1. Wprowadzenie elementarneBar,
Metal ziem alkalicznych o symbolu chemicznym Ba znajduje się w grupie IIA szóstego okresu układu okresowego. Jest to miękki, srebrzystobiały połyskujący metal ziem alkalicznych i najbardziej aktywny pierwiastek w metalach ziem alkalicznych. Nazwa pierwiastka pochodzi od greckiego słowa beta alfa ρύς (barys), co oznacza „ciężki”.
2. Odkrywanie krótkiej historii
Siarczki metali ziem alkalicznych wykazują fosforescencję, co oznacza, że nadal emitują światło przez pewien czas w ciemności po wystawieniu na działanie światła. Związki baru zaczęły przyciągać uwagę ludzi właśnie ze względu na tę cechę. W 1602 roku szewc o nazwisku Casio Lauro z Bolonii we Włoszech wypalił baryt zawierający siarczan baru wraz z substancjami łatwopalnymi i odkrył, że może on emitować światło w ciemności, co wzbudziło zainteresowanie ówczesnych uczonych. Później ten rodzaj kamienia nazwano polonitem i wzbudził zainteresowanie europejskich chemików badaniami analitycznymi. W 1774 roku szwedzki chemik C. W. Scheele odkrył, że tlenek baru jest stosunkowo ciężką nową glebą, którą nazwał „Baryta” (ciężka gleba). W 1774 roku Scheler uważał, że kamień ten jest połączeniem nowej gleby (tlenku) i kwasu siarkowego. W 1776 roku podgrzał azotan w tej nowej glebie, aby uzyskać czystą glebę (tlenek). W 1808 roku brytyjski chemik H. Davy użył rtęci jako katody i platyny jako anody do elektrolizy barytu (BaSO4) w celu wytworzenia amalgamatu baru. Po destylacji w celu usunięcia rtęci uzyskano metal o niskiej czystości, nazwany na cześć greckiego słowa barys (ciężki). Symbol pierwiastka jest ustawiony jako Ba, co jest nazywanebar.
3. Właściwości fizyczne
Barjest srebrzystobiałym metalem o temperaturze topnienia 725 °C, temperaturze wrzenia 1846 °C, gęstości 3,51 g/cm3 i ciągliwości. Głównymi rudami baru są baryt i arsenopiryt.
liczba atomowa | 56 |
liczba protonów | 56 |
promień atomowy | 222 po południu |
objętość atomowa | 39,24 cm3/mol |
temperatura wrzenia | 1846℃ |
Temperatura topnienia | 725℃ |
Gęstość | 3,51 g/cm33 |
masa atomowa | 137.327 |
Twardość w skali Mohsa | 1,25 |
Moduł rozciągania | 13 GPa |
moduł ścinania | 4,9 GPa |
rozszerzalność cieplna | 20,6 µm/(mK) (25℃) |
przewodność cieplna | 18,4 W/(mK) |
oporność | 332 nΩ·m (20℃) |
Sekwencja magnetyczna | Paramagnetyczny |
elektroujemność | 0,89 (Skala bowlingowa) |
4、Barjest pierwiastkiem chemicznym o właściwościach chemicznych.
Symbol chemiczny Ba, liczba atomowa 56, należy do grupy okresowego układu IIA i jest członkiem metali ziem alkalicznych. Bar ma dużą aktywność chemiczną i jest najbardziej aktywny wśród metali ziem alkalicznych. Z potencjału i energii jonizacji można wywnioskować, że bar ma silną redukowalność. W rzeczywistości, jeśli wziąć pod uwagę tylko utratę pierwszego elektronu, bar ma najsilniejszą redukowalność w wodzie. Jednak stosunkowo trudno jest barowi stracić drugi elektron. Dlatego też, biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, redukowalność baru znacznie się zmniejszy. Niemniej jednak jest to również jeden z najbardziej reaktywnych metali w roztworach kwaśnych, ustępując jedynie litowi, cezowi, rubidowi i potasowi.
Cykl przynależności | 6 |
Grupy etniczne | IIA |
Dystrybucja warstwy elektronicznej | 2-8-18-18-8-2 |
stopień utlenienia | 0 +2 |
Układ elektroniczny peryferyjny | 6s2 |
5.Główne związki
1). Tlenek baru powoli utlenia się w powietrzu, tworząc tlenek baru, który jest bezbarwnym kryształem sześciennym. Rozpuszczalny w kwasie, nierozpuszczalny w acetonie i wodzie amoniakalnej. Reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek baru, który jest toksyczny. Podczas spalania emituje zielony płomień i wytwarza nadtlenek baru.
2). Nadtlenek baru reaguje z kwasem siarkowym, tworząc nadtlenek wodoru. Reakcja ta opiera się na zasadzie przygotowywania nadtlenku wodoru w laboratorium.
3). Wodorotlenek baru reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek baru i gaz wodorowy. Ze względu na niską rozpuszczalność wodorotlenku baru i jego wysoką energię sublimacji reakcja nie jest tak intensywna jak reakcja metali alkalicznych, a powstały wodorotlenek baru będzie przesłaniał widok. Do roztworu wprowadza się niewielką ilość dwutlenku węgla, aby utworzyć osad węglanu baru, a następnie wprowadza się nadmiar dwutlenku węgla, aby rozpuścić osad węglanu baru i wytworzyć rozpuszczalny wodorowęglan baru.
4). Aminobar może rozpuszczać się w ciekłym amoniaku, wytwarzając niebieski roztwór z paramagnetyzmem i przewodnością, który zasadniczo tworzy elektrony amoniaku. Po długim okresie przechowywania wodór w amoniaku zostanie zredukowany do wodoru gazowego przez elektrony amoniaku, a całkowita reakcja to reakcja baru z ciekłym amoniakiem w celu wytworzenia aminobaru i wodoru gazowego.
5). Siarczyn baru jest białym kryształem lub proszkiem, toksycznym, słabo rozpuszczalnym w wodzie i stopniowo utleniającym się do siarczanu baru, gdy jest umieszczony w powietrzu. Rozpuszcza się w nieutleniających silnych kwasach, takich jak kwas solny, aby wytworzyć dwutlenek siarki o ostrym zapachu. W przypadku kontaktu z kwasami utleniającymi, takimi jak rozcieńczony kwas azotowy, może zostać przekształcony w siarczan baru.
6). Siarczan baru ma stabilne właściwości chemiczne, a część siarczanu baru rozpuszczona w wodzie jest całkowicie zjonizowana, co czyni go silnym elektrolitem. Siarczan baru jest nierozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym. Stosowany głównie jako środek kontrastowy do przewodu pokarmowego.
Węglan baru jest toksyczny i prawie nierozpuszczalny w zimnej wodzie. Słabo rozpuszczalny w wodzie zawierającej dwutlenek węgla i rozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie solnym. Reaguje z siarczanem sodu, tworząc bardziej nierozpuszczalny biały osad siarczanu baru – tendencja konwersji między osadami w roztworze wodnym: łatwo przekształcić go w kierunku bardziej nierozpuszczalnym.
6. Pola zastosowań
1. Jest stosowany w celach przemysłowych do produkcji soli baru, stopów, fajerwerków, reaktorów jądrowych itp. Jest również doskonałym odtleniaczem do rafinacji miedzi. Szeroko stosowany w stopach, w tym stopach ołowiu, wapnia, magnezu, sodu, litu, aluminium i niklu. Metaliczny bar może być stosowany jako środek odgazowujący do usuwania śladowych gazów z lamp próżniowych i kineskopów, a także jako środek odgazowujący do rafinacji metali. Azotan baru zmieszany z chloranem potasu, proszkiem magnezowym i kalafonią może być stosowany do produkcji flar sygnałowych i fajerwerków. Rozpuszczalne związki baru są powszechnie stosowane jako insektycydy, takie jak chlorek baru, do zwalczania różnych szkodników roślin. Może być również stosowany do rafinacji solanki i wody kotłowej do elektrolizy sody kaustycznej. Stosowany również do przygotowywania pigmentów. Przemysł tekstylny i skórzany wykorzystuje go jako zaprawę i środek matujący do sztucznego jedwabiu.
2. Siarczan baru do użytku medycznego jest lekiem pomocniczym do badań rentgenowskich. Bezwonny i bezsmakowy biały proszek, substancja, która może zapewnić pozytywny kontrast w organizmie podczas badania rentgenowskiego. Medyczny siarczan baru nie wchłania się w przewodzie pokarmowym i nie powoduje reakcji alergicznych. Nie zawiera rozpuszczalnych związków baru, takich jak chlorek baru, siarczek baru i węglan baru. Stosowany głównie do obrazowania przewodu pokarmowego, sporadycznie stosowany do innych celów badania
7. Metoda przygotowania
Produkcja przemysłowabar metalicznydzieli się na dwa etapy: produkcję tlenku baru i redukcję termiczną metalu (redukcja termiczna aluminium). W temperaturze 1000-1200 ℃,bar metalicznymożna uzyskać poprzez redukcję tlenku baru metalicznym aluminium, a następnie oczyścić przez destylację próżniową. Metoda redukcji termicznej aluminium w celu produkcji metalicznego baru: Ze względu na różne proporcje składników, mogą istnieć dwie reakcje redukcji tlenku baru aluminium. Równanie reakcji jest następujące: obie reakcje mogą wytworzyć tylko niewielką ilość baru w temperaturze 1000-1200 ℃. Dlatego należy użyć pompy próżniowej w celu ciągłego transferu pary baru ze strefy reakcji do strefy zimnej kondensacji, aby reakcja mogła nadal przebiegać w prawo. Pozostałość po reakcji jest toksyczna i należy ją poddać obróbce przed utylizacją
Czas publikacji: 12-09-2024