I den magiska världen av kemi,bariumhar alltid väckt uppmärksamhet från forskare med sin unika charm och breda tillämpning. Även om detta silvervita metallelement inte är lika bländande som guld eller silver, spelar det en oumbärlig roll inom många områden. Från precisionsinstrument i vetenskapliga forskningslaboratorier till nyckelproduktion i industriproduktion till diagnostiska reagens inom det medicinska området har Barium skrivit legenden om kemi med sina unika egenskaper och funktioner.
Redan 1602 rostade Cassio Lauro, en skomakare i den italienska staden Porra, en barit som innehåller bariumsulfat med ett brännbart ämne i ett experiment och blev förvånad över att upptäcka att det kunde glöda i mörkret. Denna upptäckt väckte stort intresse bland forskare vid den tiden, och stenen fick namnet Porra Stone och blev fokus för forskning från europeiska kemister.
Det var emellertid den svenska kemisten Scheele som verkligen bekräftade att Barium var ett nytt element. Han upptäckte bariumoxid 1774 och kallade den ”baryta” (tung jord). Han studerade detta ämne i djupet och trodde att det var sammansatt av en ny jord (oxid) i kombination med svavelsyra. Två år senare upphettade han framgångsrikt nitratet i denna nya jord och erhöll ren oxid.
Även om Scheele upptäckte bariumoxiden, var det först 1808 som den brittiska kemisten Davy framgångsrikt producerade bariummetall genom att elektrolysera en elektrolyt tillverkad av barit. Denna upptäckt markerade den officiella bekräftelsen av barium som ett metalliskt element och öppnade också resan för tillämpningen av barium inom olika områden.
Sedan dess har människor kontinuerligt fördjupat sin förståelse för barium. Forskare har undersökt naturens mysterier och främjat framstegen inom vetenskap och teknik genom att studera bariums egenskaper och beteenden. Tillämpningen av barium inom vetenskaplig forskning, industri och medicinska områden har också blivit alltmer omfattande, vilket ger bekvämlighet och tröst till människolivet. Bariumens charm ligger inte bara i dess praktiska, utan också i det vetenskapliga mysteriet bakom det. Forskare har kontinuerligt undersökt naturens mysterier och främjat framstegen inom vetenskap och teknik genom att studera bariums egenskaper och beteenden. Samtidigt spelar Barium också tyst en roll i våra dagliga liv, vilket ger bekvämlighet och komfort i våra liv.
Låt oss gå in på denna magiska resa för att utforska barium, avslöja dess mystiska slöja och uppskatta dess unika charm. I följande artikel kommer vi omfattande att introducera egenskaper och tillämpningar av barium, liksom dess viktiga roll i vetenskaplig forskning, industri och medicin. Jag tror att genom att läsa den här artikeln kommer du att ha en djupare förståelse och kunskap om barium.
1. Applikationsfält av barium
Barium är ett vanligt kemiskt element. Det är en silvervit metall som finns i form av olika mineraler i naturen. Följande är några dagliga användningar av barium
Förbränning och luminescens: Barium är en mycket reaktiv metall som ger en ljus låga när den kommer i kontakt med ammoniak eller syre. Detta gör barium som används allmänt i branscher som fyrverkeri tillverkning, blossar och fosfortillverkning.
Medicinsk industri: Bariumföreningar används också allmänt inom den medicinska industrin. Bariummåltider (som bariumtabletter) används i gastrointestinala röntgenundersökningar för att hjälpa läkare att observera matsmältningssystemets funktion. Bariumföreningar används också i vissa radioaktiva terapier, såsom radioaktiv jod för behandling av sköldkörtelsjukdom.
Glas och keramik: Bariumföreningar används ofta i glas och keramisk tillverkning på grund av deras goda smältpunkt och korrosionsbeständighet. Bariumföreningar kan förbättra hårdheten och styrkan hos keramik och kan ge några speciella egenskaper hos keramik, såsom elektrisk isolering och högt brytningsindex.
Metalllegeringar: Barium kan bilda legeringar med andra metallelement, och dessa legeringar har några unika egenskaper. Till exempel kan bariumlegeringar öka smältpunkten för aluminium- och magnesiumlegeringar, vilket gör dem enklare att bearbeta och gjuta. Dessutom används bariumlegeringar med magnetiska egenskaper också för att tillverka batteriplattor och magnetmaterial.
Barium är ett kemiskt element med den kemiska symbolen BA och atomnummer 56. Barium är en alkalisk jordmetall som finns i grupp 6 i periodiska tabellen, huvudgruppselementen.
2. Bariums fysiska egenskaper
Barium (BA)är ett alkaliskt jordmetallelement. 1. Utseende: Barium är en mjuk, silvervit metall med en distinkt metallisk glans vid skärning.
2. Densitet: Barium har en relativt hög densitet på cirka 3,5 g/cm³. Det är en av de tätaste metallerna på jorden.
3. Smält- och kokpunkter: Smältpunkten för barium är cirka 727 ° C och kokpunkten är cirka 1897 ° C.
4. Hårdhet: Barium är en relativt mjuk metall med en MOHS -hårdhet på cirka 1,25 vid 20 grader Celsius.
5. Konduktivitet: Barium är en bra ledare av elektricitet med hög elektrisk konduktivitet.
6. Duktilitet: Även om barium är en mjuk metall har den en viss grad av duktilitet och kan bearbetas till tunna lakan eller ledningar.
7. Kemisk aktivitet: Barium reagerar inte starkt med de flesta icke -metaller och många metaller vid rumstemperatur, men den bildar oxider vid höga temperaturer och i luften. Det kan bilda föreningar med många icke -metalliska element, såsom oxider, sulfider, etc.
8. Former av existens: mineraler som innehåller barium i jordskorpan, såsom barit (bariumsulfat), etc. Barium kan också existera i form av hydrater, oxider, karbonater etc. i naturen.
9. Radioaktivitet: Barium har en mängd radioaktiva isotoper, bland vilka barium-133 är en vanlig radioaktiv isotop som används i medicinsk avbildning och kärnmedicinska applikationer.
10. Tillämpning: Bariumföreningar används ofta i industrin, såsom glas, gummi, kemiska industrikatalysatorer, elektronrör osv. Dess sulfat används ofta som ett kontrastmedel i medicinska undersökningar. Barium är ett viktigt metalliskt element, och dess egenskaper gör det allmänt används i många områden.
3. Bariums kemiska egenskaper
Metalliska egenskaper: Barium är ett metalliskt fast ämne med ett silvervitt utseende och god elektrisk konduktivitet.
Densitet och smältpunkt: Barium är ett relativt tätt element med en densitet av 3,51 g/cm3. Barium har en låg smältpunkt på cirka 727 grader Celsius (1341 grader Fahrenheit).
Reaktivitet: Barium reagerar snabbt med de flesta icke-metalliska element, särskilt med halogener (såsom klor och brom), vilket ger motsvarande bariumföreningar. Till exempel reagerar barium med klor för att producera bariumklorid.
Oxidiserbarhet: Barium kan oxideras för att bilda bariumoxid. Bariumoxid används allmänt inom industrier som metallsmältning och glasframställning. Hög aktivitet: Barium har hög kemisk aktivitet och reagerar lätt med vatten för att frigöra väte och generera bariumhydroxid.
4. Bariums biologiska egenskaper
Rollen och biologiska egenskaper hosbariumI organismer förstås inte helt, men det är känt att barium har säkert toxicitet för organismer.
Intagsväg: Människor tar huvudsakligen barium genom mat och dricksvatten. Vissa livsmedel kan innehålla spårmängder barium, såsom spannmål, kött och mejeriprodukter. Dessutom innehåller grundvatten ibland högre koncentrationer av barium.
Biologisk absorption och metabolism: Barium kan absorberas av organismer och distribueras i kroppen genom blodcirkulation. Barium ackumuleras huvudsakligen i njurarna och benen, särskilt i högre koncentrationer i ben.
Biologisk funktion: Barium har ännu inte visat sig ha några väsentliga fysiologiska funktioner i organismer. Därför förblir bariumens biologiska funktion kontroversiell.
5. Bariums biologiska egenskaper
Toxicitet: Höga koncentrationer av bariumjoner eller bariumföreningar är giftiga för människokroppen. Överdriven intag av barium kan orsaka akuta förgiftningssymtom, inklusive kräkningar, diarré, muskelsvaghet, arytmi, etc. Allvarlig förgiftning kan orsaka nervsystemets skador, njurskador och hjärtproblem.
Benansamling: Barium kan ackumuleras i benen i människokroppen, särskilt hos äldre. Långvarig exponering för höga koncentrationer av barium kan orsaka bensjukdomar såsom osteoporos.
Kardiovaskulära effekter: Barium, som natrium, kan störa jonbalansen och elektrisk aktivitet, vilket påverkar hjärtfunktionen. Överdriven intag av barium kan orsaka onormala hjärtrytmer och öka risken för hjärtattacker.
Karcinogenicitet: Även om det fortfarande finns kontroverser om cancerframkallande av barium, har vissa studier visat att långvarig exponering för höga koncentrationer av barium kan öka risken för vissa cancerformer, såsom magcancer och matstrupscancer. På grund av toxiciteten och den potentiella faran för barium bör människor vara noga med att undvika överdrivet intag eller långvarig exponering för höga koncentrationer av barium. Bariumkoncentrationer i dricksvatten och mat bör övervakas och kontrolleras för att skydda människors hälsa. Om du misstänker förgiftning eller har relaterade symtom, vänligen söka läkare omedelbart.
6. Barium i naturen
Bariummineraler: Barium kan existera i jordskorpan i form av mineraler. Vissa vanliga bariummineraler inkluderar barit och visning. Dessa malmer förekommer ofta med andra mineraler, såsom bly, zink och silver.
Löst i grundvatten och stenar: Barium kan existera i grundvatten och stenar i ett upplöst tillstånd. Grundvatten innehåller spårmängder av upplöst barium, och dess koncentration beror på de geologiska förhållandena och de kemiska egenskaperna hos vattenkroppen. Bariumsalter: Barium kan bilda olika salter, såsom bariumklorid, bariumnitrat och bariumkarbonat. Dessa föreningar kan existera i naturen som naturliga mineraler.
Innehåll i jord:Bariumkan existera i jord i olika former, av vilka några kommer från upplösningen av naturliga mineralpartiklar eller stenar. Innehållet i barium i jord är vanligtvis lågt, men det kan finnas höga koncentrationer av barium i vissa specifika områden.
Det bör noteras att formen och innehållet i barium kan variera i olika geologiska miljöer och regioner, så specifika geografiska och geologiska förhållanden måste beaktas när man diskuterar barium.
7. Bariumbrytning och produktion
Gruvnings- och beredningsprocessen för barium inkluderar vanligtvis följande steg:
1. Mining av bariummalm: Huvudmineralet för bariummalm är barit, även känd som bariumsulfat. Det finns vanligtvis i jordskorpan och är allmänt fördelad i stenar och mineralavlagringar på jorden. Gruvdrift involverar vanligtvis processer som sprängning, gruvdrift, krossning och gradering av malm för att erhålla malmer som innehåller bariumsulfat.
2. Beredning av koncentrat: Extrahering av barium från bariummalm kräver koncentratbehandling av malmen. Koncentratberedning inkluderar vanligtvis handval och flotationssteg för att ta bort föroreningar och erhålla malm som innehåller mer än 96% bariumsulfat.
3. Beredning av bariumsulfat: Koncentratet underkastas steg såsom avlägsnande av järn och kisel för att äntligen erhålla bariumsulfat (BASO4).
4. Beredning av bariumsulfid: För att framställa barium från bariumsulfat måste bariumsulfat omvandlas till bariumsulfid, även känd som svart aska. Bariumsulfatmalmpulver med en partikelstorlek på mindre än 20 mesh blandas vanligtvis med kol- eller petroleumkokspulver i ett viktförhållande av 4: 1. Blandningen rostas vid 1100 ℃ i en efterklangsugn, och bariumsulfatet reduceras till bariumsulfid.
5. Upplösning av bariumsulfid: Bariumsulfidlösningen av bariumsulfat kan erhållas genom varmvattenutlakning.
6. Beredning av bariumoxid: För att omvandla bariumsulfid till bariumoxid tillsätts vanligtvis natriumkarbonat eller koldioxid till bariumsulfidlösningen. Efter blandning av bariumkarbonat och kolpulver kan kalcinering vid över 800 ℃ producera bariumoxid.
7. Kylning och bearbetning: Det bör noteras att bariumoxid oxideras för att bilda bariumperoxid vid 500-700 ℃, och bariumperoxid kan sönderdelas för att bilda bariumoxid vid 700-800 ℃. För att undvika produktion av bariumperoxid måste den kalcinerade produkten kylas eller släckas under skydd av inert gas.
Ovanstående är den allmänna gruv- och beredningsprocessen för bariumelement. Dessa processer kan variera beroende på industriell process och utrustning, men de övergripande principerna förblir desamma. Barium är en viktig industriell metall som används i en mängd olika tillämpningar, inklusive den kemiska industrin, medicin, elektronik och andra områden.
8. Vanliga detekteringsmetoder för bariumelement
Bariumär ett vanligt element som vanligtvis används i olika industriella och vetenskapliga tillämpningar. I analytisk kemi inkluderar metoder för att upptäcka barium vanligtvis kvalitativ analys och kvantitativ analys. Följande är en detaljerad introduktion till de vanligt använda detekteringsmetoderna för bariumelement:
1. Flamatomisk absorptionsspektrometri (FAAS): Detta är en vanligt använt kvantitativ analysmetod som är lämplig för prover med högre koncentrationer. Provlösningen sprayas in i lågan och bariumatomerna absorberar ljus för en specifik våglängd. Intensiteten hos det absorberade ljuset mäts och är proportionell mot koncentrationen av barium.
2. Flamatomisk emissionspektrometri (FAES): Denna metod upptäcker barium genom att spruta provlösningen i lågan, spännande bariumatomerna för att avge ljus med en specifik våglängd. Jämfört med FAAS används FAES vanligtvis för att detektera lägre koncentrationer av barium.
3. Atomisk fluorescensspektrometri (AAS): Denna metod liknar FAAS, men använder en fluorescensspektrometer för att upptäcka närvaron av barium. Det kan användas för att mäta spårmängder av barium.
4. Jonkromatografi: Denna metod är lämplig för analys av barium i vattenprover. Bariumjoner separeras och detekteras genom jonkromatografi. Det kan användas för att mäta koncentrationen av barium i vattenprover.
5. Röntgenfluorescensspektrometri (XRF): Detta är en icke-förstörande analysmetod som är lämplig för detektion av barium i fasta prover. Efter att provet är upphetsad av röntgenstrålar avger bariumatomerna specifik fluorescens, och bariuminnehållet bestäms genom att mäta fluorescensintensiteten.
6. Masspektrometri: Masspektrometri kan användas för att bestämma den isotopiska sammansättningen av barium och bestämma innehållet i barium. Denna metod används vanligtvis för högkänslighetsanalys och kan upptäcka mycket låga koncentrationer av barium. Ovan är några vanligt använda metoder för att upptäcka barium. Den specifika metoden att välja beror på provets natur, koncentrationsområdet för barium och syftet med analysen. Om du behöver ytterligare information eller har andra frågor kan du gärna meddela mig. Dessa metoder används ofta i laboratorie- och industriella tillämpningar för att exakt och pålitligt mäta och upptäcka närvaron och koncentrationen av barium. Den specifika metoden att använda beror på vilken typ av prov som måste mätas, utbudet av bariuminnehåll och det specifika syftet med analysen.
Posttid: dec-09-2024