Барият е елемент от главната подгрупа на втората група, шестия период от периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 56. Означава се със символа Ba (лат. Barium). Простото вещество барий (CAS номер: 7440-39-3) е мек, ковък алкалоземен метал със сребристо-бял цвят. Има висока химична активност.
Да бъдеш сред природата
Редки бариеви минерали: целзиев или бариев фелдшпат (бариев алумосиликат), хиалофан (смесен бариев и калиев алумосиликат), нитробарит (бариев нитрат) и др.
Получаване на барий
Металът може да бъде получен по различни начини, по-специално чрез електролиза на разтопена смес от бариев хлорид и калциев хлорид. Възможно е да се получи барий чрез редуцирането му от неговия оксид с помощта на алуминотермичен метод. За да направите това, уитеритът се изпича с въглища и се получава бариев оксид:
BaCO 3 + C > BaO + 2CO.
След това сместа от BaO с алуминиев прах се нагрява във вакуум до 1250°C. Редуцираните бариеви пари кондензират в студените части на тръбата, в която протича реакцията:
3BaO + 2Al > Al 2 O 3 + 3Ba.
Интересно е, че съставът на запалителните смеси за алуминотермия често включва бариев пероксид BaO 2.
Трудно е да се получи бариев оксид чрез просто калциниране на видерит: видеритът се разлага само при температури над 1800°C. По-лесно е да се получи BaO чрез калциниране на бариев нитрат Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 > 2BaO + 4NO 2 + O 2.
Както електролизата, така и редукция с алуминий произвеждат мек (по-твърд от олово, но по-мек от цинк) лъскав бял метал. Топи се при 710°C, кипи при 1638°C, а плътността му е 3,76 g/cm 3 . Всичко това напълно съответства на позицията на бария в подгрупата на алкалоземните метали.
Барий- елемент от главната подгрупа на втората група, шестия период от периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 56. Означава се със символа Ba (лат. Barium). Простото вещество е мек, ковък алкалоземен метал със сребристо-бял цвят. Има висока химична активност. История на откриването на барий
1 елемент от периодичната таблица Барият е открит като оксид BaO през 1774 г. от Карл Шееле. През 1808 г. английският химик Хъмфри Дейви получава бариева амалгама чрез електролиза на мокър бариев хидроксид с живачен катод; След като живакът се изпари при нагряване, той освободи металния барий.
През 1774 г. шведският химик Карл Вилхелм Шееле и неговият приятел Йохан Готлиб Хан изследват един от най-тежките минерали - тежкия шпат BaSO4. Те успяха да изолират неизвестната преди това „тежка земя“, която по-късно беше наречена барит (от гръцки βαρυς - тежък). И 34 години по-късно Хъмфри Дейви, подлагайки влажна баритна пръст на електролиза, получава нов елемент от нея - барий. Трябва да се отбележи, че през същата 1808 г., малко по-рано от Дейви, Джене Якоб Берцелиус и неговите колеги са получили амалгами от калций, стронций и барий. Така се появи елементът барий.
Древните алхимици са калцинирали BaSO4 с дърво или въглен и са получили фосфоресциращи „болонски скъпоценни камъни“. Но химически тези скъпоценни камъни не са BaO, а бариев сулфид BaS.
Получава името си от гръцкото barys, „тежък“, тъй като неговият оксид (BaO) се характеризира с необичайно висока плътност за такива вещества.
Земната кора съдържа 0,05% барий. Това е доста - значително повече от, да речем, олово, калай, мед или живак. Не се среща в земята в чист вид: барият е активен, принадлежи към подгрупата на алкалоземните метали и естествено е свързан доста здраво в минералите.
Основните бариеви минерали са вече споменатият тежък шпат BaSO4 (по-често наричан барит) и видеритът BaCO3, кръстен на англичанина Уилям Уидъринг (1741...1799), който открива този минерал през 1782 г. Бариевите соли се намират в малки концентрации в много минерални води и морска вода. Ниското съдържание в този случай е плюс, а не минус, тъй като всички бариеви соли, с изключение на сулфата, са отровни.
|
|||
| Свойства на атома | |||
|---|---|---|---|
| Име, символ, номер |
Барий / барий (Ba), 56 |
||
| Атомна маса (моларна маса) |
137.327(7)(g/mol) |
||
| Електронна конфигурация | |||
| Атомен радиус | |||
| Химични свойства | |||
| Ковалентен радиус | |||
| Йонен радиус | |||
| Електроотрицателност |
0,89 (скала на Полинг) |
||
| Потенциал на електрода | |||
| Състояния на окисление | |||
| Йонизационна енергия (първи електрон) |
502,5 (5,21) kJ/mol (eV) |
||
| Термодинамични свойства на просто вещество | |||
| Плътност (при нормални условия) | |||
| Температура на топене | |||
| Температура на кипене | |||
| Ud. топлина на топене |
7,66 kJ/mol |
||
| Ud. топлина на изпарение |
142,0 kJ/mol |
||
| Моларен топлинен капацитет |
28,1 J/(K mol) |
||
| Моларен обем |
39,0 cm³/mol |
||
| Кристална решетка на просто вещество | |||
| Решетъчна структура |
кубичен |
||
| Параметри на решетката | |||
| Други характеристики | |||
| Топлопроводимост |
(300 K) (18,4) W/(m K) |
||
Барият е елемент от основната подгрупа на втората група, шестия период от периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 56. Означава се със символа Ba (лат. Барий). Простото вещество е мек, ковък алкалоземен метал със сребристо-бял цвят. Има висока химична активност.
История на откриването на барийБарият е открит като оксид BaO през 1774 г. от Карл Шееле. През 1808 г. английският химик Хъмфри Дейви получава бариева амалгама чрез електролиза на мокър бариев хидроксид с живачен катод; След като живакът се изпари при нагряване, той освободи металния барий.
През 1774 г. шведският химик Карл Вилхелм Шееле и неговият приятел Йохан Готлиб Хан изследват един от най-тежките минерали - тежкия шпат BaSO 4. Те успяха да изолират неизвестната преди това „тежка земя“, която по-късно беше наречена барит (от гръцки βαρυς - тежък). И 34 години по-късно Хъмфри Дейви, подлагайки влажна баритна пръст на електролиза, получава нов елемент от нея - барий. Трябва да се отбележи, че през същата 1808 г., малко по-рано от Дейви, Джене Якоб Берцелиус и неговите колеги са получили амалгами от калций, стронций и барий. Така се появи елементът барий.
Древните алхимици са калцинирали BaSO 4 с дърво или въглен и са получили фосфоресциращи „болонски скъпоценни камъни“. Но химически тези скъпоценни камъни не са BaO, а бариев сулфид BaS.
произход на името
Получава името си от гръцкото barys - „тежък“, тъй като неговият оксид (BaO) се характеризира с необичайно висока плътност за такива вещества.
Намиране на барий в природатаЗемната кора съдържа 0,05% барий. Това е доста - значително повече от, да речем, олово, калай, мед или живак. Не се среща в земята в чист вид: барият е активен, принадлежи към подгрупата на алкалоземните метали и естествено е свързан доста здраво в минералите.
Основните минерали на бария са вече споменатият тежък шпат BaSO 4 (по-често наричан барит) и видеритът BaCO3, кръстен на англичанина Уилям Уидъринг (1741...1799), който открива този минерал през 1782 г. Малка концентрация на бариеви соли се съдържа в много минерални води и морска вода. Ниското съдържание в този случай е плюс, а не минус, тъй като всички бариеви соли, с изключение на сулфата, са отровни.
Видове бариеви отлаганияВъз основа на минералните асоциации баритните руди се разделят на мономинерални и комплексни. Сложните комплекси се разделят на барит-сулфидни (съдържат сулфиди на олово, цинк, понякога меден и железен пирит, по-рядко Sn, Ni, Au, Ag), барит-калцит (съдържат до 75% калцит), желязо-барит (съдържат магнетит, хематит, а в горните зони гьотит и хидрогьотит) и барит-флуорит (в допълнение към барит и флуорит обикновено съдържат кварц и калцит, а понякога присъстват под формата на малки примеси цинкови, оловни, медни и живачни сулфиди ).
От практическа гледна точка най-голям интерес представляват хидротермалните жилищни мономинерални, барит-сулфидни и барит-флуоритни находища. Някои отлагания на метасоматични пластове и елувиални разсипи също са от промишлено значение. Седиментните отлагания, които са типични химически седименти на водни басейни, са редки и не играят съществена роля.
По правило баритните руди съдържат други полезни компоненти (флуорит, галенит, сфалерит, мед, злато в промишлени концентрации), така че те се използват в комбинация.
Бариеви изотопиЕстественият барий се състои от смес от седем стабилни изотопа: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Последният е най-често срещан (71,66%). Известни са и радиоактивни изотопи на бария, най-важният от които е 140 Ba. Образува се при разпадането на уран, торий и плутоний.
Получаване на барийМеталът може да бъде получен по различни начини, по-специално чрез електролиза на разтопена смес от бариев хлорид и калциев хлорид. Възможно е да се получи барий чрез редуцирането му от неговия оксид с помощта на алуминотермичен метод. За да направите това, уитеритът се изпича с въглища и се получава бариев оксид:
BaCO 3 + C → BaO + 2CO.
След това сместа от BaO с алуминиев прах се нагрява във вакуум до 1250°C. Редуцираните бариеви пари кондензират в студените части на тръбата, в която протича реакцията:
3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.
Интересно е, че съставът на запалителните смеси за алуминотермия често включва бариев пероксид BaO 2.
Трудно е да се получи бариев оксид чрез просто калциниране на видерит: видеритът се разлага само при температури над 1800°C. По-лесно е да се получи BaO чрез калциниране на бариев нитрат Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2.
Както електролизата, така и редукция с алуминий произвеждат мек (по-твърд от олово, но по-мек от цинк) лъскав бял метал. Топи се при 710°C, кипи при 1638°C, а плътността му е 3,76 g/cm 3 . Всичко това напълно съответства на позицията на бария в подгрупата на алкалоземните метали.
Има седем известни естествени изотопа на бария. Най-често срещаният от тях е барий-138; е повече от 70%.
Барият е много активен. Той се самозапалва при удар и лесно разгражда водата до образуване на разтворим бариев оксид хидрат:
Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2.
Воден разтвор на бариев оксид хидрат се нарича баритна вода. Тази „вода“ се използва в аналитичната химия за определяне на CO 2 в газови смеси. Но това вече е от историята за използването на бариеви съединения. Металният барий почти не намира практическо приложение. Той се въвежда в изключително малки количества в лагерни и печатни сплави. Сплав от барий и никел се използва в радиотръбите, чистият барий се използва само във вакуумната технология като геттер (газов абсорбер).
Металният барий се получава от оксида чрез редукция с алуминий във вакуум при 1200-1250°C:
4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.
Барият се пречиства чрез вакуумна дестилация или зоново топене.
Получаване на титанов барий. Получава се сравнително лесно. Уитерит BaCO 3 при 700...800°C реагира с титанов диоксид TiO 2, резултатът е точно това, което е необходимо:
BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2.
Основен бал. Методът за получаване на метален барий от BaO е неговата редукция с прах А1: 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO*A1 2 O 3. Процесът се провежда в реактор при 1100-1200 °C в атмосфера на Ar или във вакуум (последният метод е за предпочитане). Моларното съотношение на BaO:A1 е (1,5-2):1. Реакторът се поставя в пещ, така че температурата на неговата "студена част" (получените бариеви пари се кондензират в нея) е около 520 ° C. Чрез дестилация във вакуум барият се пречиства до съдържание на примеси по-малко от 10 ~ 4% от теглото, а при използване на зоново топене - до 10 ~ 6%.
Малки количества барий се получават също чрез редукция на BaBeO 2 [синтезиран чрез сливане на Ba(OH) 2 и Be(OH) 2 ] при 1300°C с титан, както и чрез разлагане при 120°C на Ba( N 3) 2 се образува по време на обмен на бариеви соли с NaN 3.
Ba ацетат (OOСSN 3), - безцветен. кристали; т.т. 490°С (с разлагане); плътен 2,47 g/cm3; сол. във вода (58,8 g на 100 g при 0°C). Под 25 °C от водни разтвори кристализира трихидрат, при 25-41 °C - монохидрат, над 41 °C - безводна сол. Получаване на взаимодействие. Ba(OH)2, BaCO3 или BaS с CH3CO2H.Използва се като щипка при боядисване на вълна и калико.
Манганат(VI) BaMnO 4 - зелени кристали; не се разлага до 1000°C. Получава се чрез калциниране на смес от Ba(NO 3) 2 с MnO 2. Пигмент (Cassel или манганово зелено), който обикновено се използва за фрескова живопис.
Хромат(VI) BaСrO 4 - жълти кристали; т.т. 1380°С; - 1366,8 kJ/mol; сол. в не-орг. к-тах, не сол. във вода. Получаване на взаимодействие. водни разтвори на Ba(OH) 2 или BaS с хромати на алкални метали (VI). Пигмент (баритено жълт) за керамика. MPC 0,01 mg/m 3 (по отношение на Cr0 3). Пирконат BaZrO 3 - безцветен. кристали; т.т. ~269°C; - 1762 kJ/mol; сол. във вода и водни разтвори на алкали и NH 4 HCO 3, разлага се от силни неорг. до-тами. Получаване на взаимодействие. ZrO 2 с BaO, Ba(OH) 2 или BaCO 3 при нагряване. Ba цирконат, смесен с BaTiO 3, е пиезоелектрик.
Бромид BaBr 2 - бели кристали; т.т. 847°С; плътен 4,79 g/cm3; -757 kJ/mol; добре сол. във вода, метанол, по-лошо - в етанол. Дихидратът кристализира от водни разтвори, превръщайки се в монохидрат при 75 ° C, в безводна сол - над 100 ° C. Във водни разтвори, взаимодействие. с CO 2 и O 2 от въздуха, образувайки BaCO 3 и Br 2. Вземете BaBr 2 взаимодействие. водни разтвори на Ba(OH) 2 или BaCO 3 с бромоводородна киселина.
Йодид BaI 2 - безцветен. кристали; т.т. 740°С (с разлагане); плътен 5,15 g/cm3; . -607 kJ/mol; добре сол. във вода и етанол. От горещи водни разтвори дихидратът кристализира (дехидратира при 150°C), под 30°C - хексахидратът. Вземете BaI 2 взаимодействие. водни разтвори на Ba(OH) 2 или BaCO 3 с йодоводородна киселина.
Физични свойства на барияБарият е сребристо-бял ковък метал. При рязък удар се чупи. Има две алотропни модификации на барий: α-Ba с кубична центрирана решетка (параметър a = 0,501 nm) е стабилна до 375 °C; β-Ba е стабилна над нея.
Твърдост по минералогическа скала 1,25; Скала на Моос 2.
Съхранявайте металния барий в керосин или под слой парафин.
Химични свойства на барияБарият е алкалоземен метал. Той се окислява интензивно във въздуха, образувайки бариев оксид BaO и бариев нитрид Ba 3 N 2 и се запалва при леко нагряване. Реагира енергично с вода, образувайки бариев хидроксид Ba(OH) 2:
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
Активно взаимодейства с разредени киселини. Много бариеви соли са неразтворими или слабо разтворими във вода: бариев сулфат BaSO 4, бариев сулфит BaSO 3, бариев карбонат BaCO 3, бариев фосфат Ba 3 (PO 4) 2. Бариевият сулфид BaS, за разлика от калциевия сулфид CaS, е силно разтворим във вода.
Природата Барият се състои от седем стабилни изотопа от май. части 130, 132, 134-137 и 138 (71,66%). Напречното сечение на улавяне на топлинни неутрони е 1,17-10 28 m 2. Външна конфигурация електронна обвивка 6s 2 ; степен на окисление + 2, рядко + 1; йонизационна енергия Ba°->Ba + ->Ba 2+ респ. 5.21140 и 10.0040 eV; електроотрицателност на Полинг 0,9; атомен радиус 0,221 nm, йонен радиус Ba 2+ 0,149 nm (координационно число 6).
Реагира лесно с халогени за образуване на халогениди.
При нагряване с водород той образува бариев хидрид BaH 2, който от своя страна образува Li комплекс с литиев хидрид LiH.
Реагира при нагряване с амоняк:
6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2
При нагряване бариевият нитрид Ba 3 N 2 реагира с CO, образувайки цианид:
Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO
С течен амоняк дава тъмносин разтвор, от който може да се изолира амоняк, който има златист блясък и лесно се разлага с елиминирането на NH3. В присъствието на платинов катализатор амонякът се разлага до образуване на бариев амид:
Ba(NH2)2 + 4NH3 + H2
Бариев карбид BaC 2 може да се получи чрез нагряване на BaO с въглища в дъгова пещ.
С фосфора образува фосфид Ba 3 P 2 .
Барият редуцира оксидите, халидите и сулфидите на много метали до съответния метал.
Приложения на барийСплав от барий с А1 (сплав Alba, 56% Ba) е в основата на газопоглъщателите (газови абсорбери). За да се получи самият геттер, барият се изпарява от сплавта чрез високочестотно нагряване в вакуумна колба на устройството, в резултат на което върху студените части на колбата се образува така нареченият барий. бариево огледало (или дифузно покритие по време на изпаряване в азотна среда). Активната част на по-голямата част от термоелектронните катоди е BaO. Барият се използва също като деоксидиращ агент за Cu и Pb и като добавка към антифрикционни агенти. сплави, черни и цветни метали, както и сплави, от които се правят печатни шрифтове за повишаване на тяхната твърдост. Сплави на барий с Ni се използват за производството на електроди на свещи във вътрешни двигатели. горене и в радиолампи. 140 Va (T 1/2 12,8 дни) е изотопен индикатор, използван при изследване на бариеви съединения.
Бариевият метал, често легиран с алуминий, се използва като геттер в електронни устройства с висок вакуум.
Антикорозионен материалБарий се добавя заедно с цирконий към течни метални охладители (сплави на натрий, калий, рубидий, литий, цезий), за да се намали агресивността на последния към тръбопроводите и в металургията.
Бариевият флуорид се използва под формата на монокристали в оптиката (лещи, призми).
Бариевият пероксид се използва за пиротехника и като окислител. Бариевият нитрат и бариевият хлорат се използват в пиротехниката за оцветяване на пламъци (зелен огън).
Бариевият хромат се използва при производството на водород и кислород чрез термохимичен метод (цикъл на Оук Ридж, САЩ).
Бариевият оксид, заедно с оксиди на мед и редкоземни метали, се използва за синтезиране на свръхпроводяща керамика, работеща при температури на течен азот и по-високи.
Бариевият оксид се използва за топене на специален вид стъкло - използва се за покриване на уранови пръти. Един от широко разпространените видове такива стъкла има следния състав - (фосфорен оксид - 61%, BaO - 32%, алуминиев оксид - 1,5%, натриев оксид - 5,5%). Бариевият фосфат се използва и при топене на стъкло за ядрената промишленост.
Бариевият флуорид се използва в твърдотелни флуорни батерии като компонент на флуоридния електролит.
Бариевият оксид се използва в мощни медни оксидни батерии като компонент на активната маса (бариев оксид-меден оксид).
Бариевият сулфат се използва като разширител на активната маса на отрицателния електрод при производството на оловно-киселинни батерии.
Към стъклената маса се добавя бариев карбонат BaCO 3 за увеличаване на коефициента на пречупване на стъклото. Бариевият сулфат се използва в хартиената промишленост като пълнител; Качеството на хартията до голяма степен се определя от нейното тегло; баритът BaSO 4 прави хартията по-тежка. Тази сол е задължително включена във всички скъпи видове хартия. В допълнение, бариевият сулфат се използва широко в производството на бяла боя литопон - продукт от реакцията на разтвори на бариев сулфид с цинков сулфат:
BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS.
И двете соли, които са бели, се утаяват, оставяйки чиста вода в разтвора.
При пробиване на дълбоки нефтени и газови кладенци като сондажна течност се използва суспензия от бариев сулфат във вода.
Друга бариева сол има важни приложения. Това е бариев титанат BaTiO 3 - един от най-важните сегнетоелектрици (сегнетоелектриците са поляризирани сами, без влиянието на външно поле. Те се открояват сред диелектриците по същия начин, както феромагнитните материали сред проводниците. Способността за такава поляризация е се запазва само при определена температура.Поляризираните сегнетоелектрици се различават по-висока диелектрична константа), които се считат за много ценни електрически материали.
През 1944 г. този клас е попълнен с бариев титанат, чиито фероелектрични свойства са открити от съветския физик B.M. Вълом. Особеността на бариевия титанат е, че той запазва сегнетоелектрични свойства в много широк температурен диапазон - от близка до абсолютната нула до +125°C.
Барият е намерил приложение и в медицината. Неговата сулфатна сол се използва при диагностицирането на стомашни заболявания. BaSO 4 се смесва с вода и се дава на пациента да погълне. Бариевият сулфат е непрозрачен за рентгеновите лъчи и затова онези части от храносмилателния тракт, през които преминава „бариевата каша“, остават тъмни на екрана. По този начин лекарят получава представа за формата на стомаха и червата и определя мястото, където може да се появи язва.
Ефектът на бария върху човешкото тяло
Пътища на влизане в тялото.
Основният път на навлизане на барий в човешкото тяло е храната. Така някои морски обитатели са способни да натрупват барий от заобикалящата ги вода и то в концентрации 7-100 (а за някои морски растения до 1000) пъти по-високи от съдържанието му в морската вода. Някои растения (например соя и домати) също са способни да натрупват барий от почвата 2-20 пъти. Въпреки това, в райони, където концентрациите на барий във водата са високи, питейната вода също може да допринесе за общата консумация на барий. Поемането на барий от въздуха е незначително.
Опасно за здравето.
Научните епидемиологични изследвания, проведени под егидата на СЗО, не потвърждават връзката между смъртността от сърдечно-съдови заболявания и нивата на барий в питейната вода. При краткосрочни проучвания при доброволци не са открити вредни ефекти върху сърдечно-съдовата система при концентрации на барий до 10 mg/l. Вярно е, че при експерименти с плъхове, когато последните консумират вода дори с ниско съдържание на барий, се наблюдава повишаване на систоличното кръвно налягане. Това показва потенциален риск от повишено кръвно налягане при хора с продължителна консумация на вода, съдържаща барий (USEPA разполага с такива данни).
Данните на USEPA също предполагат, че дори едно питие вода, съдържаща нива на барий доста над максимално допустимите нива, може да доведе до мускулна слабост и коремна болка. Необходимо е обаче да се има предвид, че стандартът за барий, установен от стандарта за качество на USEPA (2,0 mg/l), значително надвишава стойността, препоръчана от СЗО (0,7 mg/l). Руските санитарни стандарти определят още по-строга стойност на ПДК за барий във вода - 0,1 mg/l. Технологии за отстраняване на вода: йонообмен, обратна осмоза, електродиализа.
Барий(лат. Baryum), Ba, химичен елемент от група II на периодичната система на Менделеев, атомен номер 56, атомна маса 137,34; сребристо-бял метал. Състои се от смес от 7 стабилни изотопа, сред които преобладава 138 Ba (71,66%). Ядреното делене на уран и плутоний произвежда радиоактивния изотоп 140 Va, който се използва като радиоактивен индикатор. Барият е открит от шведския химик К. Шееле (1774 г.) под формата на BaO оксид, наречен "тежка земя" или барит (от гръцки barys - тежък). Металният барий (под формата на амалгама) е получен от английския химик Г. Дейви (1808) чрез електролиза на мокър Ba (OH) 2 хидроксид с живачен катод. Съдържанието на барий в земната кора е 0,05% от теглото, той не се среща в природата в свободно състояние. От бариевите минерали баритът (тежък шпат) BaSO 4 и по-рядко срещаният уитерит BaCO 3 са от промишлено значение.
Физични свойства на бария.Кристалната решетка на бария е кубична, обемно центрирана с период a = 5,019 Å; плътност 3,76 g/cm3, tnl 710°C, точка на кипене 1637-1640°C. Барият е мек метал (по-твърд от оловото, но по-мек от цинка), неговата твърдост по минералогичната скала е 2.
Химични свойства на бария.Барият принадлежи към алкалоземните метали и е подобен по химични свойства на калция и стронция, превъзхождайки ги по активност. Барият реагира с повечето други елементи, образувайки съединения, в които обикновено е 2-валентен (има 2 електрона във външната електронна обвивка на атома на бария, неговата конфигурация е 6s 2). Във въздуха барият бързо се окислява, образувайки филм от оксид (както и пероксид и нитрид Ba 3 N 2) на повърхността. При нагряване лесно се запалва и гори с жълто-зелен пламък. Енергично разлага водата, образувайки бариев хидроксид: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2. Поради химическата си активност барият се съхранява под слой керосин. BaO оксид - безцветни кристали; във въздуха лесно се превръща в карбонат BaCO 3 и реагира енергично с вода, образувайки Ba(OH) 2. При нагряване на BaO на въздух при 500 °C се получава BaO2 пероксид, който при 700 °C се разлага на BaO и O2. При нагряване на пероксида с кислород под високо налягане се получава висш пероксид BaO 4 - жълто вещество, което се разлага при 50-60°C. Барият се свързва с халогени и сяра, образувайки халиди (например BaCl 2) и BaS сулфид, с водород - BaH 2 хидрид, който бързо се разлага с вода и киселини. От често използваните бариеви соли, бариев хлорид BaCl 2 и други халиди, нитрат Ba(NO 3) 2, сулфид BaS, хлорат Ba(ClO 3) 2 са силно разтворими, бариев сулфат BaSO 4, бариев карбонат BaCO 3 и хромат BaCrO 4 са трудно разтворими..
Получаване на барий.Основната суровина за производството на барий и неговите съединения е баритът, който се редуцира с въглища в огнени пещи: BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO. Полученият разтворим BaS се преработва в други бариеви соли. Основният промишлен метод за производство на метален барий е термичната редукция на неговия оксид с алуминиев прах: 4BaO + 2Al = 3Ba + BaO·Al 2 O 3 .
Сместа се нагрява при 1100-1200°С във вакуум (100 mn/m 2, 10-3 mm Hg). Барият се изпарява, отлагайки се върху студените части на оборудването. Процесът се извършва в периодични електрически вакуумни апарати, които позволяват последователно извършване на редукция, дестилация, кондензация и леене на метала, получаване на бариев слитък в един технологичен цикъл. Чрез двойна дестилация във вакуум при 900°C металът се пречиства до съдържание на примеси по-малко от 1·10 -4%.
Приложение на барий.Практическата употреба на металния барий е малка. Също така е ограничено от факта, че манипулирането с чист барий е трудно. Обикновено барият се поставя в защитна обвивка от друг метал или се легира с някакъв метал, който придава устойчивост на барий. Понякога металният барий се получава директно в устройства чрез поставяне на таблетки от смес от бариев и алуминиев оксид в тях и след това извършване на термична редукция във вакуум. Барият, както и неговите сплави с магнезий и алуминий, се използват във високовакуумната технология като абсорбер на остатъчни газове (гетер). Барият се използва в малки количества в металургията на медта и оловото за тяхното дезоксидиране и пречистване от сяра и газове. Малко количество барий се добавя към някои антифрикционни материали. По този начин добавянето на барий към оловото значително увеличава твърдостта на сплавта, използвана за отпечатване на шрифтове. Бариево-никелови сплави се използват при производството на електроди за запалителни свещи на двигатели и в радиолампи.
Бариевите съединения са широко използвани. BaO 2 пероксидът се използва за получаване на водороден прекис, за избелване на коприна и растителни влакна, като дезинфектант и като един от компонентите на запалителни смеси в алуминотермията. BaS сулфид се използва за отстраняване на косми от кожи. Перхлорат Ba(ClO 4) 2 е един от най-добрите десиканти. Нитратът Ba(NO 3) 2 се използва в пиротехниката. Цветните бариеви соли - BaCrO 4 хромат (жълт) и BaMnO 4 манганат (зелен) - са добри пигменти за направата на бои. Бариевият платиноцианат Ba се използва за покриване на екрани при работа с рентгеново и радиоактивно лъчение (в кристалите на тази сол се възбужда ярка жълто-зелена флуоресценция под въздействието на радиация). Бариевият титанат BaTiO 3 е един от най-важните сегнетоелектрици. Тъй като барият абсорбира добре рентгеновите лъчи и гама-лъчението, той се включва в защитните материали в рентгенови съоръжения и ядрени реактори. Бариевите съединения са инертни носители за извличане на радий от уранови руди. Неразтворимият бариев сулфат е нетоксичен и се използва като контрастно вещество при рентгеново изследване на стомашно-чревния тракт. Бариевият карбонат се използва за унищожаване на гризачи.
Барий в тялото.Барият присъства във всички растителни органи; съдържанието му в растителната пепел зависи от количеството барий в почвата и варира от 0,06-0,2 до 3% (в баритни находища). Коефициентът на натрупване на барий (барий в пепел / барий в почва) за тревисти растения е 0,2-6, за дървесни растения 1-30. Концентрацията на барий е по-голяма в корените и клоните, по-малко в листата; увеличава се със стареенето на издънките. Барият (неговите разтворими соли) е отровен за животните, така че билките, съдържащи много барий (до 2-30% в пепелта), причиняват отравяне при тревопасните животни. Барият се отлага в костите и в малки количества в други животински органи. Доза от 0,2-0,5 g бариев хлорид причинява остро отравяне при хора, 0,8-0,9 g причинява смърт.
Барий
БАРИЙ-аз; м.[лат. Барий от гръцки. barys - тежък].
1. Химичен елемент (Ba), мек сребристо-бял реактивен метал (използван в техниката, индустрията, медицината).
2. Разг.Относно сулфатната сол на този елемент (приема се перорално като контрастно средство за рентгеново изследване на стомаха, червата и др.). Изпийте чаша барий.
◁ Барий, -ая, -ое (1 цифра). В-соли. Б. катод.
барий(лат. Barium), химичен елемент от група II на периодичната таблица, принадлежи към алкалоземните метали. Името идва от гръцкото barýs - тежък. Сребристо бял мек метал; плътност 3,78 g/cm3, Tт.т. 727°С. Химически много активен, запалва се при нагряване. Минерали: барит и уитерит. Използва се във вакуумната техника като газов абсорбер, в сплави (печат, лагери); бариеви соли - в производството на бои, стъкло, емайллакове, пиротехника, медицина.
БАРИЙБАРИЙ (лат. Baryum), Ba (чете се "барий"), химичен елемент с атомен номер 56, атомна маса 137.327. Намира се в шести период в група IIA на периодичната система. Отнася се за алкалоземни елементи. Естественият барий се състои от седем стабилни изотопа с масови числа 130 (0,101%), 132 (0,097%), 134 (2,42%), 135 (6,59%), 136 (7,81%), 137 (11,32%) и 138 ( 71,66%). Конфигурация на външен електронен слой 6 с 2
. Степен на окисление +2 (валентност II). Радиусът на атома е 0,221 nm, радиусът на йона Ba 2+ е 0,138 nm. Последователните енергии на йонизация са 5.212, 10.004 и 35.844 eV. Електроотрицателност според Полинг (см.ПОЛИНГ Линус) 0,9.
История на откритието
Името на елемента идва от гръцкото "барис" - тежък. През 1602 г. болонски занаятчия привлича вниманието към тежкия минерал барит. (см.БАРИТ) BaSO 4 (плътност 4,50 kg/dm 3). През 1774 г. шведът К. Шееле (см.ШЕЛЕ Карл Вилхелм)Чрез калциниране на барит получих BaO оксид. Едва през 1808 г. англичанинът Г. Дейви (см.ДЕЙВИ Хъмфри)използва електролиза за възстановяване на активни метали от разтопени соли.
Разпространение в природата
Съдържанието в земната кора е 0,065%. Най-важните минерали са баритът и уитеритът (см.ВИТЕРИТ) BaCO3.
Касова бележка
Основната суровина за производството на барий и неговите съединения е баритният концентрат (80-95% BaSO 4). Загрява се в наситен разтвор на сода Na 2 CO 3:
BaSO 4 + Na 2 CO 3 = BaCO 3 + Na 2 SO 4
Утайката от киселинноразтворим бариев карбонат се обработва допълнително.
Основният промишлен метод за получаване на метален барий е неговата редукция с алуминиев прах (см.АЛУМИНИЙ)при 1000-1200 °C:
4BaO + 2Al = 3Ba + BaOAl 2 O 3
Чрез редуциране на барит с въглища или кокс по време на нагряване се получава BaS:
BaSO 4 + 4С = BaS + 4СО
Полученият водоразтворим бариев сулфид се преработва в други бариеви съединения, Ba(OH) 2, BaCO 3, Ba(NO 3) 2.
Физични и химични свойства
Барият е сребристо-бял ковък метал, кристалната решетка е кубична, тяло-центрирана, А= 0,501 nm. При температура 375 °C преминава в b-модификация. Точка на топене 727 °C, точка на кипене 1637 °C, плътност 3,780 g/cm3. Стандартният електроден потенциал Ba 2+ /Ba е –2,906 V.
Има висока химична активност. Той се окислява интензивно във въздуха, образувайки филм, съдържащ бариев оксид BaO и пероксид BaO 2 .
Реагира бурно с вода:
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
При нагряване реагира с азот (см.АЗОТ)с образуването на Ba 3 N 2 нитрид:
Ba + N 2 = Ba 3 N 2
В поток от водород (см.ВОДОРОД)при нагряване барият образува BaH 2 хидрид. С въглерода барият образува карбид BaC 2. С халогени (см.ХАЛОГЕН)барият образува халогениди:
Ba + Cl 2 = BaCl 2,
Възможно взаимодействие със сяра (см.сяра)и други неметали.
BaO е основният оксид. Той реагира с вода, за да образува бариев хидроксид:
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
При взаимодействие с киселинни оксиди BaO образува соли:
BaO + CO 2 = BaCO 3
Основният хидроксид Ba(OH) 2 е слабо разтворим във вода и има алкални свойства.
Ba 2+ йоните са безцветни. Бариевият хлорид, бромид, йодид и нитрат са силно разтворими във вода. Бариевият карбонат, сулфатът и средният бариев ортофосфат са неразтворими. Бариевият сулфат BaSO 4 е неразтворим във вода и киселини. Следователно, образуването на бяла пресечена утайка от BaSO 4 е качествена реакция към Ba 2+ йони и сулфатни йони.
BaSO 4 се разтваря в горещ разтвор на концентрирана H 2 SO 4, образувайки кисел сулфат:
BaSO 4 + H 2 SO 4 = 2Ba(HSO 4) 2
Ba 2+ йони оцветяват пламъка в жълто-зелено.
Приложение
Сплав на Ba с Al е основата на газопоглъщателите (газови абсорбери). BaSO 4 е съставна част на белите бои, добавя се при направата на някои видове хартия, използва се при топене на алуминий и в медицината - за рентгенови изследвания.
Бариевите съединения се използват в производството на стъкло и в производството на сигнални факли.
Бариевият титанат BaTiO 3 е съставна част на пиезоелектрични елементи, малогабаритни кондензатори и се използва в лазерната техника.
Физиологично действие
Бариевите съединения са токсични, максимално допустимата концентрация във въздуха е 0,5 mg/m 3.
енциклопедичен речник. 2009 .
Синоними:Вижте какво е „барий“ в други речници:
барий- хидрототис. хим. Suda eritin, tussiz kristaldy zat (KSE, 2, 167). Бариеви карбонати. хим. Thuz zhane азот kyshkyldarynda onay eritin, по този начинsiz кристал. B a r i c a r b o n a t s – бариев оте многозди kosylystarynyn biri (KSE, 2, 167). Бариеви сулфати… Kazak tilinin tүsіndіrme сөздігі
- (латински барий, от гръцки barys тежък). Жълтеникав метал, наречен така, защото произвежда тежки съединения, когато се комбинира с други метали. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Chudinov A.N., 1910. БАРИЙ лат. барий, от гръцки...... Речник на чуждите думи на руския език
Ба (лат. Baryum, от гръцки barys тежък * a. барий; n. Barium; f. barium; i. bario), хим. елемент от главната подгрупа 11 на периодичната група. Система от елементи на Менделеев, при. н. 56, в. м. 137.33. Естественият Б. се състои от смес от седем устойчиви... Геоложка енциклопедия
- (от гръцки barys тежък; лат. Barium), Ba, химикал. елемент от група II периодичен. системи от елементи от подгрупата на алкалоземните елементи, при. номер 56, ат. тегло 137.33. Естественият B. съдържа 7 стабилни изотопа, сред които преобладава 138Ba... ... Физическа енциклопедия
БАРИЙ- (от гръцки barys тежък), двуатомен метал, at. V. 137.37, хим. обозначение Ba, среща се в природата само под формата на соли, гл. обр. под формата на сулфатна сол (тежък шпат) и сол на въглероден диоксид (уитерит); в малки количества сол B.... ... Голяма медицинска енциклопедия
- (барий), Ba, химичен елемент от група II на периодичната таблица, атомен номер 56, атомна маса 137,33; принадлежи към алкалоземните метали. Открит от шведския химик К. Шееле през 1774 г., получен от Г. Дейви през 1808 г.... Съвременна енциклопедия
- (лат. Barium) Ba, химичен елемент от група II на периодичната таблица, атомен номер 56, атомно тегло 137,33, принадлежи към алкалоземните метали. Име от гръцки. Барис е тежък. Сребристо бял мек метал; плътност 3,78 g/cm³, tpl… … Голям енциклопедичен речник барий - съществително име, брой синоними: 2 метал (86) елемент (159) ASIS Речник на синонимите. В.Н. Тришин. 2013… Речник на синонимите
