Bar jest pierwiastkiem głównej podgrupy drugiej grupy, szóstego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 56. Jest oznaczony symbolem Ba (łac. Bar). Prosta substancja bar (numer CAS: 7440-39-3) to miękki, kowalny metal ziem alkalicznych o srebrzystobiałym kolorze. Ma wysoką aktywność chemiczną.
Będąc w naturze
Rzadkie minerały baru: skaleń celsianowy lub barowy (glinokrzemian baru), hialofan (mieszanina glinokrzemianu baru i potasu), nitrobaryt (azotan baru) itp.
Otrzymywanie baru
Metal można otrzymać różnymi sposobami, w szczególności poprzez elektrolizę stopionej mieszaniny chlorku baru i chlorku wapnia. Bar można otrzymać poprzez redukcję go z tlenku metodą aluminotermiczną. W tym celu witeryt opala się węglem i otrzymuje się tlenek baru:
BaCO3 + C > BaO + 2CO.
Następnie mieszaninę BaO z proszkiem aluminiowym ogrzewa się w próżni do temperatury 1250°C. Zredukowane pary baru skraplają się w zimnych częściach rury, w których zachodzi reakcja:
3BaO + 2Al > Al 2O 3 + 3Ba.
Interesujące jest to, że skład mieszanin zapłonowych do aluminotermii często zawiera nadtlenek baru BaO2.
Trudno jest otrzymać tlenek baru poprzez zwykłą kalcynację witerytu: witeryt rozkłada się dopiero w temperaturach powyżej 1800°C. Łatwiej jest otrzymać BaO poprzez kalcynację azotanu baru Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 > 2BaO + 4NO 2 + O 2.
Zarówno elektroliza, jak i redukcja za pomocą aluminium dają miękki (twardszy niż ołów, ale bardziej miękki niż cynk) błyszczący biały metal. Topi się w temperaturze 710°C, wrze w temperaturze 1638°C, a jego gęstość wynosi 3,76 g/cm 3 . Wszystko to w pełni odpowiada pozycji baru w podgrupie metali ziem alkalicznych.
Bar- element głównej podgrupy drugiej grupy, szóstego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 56. Oznaczony symbolem Ba (łac. Bar). Prosta substancja to miękki, kowalny metal ziem alkalicznych o srebrzystobiałym kolorze. Ma wysoką aktywność chemiczną. Historia odkrycia baru
Pierwszy pierwiastek układu okresowego Bar został odkryty w postaci tlenku BaO w 1774 roku przez Karla Scheele. W 1808 roku angielski chemik Humphry Davy otrzymał amalgamat baru w drodze elektrolizy mokrego wodorotlenku baru z katodą rtęciową; Po odparowaniu rtęci po podgrzaniu uwolniła się metaliczny bar.
W 1774 roku szwedzki chemik Carl Wilhelm Scheele i jego przyjaciel Johan Gottlieb Hahn badali jeden z najcięższych minerałów – ciężki dźwigar BaSO4. Udało im się wyizolować nieznaną wcześniej „ciężką ziemię”, którą później nazwano barytem (od greckiego βαρυς – ciężki). A 34 lata później Humphry Davy, poddając elektrolizie mokrą ziemię barytową, uzyskał z niej nowy pierwiastek - bar. Należy zauważyć, że w tym samym 1808 roku, nieco wcześniej niż Davy, Jene Jacob Berzelius i jego współpracownicy uzyskali amalgamaty wapnia, strontu i baru. Tak pojawił się pierwiastek bar.
Starożytni alchemicy kalcynowali BaSO4 drewnem lub węglem drzewnym i otrzymywali fosforyzujące „klejnoty bolońskie”. Ale pod względem chemicznym te klejnoty nie są BaO, ale siarczkiem baru BaS.
Swoją nazwę wziął od greckiego słowa bary, „ciężki”, ponieważ jego tlenek (BaO) charakteryzował się niezwykle dużą gęstością jak na takie substancje.
Skorupa ziemska zawiera 0,05% baru. To całkiem sporo – znacznie więcej niż np. ołów, cyna, miedź czy rtęć. Nie występuje w ziemi w czystej postaci: bar jest aktywny, należy do podgrupy metali ziem alkalicznych i naturalnie jest dość ściśle związany z minerałami.
Głównymi minerałami baru są wspomniany już ciężki dźwigar BaSO4 (częściej nazywany barytem) oraz witeryt BaCO3, nazwany na cześć Anglika Williama Witheringa (1741...1799), który odkrył ten minerał w 1782 r. Sole baru występują w małych stężeniach w wiele wód mineralnych i wody morskiej. Niska zawartość w tym przypadku jest plusem, a nie minusem, ponieważ wszystkie sole baru, z wyjątkiem siarczanu, są trujące.
|
|||
| Właściwości atomu | |||
|---|---|---|---|
| Nazwa, symbol, numer |
Bar / Bar (Ba), 56 |
||
| Masa atomowa (masa cząsteczkowa) |
137,327(7)(g/mol) |
||
| Elektroniczna Konfiguracja | |||
| Promień atomowy | |||
| Właściwości chemiczne | |||
| Promień kowalencyjny | |||
| Promień jonów | |||
| Elektroujemność |
0,89 (skala Paulinga) |
||
| Potencjał elektrody | |||
| Stany utlenienia | |||
| Energia jonizacji (pierwszy elektron) |
502,5 (5,21) kJ/mol (eV) |
||
| Właściwości termodynamiczne prostej substancji | |||
| Gęstość (w normalnych warunkach) | |||
| Temperatura topnienia | |||
| Temperatura wrzenia | |||
| Ud. ciepło topnienia |
7,66 kJ/mol |
||
| Ud. ciepło parowania |
142,0 kJ/mol |
||
| Molowa pojemność cieplna |
28,1 J/(K mol) |
||
| Objętość molowa |
39,0 cm3/mol |
||
| Sieć krystaliczna prostej substancji | |||
| Struktura kratowa |
sześcienny |
||
| Parametry sieci | |||
| Inne cechy | |||
| Przewodność cieplna |
(300 K) (18,4) W/(m·K) |
||
Bar jest pierwiastkiem głównej podgrupy drugiej grupy, szóstego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 56. Jest oznaczony symbolem Ba (łac. Bar). Prosta substancja to miękki, kowalny metal ziem alkalicznych o srebrzystobiałym kolorze. Ma wysoką aktywność chemiczną.
Historia odkrycia baruBar został odkryty jako tlenek BaO w 1774 roku przez Karla Scheele. W 1808 roku angielski chemik Humphry Davy otrzymał amalgamat baru w drodze elektrolizy mokrego wodorotlenku baru z katodą rtęciową; Po odparowaniu rtęci po podgrzaniu uwolniła się metaliczny bar.
W 1774 roku szwedzki chemik Carl Wilhelm Scheele i jego przyjaciel Johan Gottlieb Hahn badali jeden z najcięższych minerałów - ciężki dźwigar BaSO 4. Udało im się wyizolować nieznaną wcześniej „ciężką ziemię”, którą później nazwano barytem (od greckiego βαρυς – ciężki). A 34 lata później Humphry Davy, poddając elektrolizie mokrą ziemię barytową, uzyskał z niej nowy pierwiastek - bar. Należy zauważyć, że w tym samym 1808 roku, nieco wcześniej niż Davy, Jene Jacob Berzelius i jego współpracownicy uzyskali amalgamaty wapnia, strontu i baru. Tak pojawił się pierwiastek bar.
Starożytni alchemicy kalcynowali BaSO 4 drewnem lub węglem drzewnym i otrzymywali fosforyzujące „klejnoty bolońskie”. Ale pod względem chemicznym te klejnoty nie są BaO, ale siarczkiem baru BaS.
pochodzenie imienia
Swoją nazwę wziął od greckiego barysa – „ciężki”, ponieważ jego tlenek (BaO) charakteryzował się niezwykle dużą gęstością jak na takie substancje.
Znalezienie baru w przyrodzieSkorupa ziemska zawiera 0,05% baru. To całkiem sporo – znacznie więcej niż np. ołów, cyna, miedź czy rtęć. Nie występuje w ziemi w czystej postaci: bar jest aktywny, należy do podgrupy metali ziem alkalicznych i naturalnie jest dość ściśle związany z minerałami.
Głównymi minerałami baru są wspomniany już ciężki drzewc BaSO 4 (częściej nazywany barytem) oraz witeryt BaCO3, nazwany na cześć Anglika Williama Witheringa (1741...1799), który odkrył ten minerał w 1782 r. Niewielkie stężenie soli baru występuje w wielu wodach mineralnych i wodzie morskiej. Niska zawartość w tym przypadku jest plusem, a nie minusem, ponieważ wszystkie sole baru, z wyjątkiem siarczanu, są trujące.
Rodzaje złóż baruZe względu na związki mineralne rudy barytowe dzielą się na monomineralne i złożone. Kompleksy złożone dzielą się na baryt-siarczek (zawierają siarczki ołowiu, cynku, czasem miedzi i pirytu żelaza, rzadziej Sn, Ni, Au, Ag), baryt-kalcyt (zawierają do 75% kalcytu), żelazo-baryt (zawierają magnetyt, hematyt, a w górnych strefach getyt i hydrogoetyt) oraz baryt-fluoryt (oprócz barytu i fluorytu zawierają zwykle kwarc i kalcyt, a czasami w postaci drobnych zanieczyszczeń występują siarczki cynku, ołowiu, miedzi i rtęci) ).
Z praktycznego punktu widzenia największym zainteresowaniem cieszą się złoża żył hydrotermalnych monomineralnych, barytowo-siarczkowych i barytowo-fluorytowych. Niektóre osady metasomatyczne i osady eluwialne mają również znaczenie przemysłowe. Osady osadowe, będące typowymi osadami chemicznymi zbiorników wodnych, są rzadkie i nie odgrywają znaczącej roli.
Z reguły rudy barytu zawierają inne przydatne składniki (fluoryt, galena, sfaleryt, miedź, złoto w stężeniach przemysłowych), dlatego stosuje się je w połączeniu.
Izotopy baruNaturalny bar składa się z mieszaniny siedmiu stabilnych izotopów: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Ten ostatni jest najczęstszy (71,66%). Znane są również radioaktywne izotopy baru, z których najważniejszy to 140 Ba. Powstaje w wyniku rozpadu uranu, toru i plutonu.
Otrzymywanie baruMetal można otrzymać różnymi sposobami, w szczególności poprzez elektrolizę stopionej mieszaniny chlorku baru i chlorku wapnia. Bar można otrzymać poprzez redukcję go z tlenku metodą aluminotermiczną. W tym celu witeryt opala się węglem i otrzymuje się tlenek baru:
BaCO 3 + C → BaO + 2CO.
Następnie mieszaninę BaO z proszkiem aluminiowym ogrzewa się w próżni do temperatury 1250°C. Zredukowane pary baru skraplają się w zimnych częściach rury, w których zachodzi reakcja:
3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.
Interesujące jest to, że skład mieszanin zapłonowych do aluminotermii często zawiera nadtlenek baru BaO2.
Trudno jest otrzymać tlenek baru poprzez zwykłą kalcynację witerytu: witeryt rozkłada się dopiero w temperaturach powyżej 1800°C. Łatwiej jest otrzymać BaO poprzez kalcynację azotanu baru Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2.
Zarówno elektroliza, jak i redukcja za pomocą aluminium dają miękki (twardszy niż ołów, ale bardziej miękki niż cynk) błyszczący biały metal. Topi się w temperaturze 710°C, wrze w temperaturze 1638°C, a jego gęstość wynosi 3,76 g/cm 3 . Wszystko to w pełni odpowiada pozycji baru w podgrupie metali ziem alkalicznych.
Istnieje siedem znanych naturalnych izotopów baru. Najpopularniejszym z nich jest bar-138; to ponad 70%.
Bar jest bardzo aktywny. Zapala się samoczynnie pod wpływem uderzenia i łatwo rozkłada wodę, tworząc rozpuszczalny hydrat tlenku baru:
Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2.
Wodny roztwór hydratu tlenku baru nazywany jest wodą barytową. Tę „wodę” wykorzystuje się w chemii analitycznej do oznaczania CO 2 w mieszaninach gazowych. Ale to już jest z opowieści o stosowaniu związków baru. Bar metaliczny nie znajduje prawie żadnego praktycznego zastosowania. W bardzo małych ilościach wprowadza się go do stopów łożyskowych i drukarskich. W lampach radiowych stosuje się stop baru i niklu, czysty bar stosuje się jedynie w technologii próżniowej jako getter (absorber gazu).
Bar metaliczny otrzymuje się z tlenku poprzez redukcję aluminium w próżni w temperaturze 1200-1250°C:
4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.
Bar oczyszcza się poprzez destylację próżniową lub wytapianie strefowe.
Wytwarzanie tytanu barowego. Jest stosunkowo łatwy do zdobycia. Witherite BaCO 3 w temperaturze 700...800°C reaguje z dwutlenkiem tytanu TiO 2, czego efektem jest dokładnie to, czego potrzeba:
BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2.
Podstawowy bal studencki. Metodą otrzymywania baru metalicznego z BaO jest jego redukcja proszkiem A1: 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO*A1 2 O 3. Proces prowadzi się w reaktorze w temperaturze 1100-1200°C, w atmosferze Ar lub w próżni (preferowana jest ta druga metoda). Stosunek molowy BaO:A1 wynosi (1,5-2):1. Reaktor umieszcza się w piecu, tak aby temperatura jego „zimnej części” (powstające w nim pary baru są w nim skraplane) wynosiła około 520 ° C. Przez destylację w próżni bar jest oczyszczany do zawartości zanieczyszczeń mniejszej niż 10 ~ 4% wagowo, a przy stosowaniu topienia strefowego - do 10 ~ 6%.
Niewielkie ilości baru otrzymuje się także w wyniku redukcji BaBeO 2 [syntetyzowanego przez stopienie Ba(OH) 2 i Be(OH) 2 ] w temperaturze 1300°C z tytanem, a także rozkładu w temperaturze 120°C Ba( N 3) 2 powstający podczas wymiany soli baru na NaN 3.
Octan Ba (OOСSN 3), - bezbarwny. kryształy; poseł. 490°C (z rozkładem); gęsty 2,47 g/cm3; sol. w wodzie (58,8 g na 100 g w temperaturze 0°C). Poniżej 25°C trihydrat krystalizuje z roztworów wodnych, w temperaturze 25-41°C – monohydrat, powyżej 41°C – sól bezwodna. Otrzymuj interakcję. Ba(OH)2, BaCO3 lub BaS z CH3CO2H Stosowany jako zaprawa przy barwieniu wełny i perkalu.
Manganian(VI) BaMnO 4 - zielone kryształy; nie rozkłada się do 1000°C. Otrzymywany przez kalcynację mieszaniny Ba(NO 3) 2 z MnO 2. Pigment (Cassel lub zieleń manganowa) powszechnie używany do malowania fresków.
Chromian (VI) ВаСrO 4 - żółte kryształy; poseł. 1380°C; - 1366,8 kJ/mol; sol. w nie-organizacji. k-tah, nie sol. w wodzie. Otrzymuj interakcję. wodne roztwory Ba (OH) 2 lub BaS z chromianami metali alkalicznych (VI). Pigment (żółty baryt) do ceramiki. MPC 0,01 mg / m 3 (w przeliczeniu na Cr0 3). Pirkonian BaZrO 3 - bezbarwny. kryształy; poseł. ~269°C; - 1762 kJ/mol; sol. w wodzie i wodnych roztworach zasad i NH 4 HCO 3, rozkładanych przez silny inorg. do-tami. Otrzymuj interakcję. ZrO 2 z BaO, Ba(OH) 2 lub BaCO 3 po podgrzaniu. Cyrkonian Ba zmieszany z ВаТiO 3 -piezoelektrycznym.
Bromek BaBr 2 - białe kryształy; poseł. 847°C; gęsty 4,79 g/cm3; -757 kJ/mol; cóż, sol. w wodzie, metanolu, gorzej - w etanolu. Dihydrat krystalizuje z roztworów wodnych, w temperaturze 75° C przechodzi w monohydrat, w temperaturze powyżej 100° C w sól bezwodną.W roztworach wodnych zachodzi interakcja. z CO 2 i O 2 z powietrza, tworząc BaCO 3 i Br 2. Uzyskaj interakcję BaBr 2. wodne roztwory Ba(OH) 2 lub BaCO 3 z kwasem bromowodorowym.
Jodek BaI 2 - bezbarwny. kryształy; poseł. 740°C (z rozkładem); gęsty 5,15 g/cm3; . -607 kJ/mol; cóż, sol. w wodzie i etanolu. Z roztworów gorącej wody krystalizuje dihydrat (odwadnia się w temperaturze 150°C), poniżej 30°C – heksahydrat. Uzyskaj interakcję BaI 2. wodne roztwory Ba(OH) 2 lub BaCO 3 z kwasem jodowodorowym.
Właściwości fizyczne baruBar jest srebrzystobiałym, ciągliwym metalem. Jeśli uderzy się gwałtownie, pęka. Istnieją dwie alotropowe modyfikacje baru: α-Ba z sześcienną siatką skupioną w ciele (parametr a = 0,501 nm) jest stabilny do 375 ° C, a β-Ba jest stabilny powyżej tej temperatury.
Twardość w skali mineralogicznej 1,25; Skala Mohsa 2.
Przechowuj bar metaliczny w nafcie lub pod warstwą parafiny.
Właściwości chemiczne baruBar jest metalem ziem alkalicznych. Intensywnie utlenia się na powietrzu, tworząc tlenek baru BaO i azotek baru Ba 3 N 2 i zapala się po lekkim podgrzaniu. Reaguje energicznie z wodą tworząc wodorotlenek baru Ba(OH) 2:
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
Aktywnie oddziałuje z rozcieńczonymi kwasami. Wiele soli baru jest nierozpuszczalnych lub słabo rozpuszczalnych w wodzie: siarczan baru BaSO 4, siarczyn baru BaSO 3, węglan baru BaCO 3, fosforan baru Ba 3 (PO 4) 2. Siarczek baru BaS, w przeciwieństwie do siarczku wapnia CaS, jest dobrze rozpuszczalny w wodzie.
Natura Od maja bar składa się z siedmiu stabilnych izotopów. części 130, 132, 134-137 i 138 (71,66%). Przekrój wychwytu neutronów termicznych wynosi 1,17-10 28 m 2. Konfiguracja zewnętrzna powłoka elektronowa 6s 2 ; stopień utlenienia + 2, rzadko + 1; energia jonizacji Ba°->Ba + ->Ba 2+ odpowiednio 5,21140 i 10,0040 eV; Elektroujemność Paulinga 0,9; promień atomowy 0,221 nm, promień jonowy Ba 2+ 0,149 nm (numer koordynacyjny 6).
Łatwo reaguje z halogenami, tworząc halogenki.
Po podgrzaniu z wodorem tworzy wodorek baru BaH2, który z kolei tworzy kompleks Li z wodorkiem litu LiH.
Reaguje po ogrzaniu z amoniakiem:
6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2
Po podgrzaniu azotek baru Ba 3 N 2 reaguje z CO, tworząc cyjanek:
Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO
W połączeniu z ciekłym amoniakiem daje ciemnoniebieski roztwór, z którego można wydzielić amoniak, który ma złoty połysk i łatwo rozkłada się po usunięciu NH 3. W obecności katalizatora platynowego amoniak rozkłada się, tworząc amid baru:
Ba(NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2
Węglik baru BaC 2 można otrzymać przez ogrzewanie BaO z węglem w piecu łukowym.
Z fosforem tworzy fosforek Ba 3 P 2 .
Bar redukuje tlenki, halogenki i siarczki wielu metali do odpowiedniego metalu.
Zastosowania baruPodstawą getterów (pochłaniaczy gazu) jest stop baru z A1 (stop Alba, 56% Ba). Aby otrzymać sam getter, bar jest odparowywany ze stopu poprzez ogrzewanie wysoką częstotliwością w próżniowej kolbie urządzenia, w wyniku czego na zimnych częściach kolby tworzy się tzw. bar. lustro barowe (lub powłoka rozproszona podczas odparowywania w środowisku azotu). Aktywną częścią zdecydowanej większości katod termionowych jest BaO. Bar stosowany jest także jako środek odtleniający Cu i Pb oraz jako dodatek do środków przeciwciernych. stopy, metale żelazne i nieżelazne oraz stopy, z których wykonuje się czcionki drukarskie w celu zwiększenia ich twardości. Stopy baru z Ni stosowane są do produkcji elektrod świec zapłonowych w silnikach wewnętrznych. spalania oraz w lampach radiowych. 140 Va (T 1/2 12,8 dnia) to wskaźnik izotopowy stosowany w badaniu związków baru.
Bar metaliczny, często stopowy z aluminium, jest stosowany jako getter w urządzeniach elektronicznych pracujących w wysokiej próżni.
Materiał antykorozyjnyBar dodaje się razem z cyrkonem do chłodziw ciekłych metali (stopów sodu, potasu, rubidu, litu, cezu) w celu zmniejszenia agresywności tego ostatniego dla rurociągów i metalurgii.
Fluorek baru stosowany jest w postaci monokryształów w optyce (soczewki, pryzmaty).
Nadtlenek baru stosowany jest w pirotechnice i jako środek utleniający. Azotan baru i chloran baru są stosowane w pirotechnice do barwienia płomieni (zielony ogień).
Chromian baru wykorzystywany jest do produkcji wodoru i tlenu metodą termochemiczną (cykl Oak Ridge, USA).
Tlenek baru wraz z tlenkami miedzi i metali ziem rzadkich służy do syntezy ceramiki nadprzewodzącej pracującej w temperaturach ciekłego azotu i wyższych.
Tlenek baru służy do topienia specjalnego rodzaju szkła – używanego do powlekania prętów uranowych. Jeden z powszechnych rodzajów takich szkieł ma następujący skład - (tlenek fosforu - 61%, BaO - 32%, tlenek glinu - 1,5%, tlenek sodu - 5,5%). Fosforan baru jest również stosowany do topienia szkła dla przemysłu nuklearnego.
Fluorek baru jest stosowany w półprzewodnikowych akumulatorach fluorowych jako składnik elektrolitu fluorkowego.
Tlenek baru stosowany jest w akumulatorach tlenkowo-miedzianych dużej mocy jako składnik masy czynnej (tlenek baru-tlenek miedzi).
Siarczan baru stosowany jest jako ekspander masy czynnej elektrody ujemnej w produkcji akumulatorów kwasowo-ołowiowych.
Do masy szklanej dodaje się węglan baru BaCO 3 w celu zwiększenia współczynnika załamania światła szkła. Siarczan baru stosowany jest w przemyśle papierniczym jako wypełniacz; o jakości papieru w dużej mierze decyduje jego gramatura, baryt BaSO 4 powoduje, że papier jest cięższy. Sól ta jest koniecznie zawarta we wszystkich drogich gatunkach papieru. Ponadto siarczan baru jest szeroko stosowany w produkcji białej farby litoponowej - produktu reakcji roztworów siarczku baru z siarczanem cynku:
BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS.
Obie sole, które są białe, wytrącają się, pozostawiając w roztworze czystą wodę.
Podczas wiercenia głębokich odwiertów naftowych i gazowych jako płuczkę wiertniczą stosuje się zawiesinę siarczanu baru w wodzie.
Kolejna sól baru znajduje ważne zastosowania. Jest to tytanian baru BaTiO 3 - jeden z najważniejszych ferroelektryków (ferroelektryki polaryzują się same, bez wpływu pola zewnętrznego. Wyróżniają się wśród dielektryków tak samo, jak materiały ferromagnetyczne wśród przewodników. Zdolność do takiej polaryzacji jest zatrzymywane tylko w określonej temperaturze (spolaryzowane ferroelektryki charakteryzują się wyższą stałą dielektryczną), które są uważane za bardzo cenne materiały elektryczne.
W 1944 r. klasę tę uzupełniono tytanianem baru, którego właściwości ferroelektryczne odkrył radziecki fizyk B.M. Wulom. Specyfiką tytanianu baru jest to, że zachowuje on właściwości ferroelektryczne w bardzo szerokim zakresie temperatur - od zera absolutnego do +125°C.
Bar znalazł także zastosowanie w medycynie. Jego sól siarczanowa stosowana jest w diagnostyce chorób żołądka. BaSO4 miesza się z wodą i podaje pacjentowi do połknięcia. Siarczan baru jest nieprzezroczysty dla promieni rentgenowskich, dlatego te części przewodu pokarmowego, przez które przechodzi „owsianka barowa”, pozostają na ekranie ciemne. W ten sposób lekarz poznaje kształt żołądka i jelit oraz określa miejsce, w którym może pojawić się wrzód.
Wpływ baru na organizm ludzki
Drogi wnikania do organizmu.
Główną drogą baru dostającego się do organizmu ludzkiego jest żywność. Zatem niektórzy mieszkańcy mórz są w stanie akumulować bar z otaczającej wody i to w stężeniach 7-100 (a w przypadku niektórych roślin morskich nawet 1000) razy większych niż jego zawartość w wodzie morskiej. Niektóre rośliny (na przykład soja i pomidory) są również zdolne do akumulacji baru z gleby 2–20 razy. Jednakże na obszarach, gdzie stężenie baru w wodzie jest wysokie, woda pitna może również przyczyniać się do całkowitego spożycia baru. Pobór baru z powietrza jest znikomy.
Zagrożenie dla zdrowia.
Naukowe badania epidemiologiczne prowadzone pod patronatem WHO nie potwierdziły związku pomiędzy umieralnością z powodu chorób układu krążenia a poziomem baru w wodzie pitnej. W krótkotrwałych badaniach na ochotnikach nie wykryto szkodliwego wpływu na układ sercowo-naczyniowy przy stężeniach baru do 10 mg/l. To prawda, że w eksperymentach na szczurach, gdy ten ostatni spożywał wodę nawet o niskiej zawartości baru, zaobserwowano wzrost skurczowego ciśnienia krwi. Wskazuje to na potencjalne ryzyko wystąpienia podwyższonego ciśnienia krwi u osób długotrwale spożywających wodę zawierającą bar (takie dane posiada USEPA).
Dane USEPA sugerują również, że nawet pojedynczy wypicie wody zawierającej bar w stężeniu znacznie przekraczającym maksymalne dopuszczalne poziomy może prowadzić do osłabienia mięśni i bólu brzucha. Należy jednak wziąć pod uwagę, że norma dla baru ustalona przez normę jakości USEPA (2,0 mg/l) znacznie przekracza wartość zalecaną przez WHO (0,7 mg/l). Rosyjskie normy sanitarne określają jeszcze bardziej rygorystyczną wartość MPC dla baru w wodzie - 0,1 mg/l. Technologie usuwania wody: wymiana jonowa, odwrócona osmoza, elektrodializa.
Bar(łac. Bar), Ba, pierwiastek chemiczny grupy II układu okresowego Mendelejewa, liczba atomowa 56, masa atomowa 137,34; srebrzystobiały metal. Składa się z mieszaniny 7 stabilnych izotopów, wśród których przeważa 138 Ba (71,66%). W wyniku rozszczepienia jądrowego uranu i plutonu powstaje radioaktywny izotop 140 Va, który służy jako radioaktywny znacznik. Bar został odkryty przez szwedzkiego chemika K. Scheele (1774) w postaci tlenku BaO, zwanego „ziemią ciężką”, czyli barytu (od greckiego barys – ciężki). Bar metaliczny (w postaci amalgamatu) otrzymał angielski chemik G. Davy (1808) w drodze elektrolizy mokrego wodorotlenku Ba(OH)2 z katodą rtęciową. Zawartość baru w skorupie ziemskiej wynosi 0,05% wagowo, w przyrodzie nie występuje w postaci wolnej. Spośród minerałów baru znaczenie przemysłowe mają baryt (ciężki dźwigar) BaSO 4 i mniej powszechny witeryt BaCO 3.
Właściwości fizyczne baru. Sieć krystaliczna baru jest sześcienna i ma okres a = 5,019 Å; gęstość 3,76 g/cm3, tnl 710°C, temperatura wrzenia 1637-1640°C. Bar jest miękkim metalem (twardszym od ołowiu, ale bardziej miękkim od cynku), jego twardość w skali mineralogicznej wynosi 2.
Właściwości chemiczne baru. Bar należy do metali ziem alkalicznych i ma podobne właściwości chemiczne do wapnia i strontu, przewyższając je aktywnością. Bar reaguje z większością innych pierwiastków, tworząc związki, w których jest zwykle 2-wartościowy (w zewnętrznej powłoce elektronowej atomu baru znajdują się 2 elektrony, jego konfiguracja to 6s 2). W powietrzu bar szybko się utlenia, tworząc na powierzchni warstwę tlenku (a także nadtlenku i azotku Ba 3 N 2). Po podgrzaniu łatwo się zapala i pali żółto-zielonym płomieniem. Energicznie rozkłada wodę, tworząc wodorotlenek baru: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2. Ze względu na swoją aktywność chemiczną bar jest przechowywany pod warstwą nafty. Tlenek BaO - bezbarwne kryształy; w powietrzu łatwo przekształca się w węglan BaCO 3 i energicznie reaguje z wodą, tworząc Ba(OH) 2. Ogrzewając BaO w powietrzu w temperaturze 500°C, otrzymuje się nadtlenek BaO2, który w temperaturze 700°C rozkłada się na BaO i O2. Ogrzewając nadtlenek z tlenem pod wysokim ciśnieniem, otrzymuje się wyższy nadtlenek BaO 4 - żółtą substancję rozkładającą się w temperaturze 50-60°C. Bar łączy się z halogenami i siarką, tworząc halogenki (na przykład BaCl 2) i siarczek BaS, z wodorem - wodorkiem BaH 2, który szybko rozkłada się z wodą i kwasami. Spośród powszechnie stosowanych soli baru, chlorek baru BaCl 2 i inne halogenki, azotan Ba(NO 3) 2, siarczek BaS, chloran Ba(ClO 3) 2 są dobrze rozpuszczalne, siarczan baru BaSO 4, węglan baru BaCO 3 i chromian BaCrO 4 są trudno rozpuszczalne.
Otrzymywanie baru. Głównym surowcem do produkcji baru i jego związków jest baryt, który ulega redukcji węglem w piecach ogniowych: BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO. Powstały rozpuszczalny BaS jest przetwarzany na inne sole baru. Główną przemysłową metodą produkcji metalicznego baru jest termiczna redukcja jego tlenku proszkiem aluminium: 4BaO + 2Al = 3Ba + BaO·Al 2 O 3 .
Mieszaninę ogrzewa się w temperaturze 1100-1200°C pod próżnią (100 mn/m2, 10-3 mm Hg). Bar odparowuje, osadzając się na zimnych częściach sprzętu. Proces prowadzony jest w okresowych elektrycznych aparatach próżniowych, które umożliwiają sekwencyjne przeprowadzanie redukcji, destylacji, kondensacji i odlewania metalu, uzyskując wlewek baru w jednym cyklu technologicznym. Przez podwójną destylację w próżni w temperaturze 900°C metal oczyszcza się do zawartości zanieczyszczeń mniejszej niż 1,10 -4%.
Zastosowanie baru. Praktyczne zastosowanie baru metalicznego jest niewielkie. Ogranicza to również fakt, że manipulacja czystym barem jest trudna. Zazwyczaj bar jest albo umieszczany w ochronnej powłoce z innego metalu, albo stapiany z jakimś metalem, który zapewnia odporność na bar. Czasami bar metaliczny otrzymuje się bezpośrednio w urządzeniach poprzez umieszczenie w nich tabletek mieszaniny baru i tlenków glinu, a następnie przeprowadzenie redukcji termicznej w próżni. Bar, a także jego stopy z magnezem i aluminium, stosowane są w technologii wysokopróżniowej jako pochłaniacz gazów resztkowych (getter). Bar stosuje się w małych ilościach w metalurgii miedzi i ołowiu do ich odtleniania i oczyszczania z siarki i gazów. Do niektórych materiałów przeciwciernych dodaje się niewielką ilość baru. Zatem dodatek baru do ołowiu zauważalnie zwiększa twardość stopu używanego do drukowania czcionek. Stopy barowo-niklowe wykorzystywane są do produkcji elektrod do świec zapłonowych silników oraz w lampach radiowych.
Związki baru są szeroko stosowane. Nadtlenek BaO 2 stosowany jest do produkcji nadtlenku wodoru, do wybielania jedwabiu i włókien roślinnych, jako środek dezynfekujący oraz jako jeden ze składników mieszanin zapłonowych w aluminotermii. Siarczek BaS służy do usuwania włosów ze skór. Nadchloran Ba(ClO 4) 2 jest jednym z najlepszych osuszaczy. Azotan Ba(NO 3) 2 jest stosowany w pirotechnice. Barwne sole baru - chromian BaCrO 4 (żółty) i manganian BaMnO 4 (zielony) - są dobrymi pigmentami do produkcji farb. Platynocyjanian baru Ba służy do pokrywania ekranów podczas pracy z promieniowaniem rentgenowskim i radioaktywnym (jasna żółto-zielona fluorescencja jest wzbudzana w kryształach tej soli pod wpływem promieniowania). Tytanian baru BaTiO 3 jest jednym z najważniejszych ferroelektryków. Ponieważ bar dobrze pochłania promieniowanie rentgenowskie i gamma, wchodzi w skład materiałów ochronnych w urządzeniach rentgenowskich i reaktorach jądrowych. Związki baru są obojętnymi nośnikami do ekstrakcji radu z rud uranu. Nierozpuszczalny siarczan baru jest nietoksyczny i służy jako materiał kontrastowy do badań rentgenowskich przewodu żołądkowo-jelitowego. Węglan baru służy do zabijania gryzoni.
Bar w organizmie. Bar występuje we wszystkich organach roślin; jego zawartość w popiele roślinnym zależy od ilości baru w glebie i waha się od 0,06-0,2 do 3% (w złożach barytu). Współczynnik akumulacji baru (bar w popiele / bar w glebie) dla roślin zielnych wynosi 0,2-6, dla roślin drzewiastych 1-30. Większe stężenie baru jest w korzeniach i gałęziach, mniejsze w liściach; wzrasta wraz z wiekiem pędów. Bar (jego rozpuszczalne sole) jest trujący dla zwierząt, dlatego zioła zawierające duże ilości baru (do 2-30% w popiele) powodują zatrucie u roślinożerców. Bar odkłada się w kościach oraz w małych ilościach w innych narządach zwierząt. Dawka 0,2-0,5 g chlorku baru powoduje u człowieka ostre zatrucie, 0,8-0,9 g powoduje śmierć.
Bar
BAR-I; M.[łac. Bar z języka greckiego. bary - ciężki].
1. Pierwiastek chemiczny (Ba), miękki, srebrzystobiały metal reaktywny (stosowany w technologii, przemyśle, medycynie).
2. Razg. O soli siarczanowej tego pierwiastka (przyjmowanej doustnie jako środek kontrastowy do badania rentgenowskiego żołądka, jelit itp.). Wypij szklankę baru.
◁ Bar, -aya, -oe (1 cyfra). Sole B. B. katoda.
bar(łac. Bar), pierwiastek chemiczny II grupy układu okresowego, należy do metali ziem alkalicznych. Nazwa pochodzi od greckiego słowa barýs – ciężki. Srebrzystobiały miękki metal; gęstość 3,78 g/cm3, T temperatura topnienia 727°C. Chemicznie bardzo aktywny, zapala się po podgrzaniu. Minerały: baryt i witeryt. Stosowany w technologii próżniowej jako pochłaniacz gazów, w stopach (drukarskich, łożyskowych); sole baru – w produkcji farb, szkła, emalii, wyrobów pirotechnicznych, medycyny.
BARBAR (łac. Bar), Ba (czytaj „bar”), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 56 i masie atomowej 137,327. Znajduje się w szóstym okresie w grupie IIA układu okresowego. Odnosi się do pierwiastków ziem alkalicznych. Naturalny bar składa się z siedmiu stabilnych izotopów o liczbach masowych 130 (0,101%), 132 (0,097%), 134 (2,42%), 135 (6,59%), 136 (7,81%), 137 (11,32%) i 138 ( 71,66%). Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej 6 S 2
. Stan utlenienia +2 (wartościowość II). Promień atomu wynosi 0,221 nm, promień jonu Ba 2+ wynosi 0,138 nm. Kolejne energie jonizacji wynoszą 5,212, 10,004 i 35,844 eV. Elektroujemność według Paulinga (cm. PAULING Linus) 0,9.
Historia odkryć
Nazwa pierwiastka pochodzi od greckiego „baris” – ciężki. W 1602 roku boloński rzemieślnik zwrócił uwagę na ciężki baryt mineralny. (cm. BARYT) BaSO 4 (gęstość 4,50 kg/dm 3). W 1774 r. Szwed K. Scheele (cm. SCHEELE Karla Wilhelma) Poprzez kalcynację barytu otrzymałem tlenek BaO. Dopiero w 1808 r. Anglik G. Davy (cm. DAVY Humphrey) zastosował elektrolizę do odzyskiwania metali aktywnych ze stopionych soli.
Występowanie w przyrodzie
Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 0,065%. Najważniejszymi minerałami są baryt i witeryt (cm. WITERYT) BaCO3.
Paragon
Głównym surowcem do produkcji baru i jego związków jest koncentrat barytu (80-95% BaSO 4). Ogrzewa się w nasyconym roztworze sody Na2CO3:
BaSO 4 + Na 2 CO 3 = BaCO 3 + Na 2 SO 4
Osad rozpuszczalnego w kwasie węglanu baru poddaje się dalszej obróbce.
Główną przemysłową metodą otrzymywania baru metalicznego jest jego redukcja proszkiem aluminiowym (cm. ALUMINIUM) w temperaturze 1000-1200°C:
4BaO + 2Al = 3Ba + BaOAl 2 O 3
Redukując baryt węglem lub koksem podczas ogrzewania, otrzymuje się BaS:
BaSO 4 + 4С = BaS + 4СО
Powstały rozpuszczalny w wodzie siarczek baru przetwarza się na inne związki baru, Ba(OH) 2, BaCO 3, Ba(NO 3) 2.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Bar jest srebrno-białym, ciągliwym metalem, sieć krystaliczna jest sześcienna, skupiona w ciele, A= 0,501 nm. W temperaturze 375°C przekształca się w modyfikację b. Temperatura topnienia 727°C, temperatura wrzenia 1637°C, gęstość 3,780 g/cm3. Standardowy potencjał elektrody Ba 2+ /Ba wynosi –2,906 V.
Ma wysoką aktywność chemiczną. Intensywnie utlenia się na powietrzu, tworząc film zawierający tlenek baru BaO i nadtlenek BaO 2 .
Reaguje energicznie z wodą:
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
Po podgrzaniu reaguje z azotem (cm. AZOT) z utworzeniem azotku Ba 3 N 2:
Ba + N 2 = Ba 3 N 2
W strumieniu wodoru (cm. WODÓR) po podgrzaniu bar tworzy wodorek BaH2. Z węglem bar tworzy węglik BaC 2. Z halogenami (cm. FLUOROWIEC) bar tworzy halogenki:
Ba + Cl2 = BaCl2,
Możliwa interakcja z siarką (cm. SIARKA) i inne niemetale.
BaO jest tlenkiem zasadowym. Reaguje z wodą tworząc wodorotlenek baru:
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
Podczas interakcji z tlenkami kwasowymi BaO tworzy sole:
BaO + CO 2 = BaCO 3
Zasadowy wodorotlenek Ba(OH) 2 jest słabo rozpuszczalny w wodzie i ma właściwości alkaliczne.
Jony Ba 2+ są bezbarwne. Chlorek, bromek, jodek i azotan baru są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Węglan baru, siarczan i przeciętny ortofosforan baru są nierozpuszczalne. Siarczan baru BaSO 4 jest nierozpuszczalny w wodzie i kwasach. Dlatego tworzenie się białego zsiadłego osadu BaSO 4 jest jakościową reakcją na jony Ba 2+ i jony siarczanowe.
BaSO 4 rozpuszcza się w gorącym roztworze stężonego H 2 SO 4, tworząc kwaśny siarczan:
BaSO 4 + H 2 SO 4 = 2Ba(HSO 4) 2
Jony Ba 2+ barwią płomień na żółto-zielono.
Aplikacja
Podstawą getterów (pochłaniaczy gazu) jest stop Ba z Al. BaSO 4 jest składnikiem farb białych, dodawany jest przy produkcji niektórych rodzajów papieru, stosowany w hutnictwie aluminium oraz w medycynie - do badań rentgenowskich.
Związki baru wykorzystuje się do produkcji szkła oraz do produkcji rac sygnalizacyjnych.
Tytanian baru BaTiO 3 jest składnikiem elementów piezoelektrycznych, małogabarytowych kondensatorów i znajduje zastosowanie w technologii laserowej.
Działanie fizjologiczne
Związki baru są toksyczne, maksymalne dopuszczalne stężenie w powietrzu wynosi 0,5 mg/m 3.
słownik encyklopedyczny. 2009 .
Synonimy:Zobacz, co oznacza „bar” w innych słownikach:
bar- hydrototy. chemia Suda eritin, tussiz kristaldy zat (KSE, 2, 167). Węglany baru. chemia Thuz zhane azot kyshkyldarynda onay eritin, whatsiz kryształ. B a r bony – barium ote manyzdy kosylystarynyn biri (KSE, 2, 167). Siarczany baru… Kazak tilinin tіsіndіrme сöЩздігі
- (łac. bar, z greckiego barys ciężki). Żółtawy metal, nazwany tak, ponieważ w połączeniu z innymi metalami tworzy ciężkie związki. Słownik słów obcych zawartych w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. BAR łac. bar, z języka greckiego... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego
Ba (łac. Bar, z greckiego barys ciężki * a. bar; n. Bar; f. bar; i. bario), chemiczny. element głównej podgrupy 11 grupy okresowej. Układ elementów Mendelejewa, at. N. 56, godz. m. 137,33. Natural B. składa się z mieszaniny siedmiu stabilnych... Encyklopedia geologiczna
- (z greckiego barys ciężki; łac. bar), Ba, chemiczny. pierwiastek okresowy grupy II. układy pierwiastków podgrupy pierwiastków ziem alkalicznych, at. numer 56, godz. waga 137,33. Natural B. zawiera 7 stabilnych izotopów, wśród których przeważa 138Ba... ... Encyklopedia fizyczna
BAR- (z greckiego barys ciężki), metal dwuatomowy, at. V. 137,37, chem. oznaczenie Ba, występuje w przyrodzie wyłącznie w postaci soli, rozdz. arr., w postaci soli siarczanowej (ciężki dźwigar) i soli dwutlenku węgla (witeryt); w małych ilościach soli B.... ... Wielka encyklopedia medyczna
- (Bar), Ba, pierwiastek chemiczny II grupy układu okresowego, liczba atomowa 56, masa atomowa 137,33; należy do metali ziem alkalicznych. Odkryty przez szwedzkiego chemika K. Scheele w 1774 r., uzyskany przez G. Davy'ego w 1808 r.... Nowoczesna encyklopedia
- (łac. Bar) Ba, pierwiastek chemiczny II grupy układu okresowego, liczba atomowa 56, masa atomowa 137,33, należy do metali ziem alkalicznych. Imię z języka greckiego. Barys jest ciężki. Srebrzystobiały miękki metal; gęstość 3,78 g/cm³, tpl… … Duży słownik encyklopedyczny bar - rzeczownik, liczba synonimów: 2 metal (86) element (159) Słownik synonimów ASIS. V.N. Trishin. 2013… Słownik synonimów
