Բարիումի ատոմի բաղադրությունը. Բարիում

Բարիումը երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի վեցերորդ շրջանը, ատոմային համարով 56: Այն նշանակվում է Ba (լատ. Բարիում) Պարզ նյութը փափուկ, ճկուն արծաթ-սպիտակ հողալկալիական մետաղ է: Ունի բարձր քիմիական ակտիվություն։

Բարիումը հայտնաբերվել է BaO օքսիդի տեսքով 1774 թվականին Կարլ Շելեի կողմից։ 1808 թվականին անգլիացի քիմիկոս Համֆրի Դեյվին արտադրեց բարիումի ամալգամ՝ թաց բարիումի հիդրօքսիդի էլեկտրոլիզով սնդիկի կաթոդով; տաքացման ժամանակ սնդիկը գոլորշիացնելուց հետո նա մեկուսացրեց բարիումի մետաղը։

1774 թվականին շվեդ քիմիկոս Կարլ Վիլհելմ Շելեն և նրա ընկեր Յոհան Գոտլիբ Հանը ուսումնասիրեցին ամենածանր միներալներից մեկը՝ ծանր սպարը BaSO 4: Նրանց հաջողվել է մեկուսացնել նախկինում անհայտ «ծանր հողը», որը հետագայում անվանվել է բարիտ (հունարեն βαρυς-ից՝ ծանր)։ Եվ 34 տարի անց Համֆրի Դեյվին, խոնավ բարիտ հողը ենթարկելով էլեկտրոլիզի, դրանից ստացավ նոր տարր՝ բարիում։ Հարկ է նշել, որ նույն 1808 թվականին, Դեյվիից մի փոքր շուտ, Ջեն Յակոբ Բերզելիուսը և նրա գործընկերները ձեռք են բերել կալցիումի, ստրոնցիումի և բարիումի ամալգամներ։ Այսպես է ծնվել բարիում տարրը։

Հին ալքիմիկոսները BaSO 4-ը կալցինացրել են փայտով կամ փայտածուխով և ստացել ֆոսֆորեսցենտ «բոլոնեզյան գոհարներ»։ Սակայն քիմիապես այս գոհարները BaO չեն, այլ բարիումի սուլֆիդ BaS:

անվան ծագումը

Այն ստացել է իր անունը հունական բարիներից՝ «ծանր», քանի որ դրա օքսիդը (BaO) բնութագրվում էր որպես այդպիսի նյութերի համար անսովոր բարձր խտություն ունեցող։

Երկրակեղևը պարունակում է 0,05% բարիում։ Սա բավականին շատ է՝ շատ ավելին, քան, ասենք, կապարը, անագը, պղնձը կամ սնդիկը: Իր մաքուր ձևով այն գոյություն չունի երկրագնդում. բարիումը ակտիվ է, այն մտնում է հողալկալիական մետաղների ենթախմբի մեջ և, բնականաբար, բավականին ամուր կապված է օգտակար հանածոների մեջ։

Հիմնական բարիումի միներալներն են արդեն հիշատակված ծանր սպարը BaSO 4 (ավելի հաճախ կոչվում է բարիտ) և չորացած BaCO3, որն անվանվել է անգլիացի Ուիլյամ Ուիզերինգի (1741 ... 1799) անունով, ով հայտնաբերել է այս հանքանյութը 1782 թվականին: Բարիումի աղերի փոքր կոնցենտրացիայի մեջ։ հանդիպում են բազմաթիվ հանքային ջրերում և ծովային ջրերում: Ցածր պարունակությունն այս դեպքում պլյուս է, ոչ թե մինուս, քանի որ բարիումի բոլոր աղերը, բացի սուլֆատից, թունավոր են։

Ըստ հանքային միավորումների՝ բարիտի հանքաքարերը բաժանվում են միամիներալների և բարդի։ Կոմպլեքսները բաժանվում են բարիտ-սուլֆիդային (պարունակում են կապար, ցինկ, երբեմն պղնձի և երկաթի պիրիտ սուլֆիդներ, պակաս հաճախ Sn, Ni, Au, Ag), բարիտ-կալցիտ (պարունակում է մինչև 75% կալցի), երկաթ-բարիտ (պարունակում են մագնետիտ): , հեմատիտ և գեթիտ և հիդրոգոտիտ վերին գոտիներում) և բարիտ-ֆտորիտ (բացառությամբ բարիտի և ֆտորիտի, դրանք սովորաբար պարունակում են քվարց և կալցիտ, իսկ ցինկը, կապարը, պղնձը և սնդիկի սուլֆիդները երբեմն առկա են որպես մանր կեղտեր):

Գործնական տեսանկյունից առավել մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում հիդրոթերմային երակային միամիներալ, բարիտ–սուլֆիդային և բարիտ–ֆտորիտային հանքավայրերը։ Արդյունաբերական նշանակություն ունեն նաև որոշ մետասոմատիկ թիթեղների հանքավայրեր և ելյուվիալ տեղադրիչներ: Նստվածքային հանքավայրերը, որոնք ջրային ավազաններին բնորոշ քիմիական նստվածքներ են, հազվադեպ են և էական դեր չեն խաղում։

Որպես կանոն, բարիտի հանքաքարերը պարունակում են այլ օգտակար բաղադրիչներ (ֆտորիտ, գալենա, սֆալերիտ, պղինձ, ոսկի արդյունաբերական կոնցենտրացիաներում), ուստի դրանք օգտագործվում են համակցված։

Բնական բարիումը բաղկացած է յոթ կայուն իզոտոպների խառնուրդից՝ 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba։ Վերջինս ամենատարածվածն է (71,66%)։ Հայտնի են նաև բարիումի ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից գլխավորը 140 Ba-ն է։ Այն առաջանում է ուրանի, թորիումի և պլուտոնիումի քայքայման ժամանակ։

Մետաղը կարելի է ստանալ տարբեր եղանակներով, մասնավորապես, բարիումի քլորիդի և կալցիումի քլորիդի հալված խառնուրդի էլեկտրոլիզով։ Հնարավոր է բարիում ստանալ՝ վերականգնելով այն օքսիդից ալյումինաջերմային մեթոդով։ Դրա համար վիթերիտը կրակում են ածուխով և ստացվում է բարիումի օքսիդ.

BaCO 3 + C → BaO + 2CO:

Այնուհետև BaO-ի խառնուրդը ալյումինի փոշու հետ վակուումում տաքացնում են մինչև 1250°C։ Նվազեցված բարիումի գոլորշիները խտանում են խողովակի սառը մասերում, որոնցում տեղի է ունենում ռեակցիան.

3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.

Հետաքրքիր է, որ բարիումի պերօքսիդ BaO 2-ը հաճախ ընդգրկված է ալյումինոթերմային բոցավառման խառնուրդների բաղադրության մեջ։

Բարիումի օքսիդ ստանալը վիթերիտի պարզ կալցինացիայի միջոցով դժվար է. վիթերիտը քայքայվում է միայն 1800°C-ից բարձր ջերմաստիճանում: Ավելի հեշտ է ստանալ BaO բարիումի նիտրատի Ba (NO 3) 2 կալցինացման միջոցով:

2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2:

Ե՛վ էլեկտրոլիզը, և՛ ալյումինի նվազեցումը առաջացնում են փափուկ (ավելի կոշտ, քան կապարը, բայց ավելի փափուկ, քան ցինկը) փայլուն սպիտակ մետաղ: Հալվում է 710°C-ում, եռում 1638°C-ում, խտությունը՝ 3,76 գ/սմ3։ Այս ամենը լիովին համապատասխանում է հողալկալիական մետաղների ենթախմբի բարիումի դիրքին։

Կան բարիումի յոթ բնական իզոտոպներ։ Դրանցից ամենատարածվածը բարիում-138-ն է; այն ավելի քան 70 տոկոս է։

Բարիումը շատ ակտիվ է: Հարվածից ինքնաբռնկվում է, հեշտությամբ քայքայում է ջուրը՝ ձևավորելով լուծվող բարիումի օքսիդ հիդրատ.

Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2:

Բարիումի հիդրօքսիդի ջրային լուծույթը կոչվում է բարիտ ջուր։ Այս «ջուրն» օգտագործվում է անալիտիկ քիմիայում՝ գազային խառնուրդներում CO 2-ը որոշելու համար։ Բայց սա արդեն բարիումի միացությունների օգտագործման պատմությունից է։ Մետաղական բարիումը գործնական կիրառություն գրեթե չի գտնում: Չափազանց փոքր քանակությամբ այն ներմուծվում է կրող և տպագրական համաձուլվածքների մեջ։ Ռադիոհողովակներում օգտագործվում է բարիումի և նիկելի համաձուլվածք, մաքուր բարիումը օգտագործվում է միայն վակուումային տեխնոլոգիայի մեջ՝ որպես ստացող (ստացող)։

Բարիումի մետաղը ստացվում է օքսիդից ալյումինի վակուումի վերականգնմամբ 1200-1250°C ջերմաստիճանում.

4BaO + 2Al \u003d 3Ba + BaAl 2 O 4.

Բարիումը մաքրվում է վակուումային թորման կամ զոնայի հալման միջոցով:

Բարիումի տիտանի պատրաստում. Այն ստանալը համեմատաբար հեշտ է: Witherite BaCO 3-ը 700 ... 800 ° C ջերմաստիճանում արձագանքում է տիտանի երկօքսիդի TYu 2-ի հետ, ստացվում է հենց այն, ինչ ձեզ հարկավոր է.

BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2:

Հիմնական ավարտական ​​երեկո. BaO-ից մետաղական բարիումի ստացման մեթոդը դրա վերականգնումն է A1 փոշու հետ՝ 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO * A1 2 O 3: Գործընթացն իրականացվում է ռեակտորում 1100-1200°C ջերմաստիճանում Ar մթնոլորտում կամ վակուումում (նախընտրելի է վերջին մեթոդը)։ BaO:A1-ի մոլային հարաբերակցությունը (1,5-2):1 է: Ռեակտորը տեղադրվում է վառարանում այնպես, որ նրա «սառը մասի» ջերմաստիճանը (նրանում ձևավորված բարիումի գոլորշիները խտանում են) մոտ 520 ° C է: Վակուումում թորման միջոցով բարիումը մաքրվում է մինչև 10 ~ 4-ից պակաս կեղտոտ պարունակություն: % կշռով, իսկ զոնային հալեցման դեպքում՝ մինչև 10 ~ 6%։

Փոքր քանակությամբ բարիում է ստացվում նաև BaBeO 2-ի վերականգնմամբ [սինթեզված Ba (OH) 2-ի և Be (OH) 2-ի միաձուլմամբ] 1300 ° C ջերմաստիճանում տիտանի հետ, ինչպես նաև 120 ° C Ba (N 3) քայքայմամբ։ ) 2, որը ձևավորվում է բարիումի աղերի փոխանակման ժամանակ NaN 3-ով:

Acetate Ba (OOCHN 3), - անգույն։ բյուրեղներ; մ.պ. 490°С (decomp.); խիտ 2.47 գ / սմ 3; սոլ. ջրի մեջ (58,8 գ 100 գ-ին 0°C-ում): 25 ° C-ից ցածր եռահիդրատը բյուրեղանում է ջրային լուծույթներից, 25-41 ° C ջերմաստիճանում` մոնոհիդրատ, 41 ° C-ից բարձր` անջուր աղ: Ստացեք փոխազդեցություն: Ba (OH) 2, VaCO 3 կամ BaS CH 3 CO 2 H-ով: Օգտագործվում է որպես բուրդ ներկելիս և բուրդը:

Մանգանատ (VI) BaMnO 4 - կանաչ բյուրեղներ; չի քայքայվում մինչև 1000°C։ Ստացվում է Ba(NO 3) 2 խառնուրդը MnO 2-ով կալցինացնելով։ Գունանյութ (կասել կամ մանգանային կանաչ), որը սովորաբար օգտագործվում է որմնանկարչության համար:

Chromate (VI) ВаСrO 4 - դեղին բյուրեղներ; մ.պ. 1380°C; - 1366,8 կՋ/մոլ; սոլ. inorg. to-max, ոչ sol. ջրի մեջ։ Ստացեք փոխազդեցություն: Ba (OH) 2-ի կամ BaS-ի ջրային լուծույթները ալկալիական մետաղների քրոմատներով (VI): Գունանյութ (բարիտ դեղին) կերամիկայի համար: MPC 0.01 մգ / մ 3 (Cr0 3-ի առումով): Pirconate ВаZrО 3 - անգույն: բյուրեղներ; մ.պ. ~269°С; - 1762 կՋ / մոլ; սոլ. ջրի և ալկալիների և NH 4 HCO 3 ջրային լուծույթներում, քայքայված ուժեղ ինօրգ. to-tami. Ստացեք փոխազդեցություն: ZrO 2 BaO, Ba(OH) 2 կամ BaCO 3, երբ տաքացվում է: Ba zirconate խառնված ВаТiO 3 -piezoelectric.

Բրոմիդ BaBr 2 - սպիտակ բյուրեղներ; մ.պ. 847°C; խիտ 4,79 գ/սմ 3; -757 կՋ/մոլ; լավ սոլ. ջրի մեջ՝ մեթանոլ, ավելի վատ՝ էթանոլում։ Ջրային լուծույթներից դիհիդրատը բյուրեղանում է՝ 75°C-ում վերածվելով մոնոհիդրատի, անջուր աղի՝ 100°C-ից բարձր: Ջրային լուծույթներում փոխազդեցությունը։ օդի CO 2 և O 2-ով, առաջացնելով VaCO 3 և Br 2: Ստացեք BaBr 2 փոխազդեցություն: ջրային p-ditch Ba (OH) 2 կամ VaCO 3 հիդրոբրոմաթթվով:

Յոդիդ BaI 2 - անգույն: բյուրեղներ; մ.պ. 740°С (decomp.); խիտ 5.15 գ / սմ 3; . -607 կՋ/մոլ; լավ սոլ. ջրի և էթանոլի մեջ: Տաք ջրի լուծույթներից դիհիդրատը բյուրեղանում է (ջրազրկվում է 150 ° C-ում), 30 ° C-ից ցածր՝ հեքսահիդրատ։ Ստացեք VaI 2 փոխազդեցություն: ջուր p-ditch Ba (OH) 2 կամ VaCO 3 hydroiodic թթուով:

Բարիումը արծաթափայլ ճկուն մետաղ է։ Կտրուկ հարվածից կոտրվում է։ Գոյություն ունեն բարիումի երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ. α-Ba-ն խորանարդ մարմնակենտրոն ցանցով կայուն է մինչև 375 °C (պարամետր a = 0,501 նմ), β-Ba-ն կայուն է վերևում։

Կարծրություն հանքաբանական մասշտաբով 1,25; Մոհսի սանդղակով 2.

Բարիումի մետաղը պահվում է կերոսինի մեջ կամ պարաֆինի շերտի տակ։

Բարիումը հողալկալիական մետաղ է։ Այն ինտենսիվորեն օքսիդանում է օդում՝ առաջացնելով բարիումի օքսիդ BaO և բարիումի նիտրիդ Ba 3 N 2, և թեթևակի տաքացնելիս բռնկվում է։ Ակտիվորեն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով բարիումի հիդրօքսիդ Ba (OH) 2:

Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2

Ակտիվորեն փոխազդում է նոսր թթուների հետ: Բարիումի շատ աղեր չեն լուծվում կամ թեթևակի լուծվում են ջրի մեջ՝ բարիումի սուլֆատ BaSO 4, բարիումի սուլֆատ BaSO 3, բարիումի կարբոնատ BaCO 3, բարիումի ֆոսֆատ Ba 3 (PO 4) 2։ Բարիումի սուլֆիդ BaS-ը, ի տարբերություն կալցիումի սուլֆիդի CaS-ի, շատ լուծելի է ջրում։

Բնական մայիսից բարիումն ունի յոթ կայուն իզոտոպ: գլ.130, 132, 134-137 և 138 (71,66%)։ Ջերմային նեյտրոնների գրավման խաչմերուկը կազմում է 1,17-10 28 մ 2: Արտաքին կոնֆիգուրացիա էլեկտրոնային թաղանթ 6s 2; օքսիդացման վիճակ + 2, հազվադեպ + 1; իոնացման էներգիա Ba° -> Ba + -> Ba 2+ resp. 5.21140 և 10.0040 eV; Պաուլինգի էլեկտրաբացասականություն 0,9; ատոմային շառավիղ 0,221 նմ, իոնային շառավիղ Ba 2+ 0,149 նմ (կոորդինացիոն թիվ 6)։

Հեշտությամբ փոխազդում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ:

Ջրածնով տաքացնելիս այն ձևավորում է բարիումի հիդրիդ BaH 2, որն իր հերթին լիթիումի հիդրիդով LiH-ով առաջացնում է Li համալիր։

Արձագանքում է ամոնիակով տաքացմանը.

6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2

Բարիումի նիտրիդ Ba 3 N 2-ը տաքացնելիս փոխազդում է CO-ի հետ՝ առաջացնելով ցիանիդ.

Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO

Հեղուկ ամոնիակով տալիս է մուգ կապույտ լուծույթ, որից կարելի է առանձնացնել ամոնիակը, որն ունի ոսկեգույն փայլ և հեշտությամբ քայքայվում է NH 3-ի վերացումով։ Պլատինի կատալիզատորի առկայության դեպքում ամոնիակը քայքայվում է՝ առաջացնելով բարիում ամիդ.

Ba (NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2

Բարիումի կարբիդ BaC 2 կարելի է ձեռք բերել աղեղային վառարանում ածխով BaO տաքացնելով։

Ֆոսֆորի հետ կազմում է Ba 3 P 2 ֆոսֆիդը։

Բարիումը շատ մետաղների օքսիդները, հալոգենիդները և սուլֆիդները վերածում է համապատասխան մետաղի։

A1-ով բարիումի համաձուլվածքը (ալբա խառնուրդ, 56% Ba) հանդիսանում է ստացողների (ստացողների) հիմքը։ Ինքն ընդունող սարք ստանալու համար բարիումը գոլորշիացվում է համաձուլվածքից՝ սարքի տարհանված կոլբայի մեջ բարձր հաճախականությամբ տաքացնելով. բարիումի հայելի (կամ ցրված ծածկույթ ազոտի մթնոլորտում գոլորշիացման ժամանակ): Թերմիոնային կաթոդների ճնշող մեծամասնության ակտիվ մասը BaO է։ Բարիումը օգտագործվում է նաև որպես Cu-ի և Pb-ի դեօքսիդատոր, որպես հակաշփման հավելում: համաձուլվածքներ, սեւ և գունավոր մետաղներ, ինչպես նաև համաձուլվածքներ, որոնցից պատրաստվում են տպագրական տառատեսակներ՝ դրանց կարծրությունը բարձրացնելու համար։ Ni-ով բարիումի համաձուլվածքները օգտագործվում են ներքին շարժիչներում փայլող մոմերի էլեկտրոդների արտադրության համար: այրման և ռադիոխողովակների մեջ: 140 Va (T 1/2 12,8 օր) իզոտոպային ցուցիչ է, որն օգտագործվում է բարիումի միացությունների ուսումնասիրության մեջ։

Բարիումի մետաղը, հաճախ ալյումինի հետ համաձուլվածքի մեջ, օգտագործվում է որպես բարձր վակուումային էլեկտրոնային սարքերում:

Բարիումը ցիրկոնիումի հետ ավելացնում են հեղուկ մետաղական հովացուցիչ նյութերին (նատրիումի, կալիումի, ռուբիդիումի, լիթիումի, ցեզիումի համաձուլվածքներ)՝ վերջիններիս ագրեսիվությունը խողովակաշարերի և մետալուրգիայի նկատմամբ նվազեցնելու համար։

Բարիումի ֆտորիդը օպտիկայում (ոսպնյակներ, պրիզմաներ) օգտագործվում է միաբյուրեղների տեսքով։

Բարիումի պերօքսիդը օգտագործվում է պիրոտեխնիկայի և որպես օքսիդացնող նյութ: Բարիումի նիտրատը և բարիումի քլորատը օգտագործվում են պիրոտեխնիկայում կրակը գունավորելու համար (կանաչ կրակ):

Բարիումի քրոմատը օգտագործվում է ջրածնի և թթվածնի արտադրության մեջ ջերմաքիմիական մեթոդով (Oak Ridge ցիկլ, ԱՄՆ)։

Բարիումի օքսիդը պղնձի և հազվագյուտ հողային մետաղների օքսիդների հետ միասին օգտագործվում է հեղուկ ազոտի և ավելի բարձր ջերմաստիճաններում գործող գերհաղորդիչ կերամիկա սինթեզելու համար։

Բարիումի օքսիդը օգտագործվում է հատուկ տեսակի ապակի հալեցնելու համար, որն օգտագործվում է ուրանի ձողերը ծածկելու համար: Նման ակնոցների տարածված տեսակներից մեկն ունի հետևյալ բաղադրությունը՝ (ֆոսֆորի օքսիդ՝ 61%, BaO՝ 32%, ալյումինի օքսիդ՝ 1,5%, նատրիումի օքսիդ՝ 5,5%)։ Միջուկային արդյունաբերության համար ապակեգործության մեջ օգտագործվում է նաև բարիումի ֆոսֆատ։

Բարիումի ֆտորիդն օգտագործվում է պինդ վիճակում ֆտորային մարտկոցներում՝ որպես ֆտորիդային էլեկտրոլիտի բաղադրիչ։

Բարիումի օքսիդը օգտագործվում է հզոր պղնձի օքսիդի մարտկոցներում՝ որպես ակտիվ զանգվածի բաղադրիչ (բարիումի օքսիդ-պղնձի օքսիդ):

Բարիումի սուլֆատը օգտագործվում է որպես բացասական էլեկտրոդի ակտիվ զանգվածի ընդլայնող կապարաթթվային մարտկոցների արտադրության մեջ:

Ապակու զանգվածին ավելացվում է բարիումի կարբոնատ BaCO 3՝ ապակու բեկման ինդեքսը բարձրացնելու համար։ Բարիումի սուլֆատը օգտագործվում է թղթի արդյունաբերության մեջ որպես լցոնիչ; թղթի որակը մեծապես որոշվում է նրա քաշով, բարիտ BaSO 4-ը թուղթը դարձնում է ավելի ծանր: Այս աղը անպայման ներառված է թղթի բոլոր թանկարժեք դասերի մեջ: Բացի այդ, բարիումի սուլֆատը լայնորեն օգտագործվում է սպիտակ լիթոպոնային ներկի արտադրության մեջ, որը բարիումի սուլֆիդի լուծույթների ցինկի սուլֆատի ռեակցիայի արդյունք է.

BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS:

Երկու աղերն էլ, ունենալով սպիտակ գույն, նստվածք են ստանում, լուծույթում մնում է մաքուր ջուր։

Նավթի և գազի խորքային հորեր հորատելիս ջրի մեջ բարիումի սուլֆատի կասեցումը օգտագործվում է որպես հորատման հեղուկ:

Մեկ այլ բարիումի աղ կարևոր կիրառություն է գտնում: Սա բարիումի տիտանատ BaTiO 3-ն է՝ ամենակարևոր ֆերոէլեկտրիկներից մեկը (ֆեռոէլեկտրիկները բևեռացված են ինքնուրույն, առանց արտաքին դաշտի ազդեցության: Դիէլեկտրիկներից նրանք առանձնանում են այնպես, ինչպես ֆերոմագնիսական նյութերը հաղորդիչների մեջ: Նման բևեռացման հնարավորությունը հետևյալն է. պահպանվում է միայն որոշակի ջերմաստիճանում Բևեռացված ֆերոէլեկտրիկները տարբերվում են ավելի բարձր դիէլեկտրական հաստատուններից), որոնք համարվում են շատ արժեքավոր էլեկտրական նյութեր:

1944 թվականին այս դասը համալրվել է բարիումի տիտանատով, որի ֆերոէլեկտրական հատկությունները հայտնաբերել է խորհրդային ֆիզիկոս Բ.Մ. Վուլոմ. Բարիումի տիտանատի առանձնահատկությունն այն է, որ այն պահպանում է ֆերոէլեկտրական հատկությունները շատ լայն ջերմաստիճանի միջակայքում՝ բացարձակ զրոյից մինչև +125°C:

Բարիումը օգտագործվել է նաև բժշկության մեջ։ Դրա սուլֆատ աղը օգտագործվում է ստամոքսի հիվանդությունների ախտորոշման ժամանակ։ BaSO 4-ը խառնվում է ջրի հետ և թույլ է տալիս հիվանդին կուլ տալ: Բարիումի սուլֆատը անթափանց է ռենտգենյան ճառագայթների համար, և, հետևաբար, մարսողական համակարգի այն հատվածները, որոնց միջով անցնում է «բարիումի շիլան», մուգ են մնում էկրանին։ Այսպիսով, բժիշկը պատկերացում է կազմում ստամոքսի և աղիների ձևի մասին, որոշում է այն տեղը, որտեղ կարող է առաջանալ խոց:

Բարիումի ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա

Մարմնի մեջ մտնելու ուղիները.
Բարիումի մարդու օրգանիզմ ներթափանցման հիմնական ճանապարհը սննդի միջոցով է: Այսպիսով, ծովային որոշ բնակիչներ կարողանում են բարիում կուտակել շրջակա ջրից, իսկ կոնցենտրացիաներում 7-100 (և որոշ ծովային բույսերի համար մինչև 1000) անգամ ավելի բարձր, քան դրա պարունակությունը ծովի ջրում։ Որոշ բույսեր (օրինակ՝ սոյա և լոլիկ) կարողանում են հողից բարիում կուտակել 2-20 անգամ։ Այնուամենայնիվ, այն տարածքներում, որտեղ բարիումի կոնցենտրացիան ջրի մեջ բարձր է, խմելու ջուրը կարող է նաև նպաստել բարիումի ընդհանուր ընդունմանը: Օդից բարիումի ընդունումը չնչին է։

Առողջության վտանգ.
ԱՀԿ-ի հովանու ներքո անցկացված գիտահամաճարակաբանական հետազոտությունների ընթացքում չեն հաստատվել տվյալները սրտանոթային հիվանդություններից մահացության և խմելու ջրում բարիումի պարունակության միջև կապի վերաբերյալ: Կամավորների կարճաժամկետ հետազոտություններում սրտանոթային համակարգի վրա ոչ մի բացասական ազդեցություն չի եղել մինչև 10 մգ/լ բարիումի կոնցենտրացիաների դեպքում: Ճիշտ է, առնետների վրա կատարված փորձերի ժամանակ, երբ վերջիններս ջուր էին օգտագործում անգամ բարիումի ցածր պարունակությամբ, նկատվել էր սիստոլիկ արյան ճնշման բարձրացում։ Սա ցույց է տալիս մարդկանց արյան ճնշման բարձրացման հնարավոր վտանգը բարիում պարունակող ջրի երկարատև օգտագործման դեպքում (USEPA-ն ունի այդպիսի տվյալներ):
USEPA-ի տվյալները նաև ցույց են տալիս, որ նույնիսկ մեկ ըմպելիք ջուրը, որը պարունակում է շատ ավելի, քան բարիումի առավելագույն պարունակությունը, կարող է հանգեցնել մկանների թուլության և որովայնի ցավի: Այնուամենայնիվ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել, որ USEPA որակի ստանդարտով սահմանված բարիումի ստանդարտը (2,0 մգ/լ) զգալիորեն գերազանցում է ԱՀԿ-ի կողմից առաջարկվող արժեքը (0,7 մգ/լ): Ռուսական սանիտարական ստանդարտները սահմանում են նույնիսկ ավելի խիստ MPC արժեք բարիումի համար ջրի մեջ՝ 0,1 մգ/լ: Ջրի հեռացման տեխնոլոգիաներ՝ իոնափոխանակում, հակադարձ օսմոզ, էլեկտրադիալիզ։

ԲԱՐԻՈՒՄ, Բա (լատ. Baryum, հուն. barys - ծանր * a. barium; n. Barium; f. barium; and. bario), - Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգի 11-րդ խմբի հիմնական ենթախմբի քիմիական տարր։ , ատոմային համարը՝ 56, ատոմային զանգվածը՝ 137,33։ Բնական բարիումը բաղկացած է յոթ կայուն իզոտոպների խառնուրդից. Գերակշռում է 138 Va (71,66%)։ Բարիումը հայտնաբերվել է 1774 թվականին շվեդ քիմիկոս Կ.Շելեի կողմից BaO-ի տեսքով։ Բարիում մետաղը առաջին անգամ ձեռք է բերել անգլիացի քիմիկոս Հ.Դեյվին 1808 թվականին։

Բարիումի ստացում

Բարիումի մետաղը ստացվում է վակուումի ջերմային նվազման արդյունքում՝ բարիումի օքսիդի փոշու 1100-1200°C ջերմաստիճանում։ Բարիումը օգտագործվում է համաձուլվածքներում՝ կապարի (տպագրական և հակաշփման համաձուլվածքներ), ալյումինի և (վակուումային կայաններում գազի կլանիչների հետ): Նրա արհեստական ​​ռադիոակտիվ իզոտոպները լայնորեն կիրառվում են։

Բարիումի կիրառում

Բարիումը և դրա միացությունները ավելացվում են այն նյութերին, որոնք նախատեսված են ռադիոակտիվ և ռենտգենյան ճառագայթներից պաշտպանելու համար: Բարիումի միացությունները լայնորեն օգտագործվում են՝ օքսիդ, պերօքսիդ և հիդրօքսիդ (ջրածնի պերօքսիդ արտադրելու համար), նիտրիդ (պիրոտեխնիկայում), սուլֆատ (որպես կոնտրաստային նյութ ռադիոլոգիայում, հետազոտություններում), քրոմատ և մանգանատ (ներկերի արտադրության մեջ), տիտանատ (մեկ. ամենակարևոր ֆերոէլեկտրիկներից), սուլֆիդը (կաշվի արդյունաբերության մեջ) և այլն։

Բարիում(լատ. Baryum), Ba, Մենդելեևյան պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 56, ատոմային զանգված 137,34; արծաթափայլ սպիտակ մետաղ։ Կազմված է 7 կայուն իզոտոպների խառնուրդից, որոնց մեջ գերակշռում է 138 Ba (71,66%)։ Ուրանի և պլուտոնիումի միջուկային տրոհման ժամանակ առաջանում է 140 Ba ռադիոակտիվ իզոտոպ, որն օգտագործվում է որպես ռադիոակտիվ հետագծող։ Բարիումը հայտնաբերել է շվեդ քիմիկոս Կ. Շելեն (1774 թ.) BaO օքսիդի տեսքով, որը կոչվում է «ծանր երկիր», կամ բարիտ (հունարեն բարիսից՝ ծանր)։ Բարիումի մետաղը (ամալգամի տեսքով) ստացել է անգլիացի քիմիկոս Գ.Դեյվին (1808թ.) թաց Ba(OH) 2 հիդրօքսիդի էլեկտրոլիզով սնդիկի կաթոդով։ Երկրակեղևում բարիումի պարունակությունը 0,05% է զանգվածային, բնության մեջ այն ազատ վիճակում չի հանդիպում։ Բարիումի միներալներից արդյունաբերական նշանակություն ունեն բարիտը (ծանր սպար) BaSO 4 և ավելի քիչ տարածված վիթերիտ BaCO 3։

Բարիումի ֆիզիկական հատկությունները.Բարիումի բյուրեղյա վանդակը մարմնի կենտրոնացած խորանարդ է՝ a = 5,019Å պարբերությամբ; խտությունը 3,76 գ / սմ 3, t nl 710 ° C, t bp 1637-1640 ° C: Բարիումը փափուկ մետաղ է (ավելի կարծր, քան կապարը, բայց ավելի փափուկ, քան ցինկը), նրա կարծրությունը հանքաբանական մասշտաբով 2 է։

Բարիումի քիմիական հատկությունները.Բարիումը պատկանում է հողալկալիական մետաղներին և քիմիական հատկություններով նման է կալցիումին և ստրոնցիումին՝ գերազանցելով նրանց ակտիվությամբ։ Բարիումը փոխազդում է այլ տարրերի մեծ մասի հետ՝ առաջացնելով միացություններ, որոնցում այն ​​սովորաբար 2-վալենտ է (բարիումի ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի վրա՝ 2 էլեկտրոն, նրա կոնֆիգուրացիան 6s 2 է)։ Բարիումը արագ օքսիդանում է օդում՝ մակերեսի վրա առաջացնելով օքսիդի թաղանթ (ինչպես նաև պերօքսիդ և Ba 3 N 2 նիտրիդ)։ Տաքանալիս այն հեշտությամբ բռնկվում է և այրվում դեղնականաչավուն բոցով։ Ուժեղորեն քայքայվում է ջուրը՝ առաջացնելով բարիումի հիդրօքսիդ՝ Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2: Իր ռեակտիվության պատճառով բարիումը պահվում է կերոսինի շերտի տակ։ BaO օքսիդ - անգույն բյուրեղներ; օդում այն ​​հեշտությամբ վերածվում է կարբոնատ BaCO 3-ի, ակտիվորեն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով Ba (OH) 2: BaO-ն օդում տաքացնելով 500 °C-ում, ստացվում է BaO 2 պերօքսիդ, որը 700 °C-ում քայքայվում է BaO-ի և O 2-ի։ Բարձր ճնշման տակ պերօքսիդը թթվածնով տաքացնելով՝ ստացվում է ավելի բարձր պերօքսիդ BaO 4՝ դեղին նյութ, որը քայքայվում է 50-60°C ջերմաստիճանում։ Բարիումը միանում է հալոգենների և ծծմբի հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ (օրինակ՝ BaCl 2) և BaS սուլֆիդ, ջրածնի հետ՝ BaH 2 հիդրիդ, որն արագորեն քայքայվում է ջրի և թթուների հետ։ Սովորաբար օգտագործվող բարիումի աղերից բարիումի քլորիդ BaCl 2 և այլ հալոգենիդներ, նիտրատ Ba (NO 3) 2, սուլֆիդ BaS, քլորատ Ba (ClO 3) 2 խիստ լուծվող են, բարիումի սուլֆատ BaSO 4, բարիումի կարբոնատ BaCO 3 և քրոմ BaCrO 4։ քիչ են լուծվում:

Բարիում ստանալը.Բարիումի և նրա միացությունների ստացման հիմնական հումքը բարիտն է, որը կրակի վառարաններում ածուխով վերականգնվում է՝ BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO։ Ստացված լուծվող BaS-ը վերամշակվում է բարիումի այլ աղերի մեջ։ Մետաղական բարիումի ստացման հիմնական արդյունաբերական մեթոդը դրա օքսիդի ջերմային վերականգնումն է ալյումինի փոշու հետ՝ 4ВаО + 2Al = 3Ва + ВаО·Al 2 О 3:

Խառնուրդը տաքացվում է 1100-1200°C ջերմաստիճանում վակուումի տակ (100 մն/մ 2, 10 -3 մմ ս.ս.): Բարիումը փախչում է՝ նստելով ապարատի սառը մասերի վրա։ Գործընթացն իրականացվում է պարբերական գործողության էլեկտրավակուումային սարքերում, որոնք թույլ են տալիս հաջորդաբար իրականացնել մետաղի վերականգնում, թորում, խտացում և ձուլում՝ մեկ տեխնոլոգիական ցիկլում ստանալով բարիումի ձուլակտոր: Կրկնակի թորման միջոցով վակուումում 900°C-ում մետաղը մաքրվում է մինչև 1,10-4%-ից պակաս կեղտոտ պարունակություն:

Բարիումի կիրառում.Մետաղական բարիումի գործնական կիրառումը փոքր է: Այն նաև սահմանափակվում է նրանով, որ մաքուր բարիումով մանիպուլյացիաները դժվար են։ Սովորաբար բարիումը կամ տեղադրվում է մեկ այլ մետաղից պատրաստված պաշտպանիչ պատյանում, կամ համաձուլվում է ինչ-որ մետաղի հետ, որը բարիումին դիմացկուն է դարձնում: Երբեմն բարիումի մետաղը ստանում են անմիջապես սարքերում՝ դրանց մեջ բարիումի և ալյումինի օքսիդների խառնուրդից հաբեր տեղադրելով, այնուհետև վակուումում իրականացվում է ջերմային վերականգնում։ Բարիումը, ինչպես նաև դրա համաձուլվածքները մագնեզիումի և ալյումինի հետ, օգտագործվում են բարձր վակուումային տեխնոլոգիայի մեջ որպես մնացորդային գազերի կլանող (կլանող): Փոքր քանակությամբ բարիումն օգտագործվում է պղնձի և կապարի մետալուրգիայում՝ դրանց դեօքսիդացման և ծծմբից և գազերից մաքրելու համար։ Որոշ հակաշփման նյութերի մեջ ավելացվում է փոքր քանակությամբ բարիում: Այսպիսով, կապարի մեջ բարիումի ավելացումը զգալիորեն մեծացնում է տպագրական տառատեսակների համար օգտագործվող համաձուլվածքի կարծրությունը։ Բարիում-նիկելային համաձուլվածքները օգտագործվում են շարժիչների և ռադիոխողովակներում լույսի մոմերի էլեկտրոդների արտադրության մեջ:

Բարիումի միացությունները լայնորեն կիրառվում են։ BaO 2 պերօքսիդը օգտագործվում է ջրածնի պերօքսիդ արտադրելու, մետաքսի և բուսական մանրաթելերի սպիտակեցման համար, որպես ախտահանիչ և որպես ալյումինոթերմային բոցավառման խառնուրդների բաղադրիչներից մեկը: BaS սուլֆիդը օգտագործվում է մաշկից մազերը հեռացնելու համար: Պերքլորատ Ba (ClO 4) 2-ը լավագույն չորացուցիչներից է: Ba(NO 3) 2 նիտրատն օգտագործվում է պիրոտեխնիկայում։ Գունավոր բարիումի աղերը՝ BaCrO 4 քրոմատ (դեղին) և BaMnO 4 մանգանատ (կանաչ) լավ գունանյութեր են ներկերի արտադրության մեջ: Barium platinocyanate Ba-ն ծածկում է էկրանները ռենտգենյան և ռադիոակտիվ ճառագայթման հետ աշխատելիս (ճառագայթման ազդեցության տակ այս աղի բյուրեղներում գրգռվում է վառ դեղնականաչ ֆլուորեսցենտը): Բարիումի տիտանատ ВаТiO 3-ը ամենակարևոր ֆերոէլեկտրիկներից է: Քանի որ բարիումը լավ կլանում է ռենտգենյան ճառագայթները և գամմա ճառագայթումը, այն ներմուծվում է ռենտգենյան կայանքների և միջուկային ռեակտորների պաշտպանիչ նյութերի բաղադրության մեջ: Բարիումի միացությունները իներտ կրողներ են ուրանի հանքաքարերից ռադիումի արդյունահանման ժամանակ։ Չլուծվող բարիումի սուլֆատը թունավոր չէ և որպես կոնտրաստային զանգված օգտագործվում է աղեստամոքսային տրակտի ռենտգեն հետազոտության ժամանակ։ Բարիումի կարբոնատը օգտագործվում է կրծողների ոչնչացման համար։

բարիում մարմնում.Բարիումը առկա է բույսերի բոլոր օրգաններում. դրա պարունակությունը բույսերի մոխրի մեջ կախված է հողում բարիումի քանակից և տատանվում է 0,06-0,2-ից մինչև 3% (բարիտային հանքավայրերում): Խոտաբույսերում բարիումի (բարիում մոխրի մեջ / Բարիում հողում) կուտակման գործակիցը 0,2-6 է, փայտային բույսերում՝ 1-30։ Բարիումի կոնցենտրացիան ավելի բարձր է արմատներում և ճյուղերում, ավելի քիչ՝ տերևներում; այն աճում է, քանի որ կադրերը ծերանում են: Կենդանիների համար բարիումը (դրա լուծվող աղերը) թունավոր է, ուստի շատ բարիում պարունակող դեղաբույսերը (մոխրի մեջ մինչև 2-30%) թունավորում են առաջացնում բուսակերների մոտ։ Բարիումը կուտակվում է ոսկորներում և փոքր քանակությամբ՝ կենդանիների այլ օրգաններում։ 0,2-0,5 գ բարիումի քլորիդի չափաբաժինը մարդկանց մոտ առաջացնում է սուր թունավորում, 0,8-0,9 գ՝ մահ։

1808 թվականին Դեյվի Համֆրին բարիում ստացավ ամալգամի տեսքով՝ դրա միացությունների էլեկտրոլիզով։

Անդորրագիր:

Բնության մեջ այն կազմում է բարիտ BaSO 4 և չորացած BaCO 3 միներալները։ Ստացվում է ալյումինոթերմիայի կամ ազիդի տարրալուծման արդյունքում.
3BaO+2Al=Al 2 O 3 +3Ba
Ba(N 3) 2 \u003d Ba + 3N 2

Ֆիզիկական հատկություններ:

Արծաթագույն սպիտակ մետաղ, որն ունի ավելի բարձր հալման և եռման կետ և ավելի մեծ խտություն, քան ալկալային մետաղները: Շատ փափուկ։ Tm= 727°C:

Քիմիական հատկություններ.

Բարիումը ամենաուժեղ վերականգնող նյութն է: Օդում այն ​​արագ ծածկվում է օքսիդի, պերօքսիդի և բարիումի նիտրիդի թաղանթով, բոցավառվում է տաքացնելիս կամ պարզապես տրորվելիս։ Ակտիվորեն փոխազդում է հալոգենների հետ, երբ տաքացվում է ջրածնի և ծծմբի հետ:
Բարիումը ակտիվորեն փոխազդում է ջրի և թթուների հետ։ Պահպանեք, ինչպես ալկալիական մետաղները, կերոսինի մեջ:
Միացություններում այն ​​ցուցադրում է +2 օքսիդացման աստիճան։

Ամենակարևոր կապերը.

բարիումի օքսիդ.Պինդ, որը ակտիվորեն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիդ։ Ներծծում է ածխաթթու գազը՝ վերածվելով կարբոնատի։ Երբ տաքացվում է մինչև 500 ° C, այն փոխազդում է թթվածնի հետ՝ առաջացնելով պերօքսիդ
բարիումի պերօքսիդ BaO 2, սպիտակ նյութ, վատ լուծվող, օքսիդացնող նյութ։ Օգտագործվում է պիրոտեխնիկայում, արտադրում է ջրածնի պերօքսիդ, սպիտակեցում:
բարիումի հիդրօքսիդ Ba(OH) 2, Ba(OH) 2 octahydrate *8H 2 O, անգույն: բյուրեղյա, ալկալի: Օգտագործվում է սուլֆատ և կարբոնատ իոններ հայտնաբերելու, բուսական և կենդանական ճարպերը մաքրելու համար։
բարիումի աղերանգույն բյուրեղներ. նյութեր. Լուծվող աղերը շատ թունավոր են։
Քլորիդբարիումը ստացվում է բարիումի սուլֆատի ածխի և կալցիումի քլորիդի փոխազդեցությամբ 800°C - 1100°C ջերմաստիճանում։ Ռեակտիվ սուլֆատ իոնի համար: օգտագործվում է կաշվի արդյունաբերության մեջ.
Նիտրատբարիում, բարիումի նիտրատ, կանաչ պիրոտեխնիկական կոմպոզիցիաների բաղադրիչ։ Երբ տաքանում է, այն քայքայվում է՝ առաջացնելով բարիումի օքսիդ։
Սուլֆատբարիումը գործնականում չի լուծվում ջրի և թթուների մեջ, հետևաբար այն փոքր-ինչ թունավոր է: օգտագործվում է սպիտակեցնող թուղթ, ֆտորոգրաֆիա, բարիտ բետոն լցնող (ռադիոակտիվ ճառագայթումից պաշտպանություն):

Դիմում:

Բարիումի մետաղը օգտագործվում է որպես մի շարք համաձուլվածքների բաղադրիչ, պղնձի և կապարի արտադրության մեջ դօքսիդացնող միջոց։ Լուծվող բարիումի աղերը թունավոր են, MPC 0,5 մգ/մ 3: Տես նաեւ:
Ս.Ի. Վենեցկի Հազվադեպ և ցրված մասին. Մետաղական պատմություններ.

Բարիում- երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր՝ Դ.Ի.Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի վեցերորդ շրջանը՝ 56 ատոմային համարով։ Նշանակվում է Ba (լատ. Բարիում) նշանով։ Պարզ նյութը փափուկ, ճկուն արծաթ-սպիտակ հողալկալիական մետաղ է: Ունի բարձր քիմիական ակտիվություն։ Բարիումի հայտնաբերման պատմությունը

Պարբերական աղյուսակի 1 տարր Բարիումը հայտնաբերվել է BaO օքսիդի տեսքով 1774 թվականին Կարլ Շելեի կողմից։ 1808 թվականին անգլիացի քիմիկոս Համֆրի Դեյվին արտադրեց բարիումի ամալգամ՝ թաց բարիումի հիդրօքսիդի էլեկտրոլիզով սնդիկի կաթոդով; տաքացման ժամանակ սնդիկը գոլորշիացնելուց հետո նա մեկուսացրեց բարիումի մետաղը։
1774 թվականին շվեդ քիմիկոս Կառլ Վիլհելմ Շելեն և նրա ընկեր Յոհան Գոտլիբ Հանը ուսումնասիրեցին ամենածանր հանքանյութերից մեկը՝ ծանր սպարը BaSO4: Նրանց հաջողվել է մեկուսացնել նախկինում անհայտ «ծանր հողը», որը հետագայում անվանվել է բարիտ (հունարեն βαρυς-ից՝ ծանր)։ Եվ 34 տարի անց Համֆրի Դեյվին, խոնավ բարիտ հողը ենթարկելով էլեկտրոլիզի, դրանից ստացավ նոր տարր՝ բարիում։ Հարկ է նշել, որ նույն 1808 թվականին, Դեյվիից մի փոքր շուտ, Ջեն Յակոբ Բերզելիուսը և նրա գործընկերները ձեռք են բերել կալցիումի, ստրոնցիումի և բարիումի ամալգամներ։ Այսպես է ծնվել բարիում տարրը։

Հին ալքիմիկոսները BaSO4-ը կալցինացրել են փայտով կամ փայտածուխով և ստացել ֆոսֆորեսցենտ «բոլոնեզյան գոհարներ»։ Սակայն քիմիապես այս գոհարները BaO չեն, այլ բարիումի սուլֆիդ BaS:
Այն ստացել է իր անունը հունական բարիներից՝ «ծանր», քանի որ դրա օքսիդը (BaO) բնութագրվում էր որպես այդպիսի նյութերի համար անսովոր բարձր խտություն ունեցող։
Երկրակեղևը պարունակում է 0,05% բարիում։ Սա բավականին շատ է՝ շատ ավելին, քան, ասենք, կապարը, անագը, պղնձը կամ սնդիկը: Իր մաքուր ձևով այն գոյություն չունի երկրագնդում. բարիումը ակտիվ է, այն մտնում է հողալկալիական մետաղների ենթախմբի մեջ և, բնականաբար, բավականին ամուր կապված է օգտակար հանածոների մեջ։
Բարիումի հիմնական օգտակար հանածոներն են արդեն հիշատակված ծանր սպարը BaSO4 (ավելի հաճախ կոչվում է բարիտ) և թերի BaCO3, որն անվանվել է անգլիացի Ուիլյամ Ուիզերինգի (1741 ... 1799) անունով, ով հայտնաբերել է այս հանքը 1782 թվականին։ Շատ հանքային ջրեր և ծովային ջուր։ Ցածր պարունակությունն այս դեպքում պլյուս է, ոչ թե մինուս, քանի որ բարիումի բոլոր աղերը, բացի սուլֆատից, թունավոր են։