Pierwiastek 56: Bar

1. Wprowadzenie do żywiołówBar,
Pierwiastek metalu ziem alkalicznych o symbolu chemicznym Ba znajduje się w grupie IIA szóstego okresu układu okresowego. Jest to miękki, srebrno-biały metal ziem alkalicznych o połysku i najbardziej aktywny pierwiastek metali 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 ​​po wystawieniu na działanie światła nadal emitują światło przez pewien czas w ciemności. Związki baru zaczęły przyciągać uwagę ludzi właśnie ze względu na tę cechę. W 1602 roku szewc Casio Lauro w Bolonii we Włoszech wypalił baryt zawierający siarczan baru wraz z substancjami palnymi 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 r. szwedzki chemik CW Scheele odkrył, że tlenek baru jest stosunkowo ciężką nową glebą, którą nazwał „Barytą” (ciężka gleba). W 1774 roku Scheler uważał, że kamień ten był połączeniem nowej gleby (tlenku) i kwasu siarkowego. W 1776 r. 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 otrzymano metal o niskiej czystości, którego nazwa pochodzi od greckiego słowa barys (ciężki). Symbol elementu jest ustawiony jako Ba, co jest tzwbar.

3. Właściwości fizyczne
Barjest srebrzystobiałym metalem o temperaturze topnienia 725°C, temperaturze wrzenia 1846°C, gęstości 3,51g/cm3 i ciągliwości. Głównymi rudami baru są baryt i arsenopiryt.

4、Barjest pierwiastkiem chemicznym o właściwościach chemicznych.
Symbol chemiczny Ba, liczba atomowa 56, należy do grupy układu okresowego IIA i należy do metali ziem alkalicznych. Bar ma dużą aktywność chemiczną i jest najbardziej aktywnym spośród metali ziem alkalicznych. Z energii potencjalnej i jonizacji wynika, że ​​bar ma silną redukowalność. W rzeczywistości, jeśli tylko weźmie się pod uwagę utratę pierwszego elektronu, bar ma największą redukowalność w wodzie. Jednakże barowi stosunkowo trudno jest stracić drugi elektron. Dlatego, 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.

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. Po spaleniu wydziela zielony płomień i wytwarza nadtlenek baru.
2). Nadtlenek baru reaguje z kwasem siarkowym, tworząc nadtlenek wodoru. Reakcja ta opiera się na zasadzie wytwarzania nadtlenku wodoru w laboratorium.
3). Wodorotlenek baru reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek baru i gazowy wodór. Ze względu na niską rozpuszczalność wodorotlenku baru i jego wysoką energię sublimacji, reakcja nie jest tak intensywna jak w przypadku metali alkalicznych, a powstały wodorotlenek baru zasłania widok. Do roztworu wprowadza się niewielką ilość dwutlenku węgla w celu utworzenia osadu węglanu baru, a nadmiar dwutlenku węgla wprowadza się dalej w celu rozpuszczenia osadu węglanu baru i wytworzenia rozpuszczalnego wodorowęglanu baru.
4). Aminobar może rozpuszczać się w ciekłym amoniaku, tworząc niebieski roztwór o paramagnetyzmie i przewodności, który zasadniczo tworzy elektrony amoniaku. Po długim okresie przechowywania wodór zawarty w amoniaku zostanie zredukowany do gazowego wodoru przez elektrony amoniaku, a całkowita reakcja polega na reakcji baru z ciekłym amoniakiem w celu wytworzenia aminobaru i gazowego wodoru.
5). Siarczyn baru to biały kryształ lub proszek, toksyczny, słabo rozpuszczalny w wodzie i stopniowo utleniający się do siarczanu baru po umieszczeniu w powietrzu. Rozpuścić w nieutleniających, mocnych kwasach, takich jak kwas solny, aby wytworzyć gazowy dwutlenek siarki o ostrym zapachu. W przypadku napotkania kwasów utleniających, takich jak rozcieńczony kwas azotowy, można go przekształcić w siarczan baru.
6). Siarczan baru ma stabilne właściwości chemiczne, a część siarczanu baru rozpuszczona w wodzie jest całkowicie zjonizowana, dzięki czemu jest mocnym elektrolitem. Siarczan baru jest nierozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym. Stosowany głównie jako środek kontrastowy 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 jest przeprowadzić konwersję w kierunku bardziej nierozpuszczalnym.

6, Pola aplikacji
1. Stosowany jest do celów przemysłowych przy produkcji soli baru, stopów, sztucznych ogni, reaktorów jądrowych itp. Jest także doskonałym odtleniaczem do rafinacji miedzi. Szeroko stosowany w stopach, w tym stopach ołowiu, wapnia, magnezu, sodu, litu, aluminium i niklu. Bar metaliczny może być stosowany jako środek odgazowujący do usuwania gazów śladowych z lamp próżniowych i lamp elektronopromieniowych, a także jako środek odgazowujący do rafinacji metali. Azotan baru zmieszany z chloranem potasu, proszkiem magnezu i kalafonią można wykorzystać do produkcji flar sygnalizacyjnych i fajerwerków. Rozpuszczalne związki baru są powszechnie stosowane jako środki owadobójcze, takie jak chlorek baru, do zwalczania różnych szkodników roślin. Może być również stosowany do uszlachetniania solanki i wody kotłowej do produkcji elektrolitycznej sody kaustycznej. Stosowany również do przygotowania pigmentów. W przemyśle tekstylnym i skórzanym wykorzystuje się go jako zaprawę i środek matujący do sztucznego jedwabiu.
2. Siarczan baru do użytku medycznego jest lekiem pomocniczym przy badaniu rentgenowskim. Bezwonny i pozbawiony smaku biały proszek, substancja mogąca 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, czasami używany do innych celów badawczych

7. Metoda przygotowania
Produkcja przemysłowametaliczny bardzieli się na dwa etapy: produkcję tlenku baru i redukcję termiczną metalu (redukcja termiczna aluminium). Przy 1000-1200 ℃,metaliczny barmożna otrzymać przez redukcję tlenku baru metalicznym glinem, a następnie oczyścić przez destylację próżniową. Metoda termicznej redukcji aluminium do produkcji metalicznego baru: Ze względu na różne proporcje składników mogą zachodzić dwie reakcje redukcji tlenku baru przez glin. Równanie reakcji jest następujące: w obu reakcjach można wytworzyć jedynie niewielką ilość baru w temperaturze 1000-1200 ℃. Dlatego należy zastosować pompę próżniową do ciągłego przenoszenia par baru ze strefy reakcji do zimnej strefy kondensacji, aby reakcja mogła nadal przemieszczać się w prawo. Pozostałość po reakcji jest toksyczna i wymaga oczyszczenia przed utylizacją