Барій - елемент головної підгрупи другої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 56. Позначається символом Ba (лат. Barium). Проста речовина барій (CAS-номер: 7440-39-3) - м'який, ковкий лужноземельний метал сріблясто-білого кольору. Має високу хімічну активність.
Знаходження у природі
Рідкісні мінерали барію: цельзіан або барієвий польовий шпат (алюмосилікат барію), гіалофан (змішаний алюмосилікат барію та калію), нітробарит (нітрат барію) та ін.
Отримання Барію
Метал можна отримати різними способами, зокрема при електроліз розплавленої суміші хлористого барію і хлористого кальцію. Можна отримувати барій та відновлюючи його з окису алюмотермічним способом. Для цього вітрить обпалюють з вугіллям і одержують окис барію:
BaCO 3+C > BaO+2CO.
Потім суміш BaO з алюмінієвим порошком нагрівають у вакуумі до 1250°C. Пари відновленого барію конденсуються в холодних частинах труби, в якій йде реакція:
3BaO + 2Al > Al 2 O 3 + 3Ba.
Цікаво, що до складу запальних сумішей для алюмотермії часто входить перекис барію BaO 2 .
Отримати окис барію простим прожарюванням вітриту важко: вітрит розкладається лише за температури вище 1800°C. Легше отримувати BaO, прожарюючи нітрат барію Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 > 2BaO + 4NO 2 + O 2 .
І при електролізі та при відновленні алюмінієм виходить м'який (твердіше свинцю, але м'якше цинку) блискучий білий метал. Він плавиться при 710°C, кипить при 1638°C, його густина 3,76 г/см 3 . Все це повністю відповідає положенню барію в підгрупі лужноземельних металів.
Барій- Елемент головної підгрупи другої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 56. Позначається символом Ba (лат. Barium). Проста речовина - м'який, ковкий лужноземельний метал сріблясто-білого кольору. Має високу хімічну активність. Історія відкриття барію
1 елемент таблиці МенделєєваБарій було відкрито як оксиду BaO в 1774 р. Карлом Шееле. У 1808 році англійський хімік Гемфрі Деві електролізом вологого гідроксиду барію з ртутним катодом отримав амальгаму барію; після випаровування ртуті під час нагрівання він виділив металевий барій.
У 1774 р. шведський хімік Карл Вільгельм Шееле та його друг Юхан Готліб Ган досліджували один із найважчих мінералів – важкий шпат BaSO4. Їм вдалося виділити невідому раніше «важку землю», яку згодом назвали баритом (від грецького βαρυς – важкий). А через 34 роки Хемфрі Деві, піддавши електроліз мокру баритову землю, отримав з неї новий елемент - барій. Слід зазначити, що в тому ж 1808 р., дещо раніше Деві, Єні Якоб Берцеліус із співробітниками отримав амальгами кальцію, стронцію та барію. Так виник елемент барій.
Стародавні алхіміки прожарювали BaSO4 з деревом або деревним вугіллям і отримували фосфоресцірующіе «болонські самоцвіти». Але хімічно ці самоцвіти не BaO, а сірчистий барій BaS.
Свою назву отримав від грецького barys — «важкий», тому що його оксид (BaO) був охарактеризований, як щільність, що має незвичайно високу для таких речовин.
У земній корі міститься 0,05% барію. Це досить багато – значно більше, ніж, скажімо, свинцю, олова, міді чи ртуті. У чистому вигляді землі його немає: барій активний, він входить у підгрупу лужноземельних металів і, природно, в мінералах пов'язаний досить міцно.
Основні мінерали барію - вже згадуваний важкий шпат BaSO4 (найчастіше його називають баритом) і вітрит BaCOз, названий так на ім'я англійця Вільяма Вітерінга (1741...1799), який відкрив цей мінерал у 1782 р. У невеликій концентрації солі барію містяться в багатьох мінеральних вод і морської води. Мале зміст у разі плюс, а чи не мінус, бо всі солі барію, крім сульфату, отруйні.
|
|||
| Властивості атома | |||
|---|---|---|---|
| Назва, символ, номер |
Барій / Barium (Ba), 56 |
||
| Атомна маса (Молярна маса) |
137,327(7)(г/моль) |
||
| Електронна конфігурація | |||
| Радіус атома | |||
| Хімічні властивості | |||
| Ковалентний радіус | |||
| Радіус іона | |||
| Електронегативність |
0,89 (шкала Полінга) |
||
| Електродний потенціал | |||
| Ступені окислення | |||
| Енергія іонізації (Перший електрон) |
502,5 (5,21) кДж/моль (еВ) |
||
| Термодинамічні властивості простої речовини | |||
| Щільність (за н. у.) | |||
| Температура плавлення | |||
| Температура кипіння | |||
| Уд. теплота плавлення |
7,66 кДж/моль |
||
| Уд. теплота випаровування |
142,0 кДж/моль |
||
| Молярна теплоємність |
28,1 Дж/(K·моль) |
||
| Молярний обсяг |
39,0 см³/моль |
||
| Кристалічні грати простої речовини | |||
| Структура ґрат |
кубічна |
||
| Параметри решітки | |||
| Інші характеристики | |||
| Теплопровідність |
(300 K) (18.4) Вт/(м·К) |
||
Барій - елемент головної підгрупи другої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 56. Позначається символом Ba (лат. Barium). Проста речовина - м'який, ковкий лужноземельний метал сріблясто-білого кольору. Має високу хімічну активність.
Історія відкриття баріюБарій було відкрито як оксиду BaO в 1774 р. Карлом Шееле. У 1808 році англійський хімік Гемфрі Деві електролізом вологого гідроксиду барію з ртутним катодом отримав амальгаму барію; після випаровування ртуті під час нагрівання він виділив металевий барій.
У 1774 р. шведський хімік Карл Вільгельм Шееле та його друг Юхан Готліб Ган досліджували один із найважчих мінералів – важкий шпат BaSO 4 . Їм удалося виділити невідому раніше «важку землю», яку потім назвали баритом (від грецького βαρυς – важкий). А через 34 роки Хемфрі Деві, піддавши електроліз мокру баритову землю, отримав з неї новий елемент - барій. Слід зазначити, що в тому ж 1808 р., дещо раніше Деві, Єні Якоб Берцеліус із співробітниками отримав амальгами кальцію, стронцію та барію. Так виник елемент барій.
Стародавні алхіміки проколювали BaSO 4 з деревом або деревним вугіллям і отримували фосфоресцірующіе «болонські самоцвіти». Але хімічно ці самоцвіти не BaO, а сірчистий барій BaS.
походження назви
Свою назву отримав від грецького barys - «важкий», тому що його оксид (BaO) був охарактеризований, як щільність, що має незвичайно високу для таких речовин.
Знаходження барію у природіУ земній корі міститься 0,05% барію. Це досить багато – значно більше, ніж, скажімо, свинцю, олова, міді чи ртуті. У чистому вигляді землі його немає: барій активний, він входить у підгрупу лужноземельних металів і, природно, в мінералах пов'язаний досить міцно.
Основні мінерали барію - вже згадуваний важкий шпат BaSO 4 (частіше його називають баритом) і вітрит BaCOз, названий так на ім'я англійця Вільяма Вітеринга (1741 ... 1799), який відкрив цей мінерал в 1782 р. У невеликій концентрації солі барію містяться в багатьох мінеральних водах та морській воді. Мале зміст у разі плюс, а чи не мінус, бо всі солі барію, крім сульфату, отруйні.
Типи родовищ баріюЗа мінеральними асоціаціями баритові руди поділяються на мономінеральні та комплексні. Комплексні поділяються на барито-сульфідні (містять сульфіди свинцю, цинку, іноді міді та залізного колчедану, рідше Sn, Ni, Au, Ag), барито-кальцитові (містять до 75% кальциту), залізо-баритові (містять магнетит, гематит, а у верхніх зонах гетит та гідрогетит) та барито-флюоритові (крім бариту та флюориту, зазвичай містять кварц і кальцит, а у вигляді невеликих домішок іноді присутні сульфіди цинку, свинцю, міді та ртуті).
З практичної точки зору найбільший інтерес представляють гідротермальні житлові мономінеральні, барито-сульфідні та барито-флюоритові родовища. Промислове значення мають також деякі метасоматичні пластові родовища та елювіальні розсипи. Осадові родовища, що являють собою типові хімічні опади водних басейнів, трапляються рідко і істотну роль не грають.
Як правило, баритові руди містять інші корисні компоненти (флюорит, галеніт, сфалерит, мідь, золото у промислових концентраціях), тому вони використовуються комплексно.
Ізотопи баріюПриродний барій складається із суміші семи стабільних ізотопів: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Останній є найпоширенішим (71,66%). Відомі і радіоактивні ізотопи барію, найважливішим з яких є 140 Ba. Він утворюється при розпаді урану, торію та плутонію.
Отримання баріюМетал можна отримати різними способами, зокрема при електроліз розплавленої суміші хлористого барію і хлористого кальцію. Можна отримувати барій та відновлюючи його з окису алюмотермічним способом. Для цього вітрить обпалюють з вугіллям і одержують окис барію:
BaCO 3+C → BaO+2CO.
Потім суміш BaO з алюмінієвим порошком нагрівають у вакуумі до 1250°C. Пари відновленого барію конденсуються в холодних частинах труби, в якій йде реакція:
3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.
Цікаво, що до складу запальних сумішей для алюмотермії часто входить перекис барію BaO 2 .
Отримати окис барію простим прожарюванням вітриту важко: вітрит розкладається лише за температури вище 1800°C. Легше отримувати BaO, прожарюючи нітрат барію Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2 .
І при електролізі та при відновленні алюмінієм виходить м'який (твердіше свинцю, але м'якше цинку) блискучий білий метал. Він плавиться при 710°C, кипить при 1638°C, його густина 3,76 г/см 3 . Все це повністю відповідає положенню барію в підгрупі лужноземельних металів.
Відомі сім природних ізотопів барію. Найпоширеніший їх барій-138; його понад 70%.
Барій дуже активний. Він самозаймається від удару, легко розкладає воду, утворюючи розчинний гідрат окису барію:
Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2 .
Водний розчин гідрату окису барію називають баритової води. Цю «воду» застосовують в аналітичній хімії для визначення CO2 у газових сумішах. Але це вже з розповіді про застосування сполук барію. Металевий барій практичного застосування майже не знаходить. У вкрай незначних кількостях його вводять у підшипникові та друкарські сплави. Сплав барію з нікелем використовують у радіолампах, чистий барій – лише у вакуумній техніці як геттер (газопоглинач).
Металевий барій одержують із оксиду відновленням алюмінієм у вакуумі при 1200-1250°С:
4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4 .
Очищають барій перегонкою у вакуумі або зонною плавкою.
Одержання титану барію. Отримати його порівняно легко. Вітерит BaCO 3 при 700...800°C реагує з двоокисом титану ТЮ 2 , виходить саме те, що потрібно:
BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2 .
основ. пром. метод отримання металевого барію з ВаО - відновлення його порошком А1: 4ВаО + 2А1 -> ЗВа + ВаО*А1 2 Про 3 . Процес проводять у реакторі при 1100-1200 °З атмосфері Аг чи вакуумі (останній спосіб кращий). Молярне співвідношення ВаО:А1 становить (1,5-2):1. Реактор поміщають у піч так, щоб температура його "холодної частини" (в ній конденсуються пари барію, що утворюються) була близько 520°С Перегонкою у вакуумі барій очищають до вмісту домішок менше 10~ 4 % по масі, а при використанні зонної плавки - до 10 ~ 6%.
Невеликі кол-ва барію отримують також відновленням ВаВеО 2 [синтезується сплавленням Ва(ОН) 2 і Ве(ОН) 2 ] при 1300°С титаном, а також розкладанням при 120°С Ba(N 3) 2 , що утворюється при обмінних р- ціях солей барію з NaN 3 .
Ацетат (ООССН 3), - бесцв. кристали; т. пл. 490 ° С (з разл.); щільн. 2,47 г/см 3 ; розтв. у воді (58,8 г на 100 г при 0°С). Нижче 25 ° С з водних розчинів кристалізується тригідрат, при 25-41 ° С - моногідрат, вище 41 ° С - безводна сіль. Отримують взаємодію. (ОН) 2 , СО 3 або BaS з СН 3 СО 2 Н. Застосовують як протраву при фарбуванні вовни і ситця.
Манганат(VI) МnО 4 - зелені кристали; не розкладається до 1000 °С. Отримують прожарюванням суміші Ba(NO 3) 2 з МnО 2 . Пігмент (касельова, або марганцова, зелень), який зазвичай використовується для фрескового живопису.
Хромат(VI)СrO 4 - жовті кристали; т. пл. 1380 ° С; - 1366,8 кДж/моль; розтв. у неорг. к-тах, не розтв. в воді. Отримують взаємодію. водних розчинів Ва(ОН) 2 або BaS з хроматами(VI) лужних металів. Пігмент (баритовий жовтий) для кераміки. ГДК 0,01 мг/м 3 (у перерахунку на Сг0 3). Пірконат ZrО 3 -бесцв. кристали; т. пл. ~269°С; - 1762 кДж/моль; розтв. у воді та водних розчинах лугів і NH 4 HCO 3 , розкладається сильними неорг. до-тами. Отримують взаємодію. ZrO 2 з ОО, ВІН 2 або ВАС 3 при нагріванні. Цирконат в суміші з ТіO 3 -п'єзоелект-рик.
Бромид Вr 2 - білі кристали; т. пл. 847 ° С; щільн. 4,79 г/см 3 ; -757 кДж/моль; добре розтв. у воді, метанолі, гірше – в етанолі. З водних розчинів кристалізується дигідрат, що перетворюється на моногідрат при 75°С, у безводну сіль - вище 100°С У водних розчинах взаємод. з СО 2 і 2 повітря, утворюючи ВаСО 3 і Вr 2 . Отримують 2 взаємод. водних розчинів Ва(ОН) 2 або ВаСО 3 з бромистоводневою к-тою.
Йодид I 2 - бесцв. кристали; т. пл. 740 ° С (з разл.); щільн. 5,15 г/см 3 ; . -607 кДж/моль; добре розтв. у воді та етанолі. З гарячих водних розчинів кристалізується дигідрат (зневоднюється при 150 ° С), нижче 30 ° С - гексагідрат. Отримують 2 взаємод. водних розчинів Ва(ОН) 2 або ВаСО 3 з йодистоводневою к-тою.
Фізичні властивості баріюБарій – сріблясто-білий ковкий метал. При різкому ударі розколюється. Існують дві алотропні модифікації барію: до 375 °C стійкий α-Ba з кубічними об'ємно-центрованими гратами (параметр а = 0,501 нм), вище стійкий β-Ba.
Твердість за мінералогічною шкалою 1,25; за шкалою Моосу 2.
Зберігають металевий барій у гасі або під шаром парафіну.
Хімічні властивості баріюБарій – лужноземельний метал. Інтенсивно окислюється на повітрі, утворюючи оксид барію BaO і нітрид барію Ba 3 N 2 а при незначному нагріванні запалюється. Енергійно реагує з водою, утворюючи гідроксид барію Ba(ОН) 2:
Ba + 2Н 2 О = Ba(ОН) 2 + Н 2
Активно взаємодіє із розведеними кислотами. Багато солі барію нерозчинні або малорозчинні у воді: сульфат барію BaSO 4 , сульфіт барію BaSO 3 карбонат барію BaCO 3 фосфат барію Ba 3 (PO 4) 2 . Сульфід барію BaS, на відміну від сульфіду кальцію CaS, добре розчинний у воді.
Прир. барій складається із семи стабільних ізотопів з травня. ч. 130, 132, 134-137 та 138 (71,66%). Поперечний переріз захоплення теплових нейтронів 1,17-10 28 м2. Конфігурація зовніш. електронної оболонки 6s 2; ступінь окиснення + 2, рідко + 1; енергія іонізації ° -> + -> 2 + соотв. 5,21140 та 10,0040 еВ; електронегативність за Полінгом 0,9; атомний радіус 0,221 нм, іонний радіус 2+ 0,149 нм (координаційне число 6).
Легко входить у реакцію з галогенами, утворюючи галогеніди.
При нагріванні з воднем утворює гідрид барію BaH 2 який у свою чергу з гідридом літію LiH дає комплекс Li.
Реагує при нагріванні з аміаком:
6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2
Нітрид барію Ba 3 N 2 при нагріванні взаємодіє з CO, утворюючи ціанід:
Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO
З рідким аміаком дає темно-синій розчин, з якого можна виділити аміакат, що має золотистий блиск і легко розкладається з відщепленням NH3. У присутності платинового каталізатора аміакат розкладається з утворенням аміду барію:
Ba(NH 2) 2 + 4NH 3 + Н 2
Карбід барію BaC 2 може бути отриманий при нагріванні в печі дугової BaO з вугіллям.
З фосфором утворює фосфід Ba 3 P 2 .
Барій відновлює оксиди, галогеніди та сульфіди багатьох металів до відповідного металу.
Застосування баріюСплав барію з А1 (сплав альба, 56%) - основа геттерів (газопоглиначів). Для отримання власне геттера барій випаровують із сплаву високочастотним нагріванням у вакуумованій колбі приладу, в результаті холодних частинах колби утворюється т. зв. барієве дзеркало (або дифузне покриття при випаровуванні в середовищі азоту). Активною частиною переважної більшості термоемісійних катодів є ВаО. Барій використовують також як розкислювач Сі та Рb, у кач-ві присадки до антифрикц. сплавів, чорним і кольоровим металам, а також до сплавів, з яких брало виготовляють друкарські шрифти для збільшення їх твердості. Сплави барію з Ni служать виготовлення електродів запальних свічок в двигунах внутр. згоряння та в радіолампах. 140 (T 1/2 12,8 днів) - ізотопний індикатор, що використовується при дослідженні сполук барію.
Металевий барій, часто в сплаві з алюмінієм використовується як газопоглинач (гетер) у високовакуумних електронних приладах.
Антикорозійний матеріалБарій додається спільно з цирконієм в рідкометалеві теплоносії (сплави натрію, калію, рубідія, літію, цезію) для зменшення агресивності останніх до трубопроводів та металургії.
Фторид барію застосовується як монокристалів в оптиці (лінзи, призми).
Пероксид барію використовується для піротехніки та як окислювач. Нітрат барію та хлорат барію використовують у піротехніці для фарбування полум'я (зелений вогонь).
Хромат барію застосовується при отриманні водню та кисню термохімічним способом (цикл Ок-Рідж, США).
Оксид барію спільно з оксидами міді та рідкісноземельних металів застосовується для синтезу надпровідної кераміки, що працює при температурі рідкого азоту і вище.
Оксид барію застосовується для варіння спеціального сорту скла - застосовується для покриття стрижнів уранових. Один із широкопоширених типів такого скла має наступний склад - (оксид фосфору - 61 %, ВАО - 32 %, оксид алюмінію - 1,5 %, оксид натрію - 5,5 %). У скловаренні для атомної промисловості застосовується також і фосфат барію.
Фторид барію використовується в твердотільних акумуляторних фторіонних батареях як компонент фторидного електроліту.
Оксид барію використовується в потужних мідноокисних акумуляторах як компонент активної маси (окис барію-окис міді).
Сульфат барію застосовується як розширювач активної маси негативного електрода при виробництві свинцево-кислотних акумуляторів.
Карбонат барію BaCO 3 додають у скляну масу, щоб підвищити коефіцієнт заломлення скла. Сірчанокислий барій застосовують у паперовій промисловості як наповнювач; якість паперу багато в чому визначається її вагою, барит BaSO 4 обтяжує папір. Ця сіль обов'язково входить у всі дорогі сорти паперу. Крім того, сульфат барію широко використовується у виробництві білої фарби літопону – продукту реакції розчинів сірчистого барію з сірчанокислим цинком:
BaS+ZnSO4 → BaSO4+ZnS.
Обидві солі, що мають білий колір, випадають в осад, у розчині залишається чиста вода.
При бурінні глибинних нафтових і газових свердловин використовується як бурова рідина завись сірчанокислого барію у воді.
Ще одна барієва сіль знаходить важливе застосування. Це титанат барію BaTiO 3 – один з найголовніших сегнетоелектриків (сегнетоелектрики ж поляризуються самі по собі, без впливу зовнішнього поля. Серед діелектриків вони виділяються так само, як феромагнітні матеріали серед провідників. Здатність до такої поляризації зберігається лише за певної температури. Поляризовані більшою діелектричною проникністю), які вважаються дуже цінними електротехнічними матеріалами.
У 1944 р. цей клас поповнився титанатом барію, сегнетоелектричні властивості якого відкрили радянським фізиком Б.М. Вулом. Особливість титанату барію полягає в тому, що він зберігає сегнетоелектричні властивості у дуже великому інтервалі температури – від близької до абсолютного нуля до +125°C.
Барій знайшов застосування у медицині. Його сірчанокислу сіль застосовують при діагностиці шлункових захворювань. BaSO 4 змішують із водою і дають проковтнути пацієнту. Сульфат барію непрозорий для рентгенівських променів, і тому ті ділянки травного тракту, якими йде «барієва каша», залишаються на екрані темними. Так лікар отримує уявлення про форму шлунка та кишок, визначає місце, де може виникнути виразка.
Вплив барію на організм людини
Шляхи надходження до організму.
Основним шляхом надходження барію в організм людини є їжа. Так, деякі морські жителі здатні накопичувати барій із навколишньої води, причому в концентраціях у 7-100 (а для деяких морських рослин до 1000) разів, що перевищують його вміст у морській воді. Деякі рослини (соєві боби та помідори, наприклад) також здатні накопичувати барій із ґрунту в 2-20 разів. Однак у районах, де концентрація барію у воді висока, питна вода також може зробити внесок у сумарне споживання барію. Надходження барію з повітря незначне.
Небезпека здоров'ю.
У ході наукових епідеміологічних досліджень, проведених під егідою ВООЗ, не знайшли підтвердження дані про зв'язок між смертністю від серцево-судинних захворювань та вмістом барію у питній воді. У короткострокових дослідженнях на добровольцях виявлено шкідливого ефекту на серцево-судинну систему при концентраціях барію до 10 мг/л. Щоправда, при дослідах на щурах, при вживанні останніми води навіть із невисоким вмістом барію, спостерігалося підвищення кров'яного систолічного тиску. Це свідчить про потенційну небезпеку підвищення кров'яного тиску і у людей при тривалому вживанні води, що містить барій (такі є у USEPA).
Дані USEPA також свідчать про те, що навіть разове вживання води, вміст барію в якій значно перевищує максимально допустимі значення, може призвести до м'язової слабкості та болів у черевній ділянці. Необхідно, щоправда, врахувати, що норматив барію, встановлений стандартом якості USEPA (2.0 мг/л) значно перевищує величину, рекомендовану ВООЗ (0.7 мг/л). Російськими санітарними нормами встановлено ще жорсткіше значення ГДК по барію у питній воді - 0.1 мг/л. Технології видалення води: іонний обмін, зворотний осмос, електродіаліз.
Барій(Лат. Baryum), Ba, хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 56, атомна маса 137,34; сріблясто-білий метал. Складається із суміші 7 стабільних ізотопів, серед яких переважає 138 Ва (71,66%). При ядерному розподілі урану та плутонію утворюється радіоактивний ізотоп 140 Ва, що використовується як радіоактивний індикатор. Барій було відкрито шведським хіміком До. Шееле (1774) як оксиду ВаО, названої " важкої землею " , чи баритом (від грецьк. barys - важкий). Металевий Барій (у вигляді амальгами) отримав англійський хімік Г. Деві (1808) електролізом вологого гідрооксиду (ОН) 2 з ртутним катодом. Вміст Барію в земній корі 0,05% за масою, у вільному стані у природі не зустрічається. З мінералів Барію промислове значення мають барит (важкий шпат) BaSO 4 і рідше зустрічається вітрит ВаСО 3 .
Фізичні властивості Барію.Кристалічні грати Барія кубічні об'ємноцентровані з періодом а = 5,019Å; щільність 3,76 г/см 3 t nл 710°С, t кип 1637-1640°С. Барій - м'який метал (твердіше свинцю, але м'якше цинку), його твердість за мінералогічною шкалою 2.
Хімічні властивості Барію.Барій відноситься до лужноземельних металів і за хімічними властивостями схожий з кальцієм і стронцієм, перевершуючи їх за активністю. Барій реагує з більшістю інших елементів, утворюючи сполуки, в яких він, як правило, 2-валентний (на зовнішній електронній оболонці атома Барію електрона 2, її конфігурація 6s 2). На повітрі Барій швидко окислюється, утворюючи на поверхні плівку з оксиду (а також пероксиду та нітриду Ba 3 N 2). При нагріванні легко спалахує і горить жовто-зеленим полум'ям. Енергійно розкладає воду, утворюючи гідрооксид барію: + 2Н 2 О = (ОН) 2 + Н 2 . Через хімічну активність Барій зберігають під шаром гасу. Оксид ВаО - безбарвні кристали; на повітрі легко переходить у карбонат ВаСО 3 , з водою енергійно взаємодіє, утворюючи Ва(ОН) 2 . Нагріванням ВаО на повітрі при 500 ° С отримують пероксид ВаО 2 , що розкладається при 700 ° С на ВаО і О 2 . Нагріванням пероксиду з киснем під високим тиском отримано вищий пероксид ВА4 - речовина жовтого кольору, що розкладається при 50-60°С. З галогенами і сіркою Барій з'єднується, утворюючи галогеніди (наприклад, ВаCl 2) і сульфід BaS, з воднем - гідрид ВаН 2 бурхливо розкладається водою і кислотами. З звичайно застосовуваних солей Барію добре розчинні хлорид барію ВаCl 2 та інші галогеніди, нітрат Ba(NO 3) 2 , сульфід BaS, хлорат Ва(ClО 3) 2 важко розчинні - сульфат барію BaSO 4 , карбонат барію ВаСО 3 і хромат ВаСrО 4 .
Здобуття Барія.Основною сировиною для одержання Барію та його сполук є барит, який відновлюють вугіллям у полум'яних печах: BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO. Розчинний BaS, що утворюється, переробляється на інших солі Барію. Основний промисловий метод отримання металевого Барію - термічне відновлення його оксиду порошком алюмінію: 4ВаО + 2Al = 3Ва + ВаО·Аl 2 Про 3 .
Суміш нагрівають при 1100-1200°З вакуумі (100 мн/м 2 , 10 -3 мм рт. ст.). Барій випаровується, беручи в облогу на холодних частинах апаратури. Процес ведуть в електровакуумних апаратах періодичної дії, що дозволяють послідовно проводити відновлення, дистиляцію, конденсацію та виливок металу, отримуючи за один технологічний цикл злиток Барію. Подвійний перегонкою у вакуумі при 900°З метал очищають до вмісту домішок менше 1·10 -4 %.
Застосування Барію.Практичне застосування металевого барію невелике. Воно обмежено також і тим, що маніпуляції з чистим барієм скрутні. Зазвичай Барій або поміщають у захисну оболонку з іншого металу, або сплавляють з будь-яким металом, що надає стійкість Барію. Іноді металевий Барій отримують безпосередньо в приладах, поміщаючи в них таблетки із суміші оксидів Барію та алюмінію і потім проводячи термічне відновлення у вакуумі. Барій, а також його сплави з магнієм та алюмінієм застосовують у техніці високого вакууму як поглинач залишкових газів (геттера). У невеликих кількостях Барій застосовують у металургії міді та свинцю для їх розкислення, очищення від сірки та газів. Деякі антифрикційні матеріали додають незначну кількість Барію. Так, добавка Барію до свинцю помітно збільшує твердість сплаву, що застосовується для друкарських шрифтів. Сплави Барій з нікелем застосовують при виготовленні електродів запальних свічок двигунів та в радіолампах.
Широко застосовуються з'єднання Барію. Пероксид ВаО 2 служить для отримання пероксиду водню, для відбілювання шовку та рослинних волокон, як дезінфікуючий засіб і як один із компонентів запальних сумішей в алюмінотермії. Сульфідом BaS видаляють волосяний покрив зі шкір. Перхлорат (ClО 4) 2 - один з кращих осушувачів. Нітрат Ba(NO 3) 2 використовують у піротехніці. Пофарбовані солі Барію - хромат BaCrO 4 (жовтий) та манганат ВаМnO 4 (зелений) - гарні пігменти при виготовленні фарб. Платиноціанатом Барію Ba покривають екрани при роботі з рентгенівським і радіоактивним випромінюванням (у кристалах цієї солі під дією випромінювань збуджується яскрава жовто-зелена флуоресценція). Титанат Барію ВаTiO 3 - один з найбільш важливих сегнетоелектриків. Оскільки Барій добре поглинає рентгенівські промені та гамма-випромінювання, його вводять до складу захисних матеріалів у рентгенівських установках та ядерних реакторах. З'єднання Барію є інертними носіями при вилученні радію з уранових руд. Нерозчинний сульфат Барію нетоксичний і застосовується як контрастна маса при рентгенологічному дослідженні шлунково-кишкового тракту. Карбонат Барію використовується для знищення гризунів.
Барій у організмі.Барій є у всіх органах рослин; його вміст у золі рослини залежить від кількості барію в грунті і коливається від 0,06-0,2 до 3% (на родовищах бариту). Коефіцієнт накопичення Барію (Барій у золі/Барій у грунті) у трав'янистих рослин дорівнює 0,2-6, у деревних 1-30. Концентрація Барію більше у коренях та гілках, менше – у листі; вона збільшується в міру старіння пагонів. Для тварин Барій (його розчинні солі) отруйний, тому трави, що містять багато барію (до 2-30% у золі), викликають у травоїдних отруєння. Барій відкладається в кістках та у невеликих кількостях в інших органах тварин. Доза 0,2-0,5 г хлористого барію викликає у людини гостре отруєння, 0,8-0,9 г - смерть.
Барій
БАРІЙ-я; м.[Лат. Barium від грец. barys – важкий].
1. Хімічний елемент (Ba), м'який сріблясто-білий хімічно активний метал (застосовується у техніці, промисловості, медицині).
2. Розг.Про сірчанокислої солі цього елемента (приймається внутрішньо як контрастна речовина при рентгенологічному обстеженні шлунка, кишечника тощо). Випити склянку барію.
◁ Барієвий, -а, -ое (1 зн.). Б-і солі. Б. Катод.
барій(лат. Barium), хімічний елемент II групи періодичної системи, відноситься до лужноземельних металів. Назва від грецького barýs – важка. Сріблясто-білий м'який метал; щільність 3,78 г/см 3 tпл 727°C. Хімічно дуже активний, при нагріванні спалахує. Мінерали: барить та вітрить. Застосовують у вакуумній техніці як газопоглинач, сплавах (типографські, підшипникові); солі барію - у виробництві фарб, стекол, емалей, у піротехніці, медицині.
БАРІЙБАРІЙ (лат. Baryum), (читається «барій»), хімічний елемент з атомним номером 56, атомна маса 137,327. Розташований у шостому періоді групи IIА періодичної системи. Належить до лужноземельних елементів. Природний барій складається із семи стабільних ізотопів з масовими числами 130 (0,101%), 132 (0,097%), 134 (2,42%), 135 (6,59%), 136 (7,81%), 137 (11, 32%) та 138 (71,66%). Конфігурація зовнішнього електронного шару 6 s 2
. Ступінь окиснення +2 (валентність II). Радіус атома 0,221 нм, радіус іона 2+ 0,138 нм. Енергії послідовної іонізації дорівнюють 5,212, 10,004 та 35,844 еВ. Електронегативність по Полінгу (див.ПОЛІНГ Лайнус) 0,9.
Історія відкриття
Назва елемента походить від грецького «баріс» – важкий. У 1602 р. один болонський ремісник звернув увагу на важкий мінерал барит (див.БАРИТ) BaSO 4 (щільність 4,50 кг/дм3). У 1774 році швед К. Шееле (див.ШЕЕЛЕ Карл Вільгельм), Гартуючи барит, отримав оксид ВаО. Тільки в 1808 англієць Г. Деві (див.Деві Гемфрі)використовував електроліз для відновлення активних металів із розплавів їх солей.
Поширеність у природі
Зміст у земній корі 0,065%. Найважливіші мінерали - барит та вітрит (див.ВІТЕРИТ) 3 .
Отримання
Основна сировина для одержання барію та його сполук – баритовий концентрат (80-95% BaSO 4). Його нагрівають у насиченому розчині соди Na 2 CO 3:
BaSO 4 + Na 2 CO 3 = CO 3 + Na 2 SO 4
Осад розчинного в кислотах карбонату барію переробляють далі.
Основний промисловий метод отримання металевого барію – відновлення його порошком алюмінію (див.АЛЮМІНІЙ)при 1000-1200 °C:
4 О + 2Аl = 3 + OАl 2 Про 3
Відновленням бариту кам'яним вугіллям або коксом при нагріванні отримують BaS:
BaSO 4 + 4С = BaS + 4СО
Утворений розчинний у воді сульфід барію, переробляють на інші сполуки барію, Ba(OH) 2 , CO 3 , (NO 3) 2 .
Фізичні та хімічні властивості
Барій - сріблясто-білий ковкий метал, кристалічні грати - кубічні, об'ємно центровані, а= 0,501 нм. При температурі 375 °C перетворюється на b-модифікацію. Температура плавлення 727 °C, кипіння 1637 °C, щільність 3780 г/см 3 . Стандартний електродний потенціал 2 + / дорівнює -2,906 В.
Має високу хімічну активність. Інтенсивно окислюється на повітрі, утворюючи плівку, що містить оксид барію ВаО, пероксид ВаО 2 .
Енергійно реагує з водою:
+ 2Н 2 О = (ОН) 2 + Н 2
При нагріванні взаємодіє із азотом (див.АЗОТ)з утворенням нітриду 3 N 2:
Ba + N 2 = Ba 3 N 2
У струмі водню (див.ВОДОРОД)при нагріванні барій утворює гідрид ВаН2. З вуглецем барій утворює карбід ВаС 2 . З галогенами (див.ГАЛОГЕНИ)барій утворює галогеніди:
+ Сl 2 = Сl 2 ,
Можлива взаємодія із сіркою (див.СІРА)та іншими неметалами.
BaO – основний оксид. Він реагує з водою з утворенням гідроксиду барію:
ОО + Н 2 О = (ОН) 2
При взаємодії з кислотними оксидами BaO утворює солі:
ОО + СО 2 = СО 3
Основний гідроксид (ОН) 2 трохи розчинний у воді, має лужні властивості.
Іони 2+ безбарвні. Хлорид, бромід, йодид, нітрат барію добре розчиняються у воді. Нерозчинні карбонат, сульфат, середній ортофосфат барію. Сульфат барію BaSO 4 нерозчинний у воді та кислотах. Тому утворення білого сирного осаду BaSO 4 є якісною реакцією на іони 2+ і сульфат-іони.
BaSO 4 розчиняється в гарячому розчині концентрованої Н 2 SO 4 утворюючи кислий сульфат:
BaSO 4 +Н 2 SO 4 = 2Ba(НSO 4) 2
Іони 2+ забарвлюють полум'я в жовто-зелений колір.
Застосування
Сплав Ba з Al – основа геттерів (газопоглиначів). BaSO 4 - компонент білих фарб, його додають при виробленні деяких сортів паперу, використовують при виплавці алюмінію, в медицині - для рентгенівського обстеження.
З'єднання барію використовують у скловиробництві, при виготовленні сигнальних ракет.
Титанат барію BaTiO 3 - компонент п'єзоелементів, малогабаритних конденсаторів, що використовується в лазерній техніці.
Фізіологічна дія
З'єднання барію токсичні, ГДК у повітрі 0,5 мг/м 3 .
Енциклопедичний словник. 2009 .
Синоніми:Дивитись що таке "барій" в інших словниках:
барій- Гідрототики. хім. Судна еритін, түссіз кристалди зат (ҚСЕ, 2, 167). Барій карбонати. хім. Тз және азот қышқилдаринда оңай еритін, түссіз кристал. Барійкабонати – барійди маїзди қосилистариниң бірі (ЧЕ, 2, 167). Барій сульфати. Қазақ тілінің түсіндірме сөздігі
- (лат. barium, від грец. barys важкий). Жовтий метал, названий так оскільки у зв'язку з іншими металами дає важкі сполуки. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.М., 1910. БАРІЙ лат. barium, від грец. Словник іноземних слів російської мови
(лат. Baryum, від грец. barys важкий * a. barium; н. Barium; ф. barium; і. bario), хім. елемент головної підгрупи 11 групи періодич. системи елементів Менделєєва, ат. н. 56, ат. м. 137,33. Природний Б. складається із суміші семи стабільних … Геологічна енциклопедія
- (Від грец. Barys важкий; лат. Barium), Ba, хім. елемент II групи періодич. системи елементів підгрупи лужноземельних елементів, ат. номер 56, ат. маса 137,33. Природний Б. містить 7 стабільних ізотопів, серед яких переважає 138Ba. Фізична енциклопедія
БАРІЙ- (Від грец. Barys важкий), двоатомний метал, ат. в. 137,37, хім. позначення Ва, зустрічається у природі лише у формі солей, гол. обр., у вигляді сірчанокислої солі (важкий шпат) та вуглекислої солі (вітерит); у незначних кількостях солі Б.… … Велика медична енциклопедія
- (Barium), Ba, хімічний елемент ІІ групи періодичної системи, атомний номер 56, атомна маса 137,33; відноситься до лужноземельних металів. Відкритий шведським хіміком К. Шееле в 1774, отриманий Г. Деві в 1808. Сучасна енциклопедія
- (лат. Barium) Ba, хімічний елемент II групи періодичної системи, атомний номер 56, атомна маса 137,33 відноситься до лужноземельних металів. Назва від грецьк. barys важкий. Сріблясто-білий м'який метал; щільність 3,78 г/см³, tпл. Великий Енциклопедичний словник барій - сущ., кількість синонімів: 2 метал (86) елемент (159) Словник синонімів ASIS. В.М. Тришин. 2013 … Словник синонімів
