Տարր 56: Բարիում

1. Տարրական ներածությունԲարիում,
Հողալկալիական մետաղ տարրը, որի քիմիական նշանը Ba է, գտնվում է պարբերական համակարգի վեցերորդ պարբերության IIA խմբում: Այն փափուկ, արծաթափայլ սպիտակ փայլով հողալկալիական մետաղ է և հողալկալիական մետաղների մեջ ամենաակտիվ տարրը: Տարրի անվանումը ծագել է հունարեն βήτα άλφα ρύς (barys) բառից, որը նշանակում է «ծանր»:

2. Կարճ պատմության բացահայտում
Հողալկալային մետաղների սուլֆիդները ցուցաբերում են ֆոսֆորեսցենցիա, ինչը նշանակում է, որ լույսի ազդեցության տակ հայտնվելուց հետո նրանք շարունակում են լույս արձակել մթության մեջ որոշ ժամանակով: Բարիումի միացությունները սկսեցին գրավել մարդկանց ուշադրությունը հենց այս հատկանիշի շնորհիվ: 1602 թվականին Իտալիայի Բոլոնիա քաղաքում Կասիո Լաուրո անունով մի կոշկակար բովեց բարիումի սուլֆատ պարունակող բարիտը դյուրավառ նյութերի հետ միասին և հայտնաբերեց, որ այն կարող է լույս արձակել մթության մեջ, ինչը առաջացրեց այդ ժամանակ գիտնականների հետաքրքրությունը: Հետագայում այս տեսակի քարը կոչվեց պոլոնիտ և առաջացրեց եվրոպացի քիմիկոսների հետաքրքրությունը վերլուծական հետազոտությունների նկատմամբ: 1774 թվականին շվեդ քիմիկոս Կ.Վ. Շիլեն հայտնաբերեց, որ բարիումի օքսիդը համեմատաբար ծանր նոր հող է, որը նա անվանեց «Բարիտա» (ծանր հող): 1774 թվականին Շելերը կարծում էր, որ այս քարը նոր հողի (օքսիդի) և ծծմբական թթվի համադրություն է: 1776 թվականին նա տաքացրեց այս նոր հողի նիտրատը՝ մաքուր հող (օքսիդ) ստանալու համար: 1808 թվականին բրիտանացի քիմիկոս Հ. Դեյվին սնդիկը որպես կաթոդ և պլատինը որպես անոդ օգտագործեց բարիտի (BaSO4) էլեկտրոլիզացման և բարիումի ամալգամ ստանալու համար։ Սնդիկը հեռացնելու համար թորումից հետո ստացվեց ցածր մաքրության մետաղ, որը անվանվեց հունարեն barys (ծանր) բառի անունով։ Տարրի խորհրդանիշը Ba է, որը կոչվում էբարիում.

3. Ֆիզիկական հատկություններ
Բարիումարծաթափայլ սպիտակ մետաղ է՝ 725°C հալման կետով, 1846°C եռման կետով, 3.51գ/սմ3 խտությամբ և ճկունությամբ։ Բարիումի հիմնական հանքաքարերն են բարիտը և արսենոպիրիտը։

4,Բարիումքիմիական տարր է, որն ունի քիմիական հատկություններ։
Քիմիական նշանը՝ Ba, ատոմային համարը՝ 56, պատկանում է պարբերական համակարգի IIA խմբին և հողալկալային մետաղների խմբի անդամ է։ Բարիումն ունի մեծ քիմիական ակտիվություն և ամենաակտիվն է հողալկալային մետաղների մեջ։ Պոտենցիալից և իոնացման էներգիայից կարելի է տեսնել, որ բարիումն ունի ուժեղ վերականգնվողականություն։ Փաստորեն, եթե հաշվի առնենք միայն առաջին էլեկտրոնի կորուստը, բարիումն ունի ամենաուժեղ վերականգնվողականությունը ջրում։ Այնուամենայնիվ, բարիումի համար համեմատաբար դժվար է կորցնել երկրորդ էլեկտրոնը։ Հետևաբար, հաշվի առնելով բոլոր գործոնները, բարիումի վերականգնվողականությունը զգալիորեն կնվազի։ Այնուամենայնիվ, այն նաև թթվային լուծույթներում ամենաակտիվ մետաղներից մեկն է՝ զիջելով միայն լիթիումին, ցեզիումին, ռուբիդիումին և կալիումին։

5. Հիմնական միացություններ
1) Բարիումի օքսիդը օդում դանդաղորեն օքսիդանում է՝ առաջացնելով բարիումի օքսիդ, որը անգույն խորանարդաձև բյուրեղ է։ Լուծվում է թթվում, անլուծելի է ացետոնում և ամոնիակային ջրում։ Ռեակցիայի մեջ է մտնում ջրի հետ՝ առաջացնելով բարիումի հիդրօքսիդ, որը թունավոր է։ Այրվելիս այն արձակում է կանաչ բոց և առաջացնում բարիումի պերօքսիդ։
2). Բարիումի պերօքսիդը փոխազդում է ծծմբական թթվի հետ՝ առաջացնելով ջրածնի պերօքսիդ: Այս ռեակցիան հիմնված է լաբորատորիայում ջրածնի պերօքսիդ ստանալու սկզբունքի վրա:
3). Բարիումի հիդրօքսիդը փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով բարիումի հիդրօքսիդ և ջրածնի գազ: Բարիումի հիդրօքսիդի ցածր լուծելիության և դրա բարձր սուբլիմացիոն էներգիայի պատճառով ռեակցիան այնքան ինտենսիվ չէ, որքան ալկալիական մետաղներինը, և արդյունքում ստացված բարիումի հիդրօքսիդը կխաթարի տեսադաշտը: Լուծույթի մեջ ներմուծվում է ածխաթթու գազի փոքր քանակություն՝ բարիումի կարբոնատի նստվածք առաջացնելու համար, և ավելցուկային ածխաթթու գազը լրացուցիչ ներմուծվում է՝ բարիումի կարբոնատի նստվածքը լուծելու և լուծվող բարիումի բիկարբոնատ առաջացնելու համար:
4) Ամինոբարիումը կարող է լուծվել հեղուկ ամոնիակում՝ առաջացնելով կապույտ լուծույթ՝ պարամագնիսականությամբ և հաղորդականությամբ, որը, ըստ էության, առաջացնում է ամոնիակի էլեկտրոններ: Երկարատև պահպանումից հետո ամոնիակի մեջ պարունակվող ջրածինը վերականգնվում է ջրածնի գազի՝ ամոնիակի էլեկտրոնների միջոցով, և ընդհանուր ռեակցիան բարիումի և հեղուկ ամոնիակի փոխազդեցությունն է՝ առաջացնելով ամինոբարիում և ջրածնի գազ:
5). Բարիումի սուլֆիտը սպիտակ բյուրեղ կամ փոշի է, թունավոր, ջրում թեթևակի լուծվող և օդում դնելիս աստիճանաբար օքսիդանում է բարիումի սուլֆատի։ Լուծվում է ոչ օքսիդացնող ուժեղ թթուներում, ինչպիսին է աղաթթուն, առաջացնելով ծծմբի երկօքսիդ գազ՝ սուր հոտով։ Օքսիդացնող թթուների, ինչպիսին է նոսր ազոտական ​​թթուն, հետ հանդիպելիս այն կարող է վերածվել բարիումի սուլֆատի։
6). Բարիումի սուլֆատն ունի կայուն քիմիական հատկություններ, և բարիումի սուլֆատի ջրում լուծված մասը լիովին իոնացված է, ինչը այն դարձնում է ուժեղ էլեկտրոլիտ: Բարիումի սուլֆատը անլուծելի է նոսր ազոտական ​​թթվում: Հիմնականում օգտագործվում է որպես ստամոքս-աղիքային կոնտրաստային նյութ:
Բարիումի կարբոնատը թունավոր է և գրեթե անլուծելի է սառը ջրում։ Քիչ է լուծվում ածխաթթու գազ պարունակող ջրում և լուծելի է նոսր աղաթթվում։ Այն ռեակցիայի մեջ է մտնում նատրիումի սուլֆատի հետ՝ առաջացնելով բարիումի սուլֆատի ավելի անլուծելի սպիտակ նստվածք՝ ջրային լուծույթում նստվածքների միջև փոխակերպման միտումը. այն հեշտությամբ փոխակերպվում է ավելի անլուծելի ուղղությամբ։

6. Կիրառման դաշտեր
1. Այն օգտագործվում է արդյունաբերական նպատակներով՝ բարիումի աղերի, համաձուլվածքների, հրավառությունների, միջուկային ռեակտորների և այլնի արտադրության մեջ: Այն նաև գերազանց դեօքսիդիչ է պղնձի մաքրման համար: Լայնորեն օգտագործվում է համաձուլվածքներում, ներառյալ կապարի, կալցիումի, մագնեզիումի, նատրիումի, լիթիումի, ալյումինի և նիկելի համաձուլվածքները: Մետաղական բարիումը կարող է օգտագործվել որպես գազազերծող միջոց՝ վակուումային և կաթոդային ճառագայթային խողովակներից հետքային գազերը հեռացնելու համար, ինչպես նաև որպես գազազերծող միջոց՝ մետաղները մաքրելու համար: Բարիումի նիտրատը, կալիումի քլորատի, մագնեզիումի փոշու և ռոզինի հետ խառնված, կարող է օգտագործվել ազդանշանային բռնկումներ և հրավառություններ արտադրելու համար: Լուծվող բարիումի միացությունները, ինչպիսիք են բարիումի քլորիդը, սովորաբար օգտագործվում են որպես միջատասպաններ՝ տարբեր բույսերի վնասատուների դեմ պայքարելու համար: Այն կարող է նաև օգտագործվել աղաջրի և կաթսայի ջրի մաքրման համար՝ էլեկտրոլիտիկ կաուստիկ սոդայի արտադրության համար: Նաև օգտագործվում է գունանյութեր պատրաստելու համար: Տեքստիլ և կաշվե արդյունաբերություններն այն օգտագործում են որպես արհեստական ​​մետաքսի համար մրգահյութ և խճճվածքի միջոց:
2. Բժշկական օգտագործման համար նախատեսված բարիումի սուլֆատը ռենտգենյան հետազոտության օժանդակ դեղամիջոց է: Անհոտ և անհամ սպիտակ փոշի, նյութ, որը կարող է դրական կոնտրաստ ապահովել օրգանիզմում ռենտգենյան հետազոտության ժամանակ: Բժշկական բարիումի սուլֆատը չի ներծծվում ստամոքս-աղիքային տրակտում և չի առաջացնում ալերգիկ ռեակցիաներ: Այն չի պարունակում լուծվող բարիումի միացություններ, ինչպիսիք են բարիումի քլորիդը, բարիումի սուլֆիդը և բարիումի կարբոնատը: Հիմնականում օգտագործվում է ստամոքս-աղիքային պատկերագրության համար, երբեմն օգտագործվում է հետազոտության այլ նպատակներով:

7. Պատրաստման եղանակը
Արդյունաբերական արտադրությունըմետաղական բարիումբաժանված է երկու փուլի՝ բարիումի օքսիդի արտադրություն և մետաղի ջերմային վերականգնում (ալյումինի ջերմային վերականգնում): 1000-1200 ℃ ջերմաստիճանում,մետաղական բարիումկարելի է ստանալ բարիումի օքսիդը մետաղական ալյումինով վերականգնելով, ապա մաքրելով վակուումային թորման միջոցով: Ալյումինի ջերմային վերականգնման մեթոդ մետաղական բարիում ստանալու համար. Բաղադրիչների տարբեր հարաբերակցությունների պատճառով բարիումի օքսիդի ալյումինով վերականգնման համար կարող են լինել երկու ռեակցիա: Ռեակցիայի հավասարումն է՝ երկու ռեակցիաներն էլ կարող են առաջացնել բարիումի միայն փոքր քանակություն 1000-1200 ℃ ջերմաստիճանում: Հետևաբար, բարիումի գոլորշիները ռեակցիայի գոտուց սառը խտացման գոտի անընդհատ փոխանցելու համար պետք է օգտագործվի վակուումային պոմպ, որպեսզի ռեակցիան շարունակի շարժվել դեպի աջ: Ռեակցիայից հետո մնացորդը թունավոր է և պետք է մշակվի դեն նետելուց առաջ: