekiska ordet beta alpha ρύς (barys), som betyder "tung".

2、 Upptäck en kort historia
Sulfider av alkaliska jordartsmetaller uppvisar fosforescens, vilket innebär att de fortsätter att avge ljus under en period i mörkret efter att ha exponerats för ljus. Bariumföreningar började locka människors uppmärksamhet just på grund av denna egenskap. År 1602 rostade en skomakare vid namn Casio Lauro i staden Bologna, Italien, en baryt innehållande bariumsulfat tillsammans med brandfarliga ämnen och upptäckte att den kunde avge ljus i mörkret, vilket väckte intresse hos forskare på den tiden. Senare kallades denna typ av sten polonit och väckte europeiska kemisters intresse för analytisk forskning. År 1774 upptäckte den svenske kemisten CW Scheele att bariumoxid var en relativt tung ny jord, som han kallade "Baryta" (tung jord). 1774 trodde Scheler att denna sten var en kombination av ny jord (oxid) och svavelsyra. 1776 värmde han upp nitratet i denna nya jord för att få ren jord (oxid). År 1808 använde den brittiske kemisten H. Davy kvicksilver som katod och platina som anod för att elektrolysera baryt (BaSO4) för att producera bariumamalgam. Efter destillation för att ta bort kvicksilver erhölls en metall med låg renhet som fick sitt namn efter det grekiska ordet barys (tung). Elementsymbolen sätts som Ba, vilket kallasbarium.

3, Fysikaliska egenskaper
Bariumär en silvervit metall med en smältpunkt på 725 ° C, kokpunkt på 1846 ° C, densitet på 3,51 g/cm3 och duktilitet. De huvudsakliga malmerna av barium är baryt och arsenopyrit.

4,Bariumär ett kemiskt grundämne med kemiska egenskaper.
Den kemiska symbolen Ba, atomnummer 56, tillhör det periodiska systemet IIA-gruppen och är en medlem av alkaliska jordartsmetaller. Barium har stor kemisk aktivitet och är den mest aktiva bland alkaliska jordartsmetaller. Från potentialen och joniseringsenergin kan man se att barium har stark reducerbarhet. Faktum är att, om man bara tar hänsyn till förlusten av den första elektronen, har barium den starkaste reducerbarheten i vatten. Det är dock relativt svårt för barium att förlora den andra elektronen. Därför, med tanke på alla faktorer, kommer reducerbarheten av barium att minska avsevärt. Ändå är det också en av de mest reaktiva metallerna i sura lösningar, näst efter litium, cesium, rubidium och kalium.

5. Huvudföreningar
1). Bariumoxid oxiderar långsamt i luft och bildar bariumoxid, som är en färglös kubisk kristall. Löslig i syra, olöslig i aceton och ammoniakvatten. Reagerar med vatten och bildar bariumhydroxid, som är giftig. När den bränns avger den en grön låga och genererar bariumperoxid.
2). Bariumperoxid reagerar med svavelsyra för att producera väteperoxid. Denna reaktion är baserad på principen att framställa väteperoxid i laboratoriet.
3). Bariumhydroxid reagerar med vatten för att producera bariumhydroxid och vätgas. På grund av bariumhydroxidens låga löslighet och dess höga sublimeringsenergi är reaktionen inte lika intensiv som den för alkalimetaller, och den resulterande bariumhydroxiden kommer att skymma sikten. En liten mängd koldioxid införs i lösningen för att bilda en bariumkarbonatfällning, och överskott av koldioxid införs ytterligare för att lösa bariumkarbonatfällningen och generera lösligt bariumbikarbonat.
4). Aminobarium kan lösas upp i flytande ammoniak, vilket skapar en blå lösning med paramagnetism och konduktivitet, som i huvudsak bildar ammoniakelektroner. Efter en lång tids lagring kommer vätet i ammoniak att reduceras till vätgas av ammoniakelektroner, och den totala reaktionen är barium som reagerar med flytande ammoniak för att producera aminobarium och vätgas.
5). Bariumsulfit är en vit kristall eller pulver, giftig, lätt löslig i vatten och gradvis oxiderad till bariumsulfat när den placeras i luft. Lös upp i icke-oxiderande starka syror som saltsyra för att generera svaveldioxidgas med en stickande lukt. När man möter oxiderande syror som utspädd salpetersyra kan den omvandlas till bariumsulfat.
6). Bariumsulfat har stabila kemiska egenskaper, och delen av bariumsulfat som är löst i vatten är helt joniserad, vilket gör den till en stark elektrolyt. Bariumsulfat är olösligt i utspädd salpetersyra. Används främst som gastrointestinalt kontrastmedel.
Bariumkarbonat är giftigt och nästan olösligt i kallt vatten., Något lösligt i vatten som innehåller koldioxid och lösligt i utspädd saltsyra. Det reagerar med natriumsulfat för att producera en mer olöslig vit fällning av bariumsulfat – omvandlingstrenden mellan fällningar i vattenlösning: det är lätt att omvandla till en mer olöslig riktning.

6、 Applikationsfält
1. Det används för industriella ändamål vid framställning av bariumsalter, legeringar, fyrverkerier, kärnreaktorer, etc. Det är också en utmärkt desoxidator för raffinering av koppar. Används ofta i legeringar, inklusive bly, kalcium, magnesium, natrium, litium, aluminium och nickellegeringar. Bariummetall kan användas som avgasningsmedel för att avlägsna spårgaser från vakuumrör och katodstrålerör, samt ett avgasningsmedel för raffinering av metaller. Bariumnitrat blandat med kaliumklorat, magnesiumpulver och kolofonium kan användas för att tillverka signalljus och fyrverkerier. Lösliga bariumföreningar används vanligtvis som insekticider, såsom bariumklorid, för att bekämpa olika växtskadegörare. Den kan också användas för att raffinera saltlake och pannvatten för elektrolytisk kaustiksodaproduktion. Används även för framställning av pigment. Textil- och läderindustrin använder det som betningsmedel och mattningsmedel för konstsilke.
2. Bariumsulfat för medicinskt bruk är ett hjälpläkemedel för röntgenundersökning. Lukt- och smaklöst vitt pulver, ett ämne som kan ge positiv kontrast i kroppen vid röntgenundersökning. Medicinsk bariumsulfat absorberas inte i mag-tarmkanalen och orsakar inte allergiska reaktioner. Den innehåller inte lösliga bariumföreningar som bariumklorid, bariumsulfid och bariumkarbonat. Används främst för gastrointestinal avbildning, ibland för andra undersökningsändamål

7、 Beredningsmetod
Den industriella produktionen avmetalliskt bariumär uppdelad i två steg: produktion av bariumoxid och metall termisk reduktion (aluminium termisk reduktion). Vid 1000-1200 ℃,metalliskt bariumkan erhållas genom att reducera bariumoxid med metalliskt aluminium och sedan renas genom vakuumdestillation. Termisk reduktionsmetod för aluminium för framställning av metalliskt barium: På grund av olika ingrediensförhållanden kan det förekomma två reaktioner för aluminiumreduktion av bariumoxid. Reaktionsekvationen är: båda reaktionerna kan bara producera en liten mängd barium vid 1000-1200 ℃. Därför måste en vakuumpump användas för att kontinuerligt överföra bariumånga från reaktionszonen till den kalla kondensationszonen för att reaktionen ska fortsätta att röra sig åt höger. Återstoden efter reaktionen är giftig och måste behandlas före kassering