Лек тежък. Така че можете да си представите барий. Името му се превежда от гръцки като "тежък". В сравнение с други алкалоземни елементи, веществото е наистина тежко. В „битка“ с метали от други групи, като правило, губи.
Името на бария е свързано с историята на откриването му. През 17 век идеята за извличане от отпадъчни материали е актуална. Болонският обущар Кашиароло намери изключително тежък камък. Златото, както знаете, не е лек метал. Така човекът се усъмни в присъствието си в паветата.
Не беше възможно да се идентифицира бижуто. Но след калцинирането започна да свети в червено. Феноменът привлича вниманието на химика Карл Шееле. Той установи наличието на нов елемент в скалата - "тежка земя". Когато Хъмфри Дейви от Англия разпределя тази „земя“ през 1808 г., се оказва лесно. Но те не промениха името.
Химични и физични свойства на бария
Ядрена маса барийравно на 137 грама на мол. Металът е не само лек, но и мек. Твърдостта не надвишава 3 точки. Материалът е ковък и леко вискозен. Плътността на елемента е около 3,7 грама на кубичен сантиметър. Ако има замърсители, барият става крехък.
Цветът на елемента е сребристосив. Но зеленото се счита за отличителен белег на бария. Проявява се в реакция, характерна за 56-то вещество. Той включва елементи, напр. бариев сулфат.
Ако потопите стъклена пръчка в нея и я поднесете към горелката, ще пламне зелен пламък. По този начин можете да определите наличието дори на незначителни примеси от тежък метал.
Барият е веществос кубична решетка. Може да се види не само в лабораторни условия. Металът се среща в чист вид и в природата. Известни са 2 модификации на елемента. Едната е стабилна до 365 градуса по Целзий, другата – от 375 до 710. Барият кипи при температура 1696 градуса по Целзий.
Синтезирани са няколко радиоактивни изотопа на метала. Бариева формулас атомна маса 140 - резултат от разпадането на торий, плутоний и уран. Изотопът се екстрахира чрез хроматография, тоест той се абсорбира въз основа на цвета на веществото.
Барий 133 се образува при облъчване на цезий. Той е изложен на ядрата на един от изотопите на водорода - дейтероните. Освободената в този случай радиоактивна форма на алкалоземния метал се разпада за малко повече от 3 дни. Цикълът на 140 барий е по-дълъг, само полуживотът отнема 13,5 дни.
Както всички алкалоземни метали, барият е химически активен. В групата той е посочен в средата, пред, например, и. Последните се съхраняват във въздуха. Това няма да работи с барий. 56-ият елемент се поставя под парафиново масло или петролев етер.
Бариево взаимодействиес кислород води до загуба на блясък. След това материалът става жълт, кафяв и накрая става сив. Ето как изглежда бариев оксид- резултат от унищожаването му във въздуха. Ако атмосферата се нагрее, 56-ият метал в нея ще избухне.
Взаимодействието на даден елемент с водата е обратната реакция с кислорода. Тук течността вече се разлага. Процесът е възможен само при контакт с чист метал. След реакцията влиза в бариев хидроксид.
Ако първоначално поставите във водата не самороден елемент, а неговите соли, нищо няма да се случи. Бариев хлорид, и не само, са неразтворими в H 2 O, те активно взаимодействат само с киселини.
БарийЛесно реагира с водород. Единственото условие е отопление. Образува се метален хидрид. При нагряване реакцията протича и с амоняк. Резултатът е нитрид. Може да се превърне в цианид, ако продължите да повишавате температурата.
Бариев разтворсин цвят - резултат от взаимодействие със същия амоняк, но в течна форма. Амонякът се отделя от сместа. Има златист цвят и лесно се разлага.
Просто добавете катализатор и ще получите бариев амид. Вярно е, че се използва само като реагент. Каква е ползата от други съединения на метала и самия него?
Приложения на барий
Тъй като чистият метал изисква специални техники за съхранение, той се използва рядко. Специалистите по вакуумни технологии са готови да си затворят очите за неудобството на елемента. Много добре барият абсорбираостатъчни газове, т.е. служи като газопоглъщател.
Металът се използва и като почистващ препарат при производството на някои и. Тук елементът абсорбира не само газове, но и примеси, а също така деоксидира смеси.
Като компонент на сплавите елемент 56 се използва в комбинация с олово. Сместа се използва за производство на лагери. Бариеви сплави, също така изместват използваните преди това печатни съединения от олово и антимон. Алкалоземният метал укрепва сплавта по-добре.
Сплав c е суровина за производството на електроди за свещи. Те са необходими в двигатели с вътрешно горене и радиолампи. Това завършва използването на чист барий. Металните връзки влизат в действие.
Тежък камък, открит някога в Болон, е известна боя. По химичен състав скалата е бариев сулфат и принадлежи към класа. Суровините се раздробяват и се добавят към литопониум. Тази бяла боя е известна със своята покривна способност.
Снимката показва лампа, за производството на която се използва барий
Бариевата скала присъства и в скъпи разновидности, например предназначени за печатане на пари. Бариев сулфатправи банкнотите по-тежки, правейки ги по-плътни и бели.
Интересното е, че болонският камък първоначално е бил използван незаконно в бояджийската индустрия. Оловното бяло беше разредено с евтин компонент. Качеството на продукта намалява, но предприемачите стават по-богати. В съвременните багрила бариев шпат– добавка, която подобрява, а не влошава параметрите им.
Утаяване на барий, включително формата на сярна киселина, също се използват в медицината. Spar блокира рентгеновите лъчи. Бариевият сулфат се добавя към кашата и се дава на пациент със съмнение за стомашно-чревни заболявания. След това рентгеновите резултати се интерпретират по-лесно.
Бариеви уравненияпоказват способността да абсорбират не само рентгенови лъчи, но и гама лъчи. Така че съединенията на елемент 56 защитават много ядрени реактори.
Бариев карбонатнеобходими за направата на стопилка на стъкло. Бариев нитрат– композитен. Разтвор на бариев хидроксидЕфективно почиства животински мазнини и растителни масла. Използва се като отрова разтвор на бариев хлорид.
На снимката фойерверките са друга индустрия, която използва елемента барий
От 56-ия метал се получава и родизонат натрий. БарийТе дори се използват за инжекции в статуята на Сфинкса. Пясъчната скулптура е унищожена. Тежкият метал спомага за укрепването на структурата.
Добив на барий
Бариев металполучени по няколко начина. Обединява ги атмосферата. Реакциите се извършват във вакуум поради бурното взаимодействие на 56-ия елемент с кислорода.
Методът на металотермична редукция се прилага за бариев оксид и хлорид. Елементът се изолира от последното съединение с помощта на калциев карбид. Алуминиевият прах работи с оксид. Изисква нагряване до 1200 градуса по Целзий.
От хидрида и нитрида на 56-ия елемент също е възможно да се изолира чист барий. калийполучени по подобен начин, тоест не чрез редукция, а чрез термично разлагане.
Процесът се извършва в запечатани капсули или порцелан. Използва се и електролиза. Подходящ е за работа с разтопено бариев хлорид. Катодът е живачен.
Цена на барий
Към метал цени на барийпо договаряне на пазара. Продуктът е специфичен и рядко търсен. Обикновено елементът се продава от химически лаборатории и металургични предприятия. Цената на металните връзки не е тайна.
Бариев хлорид, например, струва 50-70 рубли на килограм. Баритен пясъкМожете също така да го купите за 10 рубли за 1000 грама. Един килограм хидроксид се оценява на приблизително 80-90 рубли. За бариев сулфат искат най-малко 50 рубли, обикновено около сто. При доставки на едро цената често се намалява малко.
Барият е елемент от главната подгрупа на втората група, шести период от периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 56. Означава се със символа Ba (лат. Barium). Простото вещество барий (CAS номер: 7440-39-3) е мек, ковък алкалоземен метал със сребристо-бял цвят. Има висока химична активност.
Да бъдеш сред природата
Редки бариеви минерали: целзиев или бариев фелдшпат (бариев алумосиликат), хиалофан (смесен бариев и калиев алумосиликат), нитробарит (бариев нитрат) и др.
Получаване на барий
Металът може да бъде получен по различни начини, по-специално чрез електролиза на разтопена смес от бариев хлорид и калциев хлорид. Възможно е да се получи барий чрез редуцирането му от неговия оксид с помощта на алуминотермичен метод. За да направите това, уитеритът се изпича с въглища и се получава бариев оксид:
BaCO 3 + C > BaO + 2CO.
След това сместа от BaO с алуминиев прах се нагрява във вакуум до 1250°C. Редуцираните бариеви пари кондензират в студените части на тръбата, в която протича реакцията:
3BaO + 2Al > Al 2 O 3 + 3Ba.
Интересно е, че съставът на запалителните смеси за алуминотермия често включва бариев пероксид BaO 2.
Трудно е да се получи бариев оксид чрез просто калциниране на видерит: видеритът се разлага само при температури над 1800°C. По-лесно е да се получи BaO чрез калциниране на бариев нитрат Ba(NO 3) 2:
2Ba (NO 3) 2 > 2BaO + 4NO 2 + O 2.
Както електролизата, така и редукция с алуминий произвеждат мек (по-твърд от олово, но по-мек от цинк) лъскав бял метал. Топи се при 710°C, кипи при 1638°C, а плътността му е 3,76 g/cm 3 . Всичко това напълно отговаря на позицията на бария в подгрупата на алкалоземните метали.
(първи електрон)
(според Полинг)
центриран върху тялото
| Ба | 56 |
| 137,327 | |
| 6s 2 | |
| Барий | |
Барий- елемент от главната подгрупа на втората група, шестия период на периодичната таблица на химичните елементи, с атомен номер 56. Означава се със символа Ba (лат. Barium). Простото вещество барий (CAS номер: 7440-39-3) е мек, ковък алкалоземен метал със сребристо-бял цвят. Има висока химична активност.
Барият е открит като оксид BaO през 1774 г. от Карл Шееле. През 1808 г. английският химик Хъмфри Дейви получава бариева амалгама чрез електролиза на мокър бариев хидроксид с живачен катод; След като живакът се изпари при нагряване, той освободи металния барий.
Получава името си от гръцкото barys - „тежък“, тъй като неговият оксид (BaO) за първи път е характеризиран като имащ голяма маса.
Да бъдеш сред природата
Редки бариеви минерали: целзиев или бариев фелдшпат (бариев алумосиликат), хиалофан (смесен бариев и калиев алумосиликат), нитробарит (бариев нитрат) и др.
Изотопи
Естественият барий се състои от смес от седем стабилни изотопа: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Последното е най-разпространено (71,66%). Известни са и радиоактивни изотопи на бария, най-важният от които е 140 Ba. Образува се при разпадането на уран, торий и плутоний.
Касова бележка
Основната суровина за производството на барий е баритен концентрат (80-95% BaSO 4), който от своя страна се получава чрез баритна флотация. Бариевият сулфат се редуцира допълнително с кокс или природен газ:
BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO
BaSO 4 + 2CH 4 = BaS + 2C + 4H 2 O.
След това сулфидът при нагряване се хидролизира до бариев хидроксид Ba(OH) 2 или под въздействието на CO 2 се превръща в неразтворим бариев карбонат BaCO 3, който след това се превръща в бариев оксид BaO (калциниране при 800 °C за Ba(OH)2 и над 1000 °C за BaCO3):
BaS + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2 S
BaS + H 2 O + CO 2 = BaCO 3 + H 2 S
Ba(OH) 2 = BaO + H 2 O
BaCO 3 = BaO + CO 2
Металният барий се получава от оксида чрез редукция с алуминий във вакуум при 1200-1250°C:
4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.
Химични свойства
Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO
Барият редуцира оксидите, халидите и сулфидите на много метали до съответния метал.
Качествен и количествен анализ
Качествено в разтворите барият се открива чрез утаяване на бариев сулфат BaSO 4, който се отличава от съответните калциеви сулфати и стронциеви сулфати по изключително ниската им разтворимост в неорганични киселини.
Натриевият родизонат освобождава характерна червено-кафява утайка от бариев родизонат от неутрални бариеви соли. Реакцията е много чувствителна и специфична, позволяваща определянето на 1 част бариеви йони на 210 000 части от масата на разтвора.
Бариевите съединения оцветяват пламъка в жълто-зелено (дължина на вълната 455 и 493 nm).
Барият се определя количествено гравиметрично под формата на BaSO 4 или BaCrO 4 .
Приложение
Използва се като газопоглъщащ материал
Металният барий, често в сплав с алуминий, се използва като газов абсорбер (гетер) във високовакуумни електронни устройства и също така се добавя заедно с цирконий към течни метални охладители (сплави на натрий, калий, рубидий, литий, цезий) за намаляване на агресивността на тръбопроводите и в металургията.
Химически източници на ток
Бариевият флуорид се използва в твърдотелни флуорни батерии като компонент на флуоридния електролит.
Бариевият оксид се използва в мощни медни оксидни батерии като компонент на активната маса (бариев оксид-меден оксид).
Бариевият сулфат се използва като разширител на активната маса на отрицателния електрод при производството на оловно-киселинни батерии.
цени
Цените на металния барий на слитъци с чистота 99,9% варират около 30 долара за 1 кг.
Биологична роля
Биологичната роля на бария не е достатъчно проучена. Не е включен в списъка на жизненоважните микроелементи. Всички разтворими бариеви соли са силно отровни.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Барий- петдесет и шести елемент от периодичната таблица. Обозначение - Ba от латинското "барий". Намира се в шести период, група IIA. Отнася се за метали. Ядреният заряд е 56.
Барият се среща в природата главно под формата на сулфати и карбонати, образувайки минералите барит BaSO 4 и видерит BaCO 3 . Съдържанието на барий в земната кора е 0,05% (маса), което е значително по-малко от съдържанието на калций.
Под формата на просто вещество барият е сребристо-бял метал (фиг. 1), който във въздуха е покрит с жълтеникав филм от продукти на взаимодействие с компонентите на въздуха. Барият е подобен по твърдост на оловото. Плътност 3,76 g/cm3. Точка на топене 727 o C, точка на кипене 1640 o C. Има плътно центрирана кристална решетка.
Ориз. 1. Барий. Външен вид.
Атомна и молекулна маса на барий
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относително молекулно тегло на веществото(M r) е число, показващо колко пъти масата на дадена молекула е по-голяма от 1/12 масата на въглероден атом и относителна атомна маса на даден елемент(A r) - колко пъти средната маса на атомите на химичен елемент е по-голяма от 1/12 от масата на въглероден атом.
Тъй като в свободно състояние барият съществува под формата на моноатомни Ba молекули, стойностите на неговите атомни и молекулни маси съвпадат. Те са равни на 137,327.
Бариеви изотопи
Известно е, че в природата барият може да се намери под формата на седем стабилни изотопа 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba и 138 Ba, от които 137 Ba е най-разпространеният (71,66%) . Техните масови числа са съответно 130, 132, 134, 135, 136, 137 и 138. Ядрото на атома на бариевия изотоп 130 Ba съдържа петдесет и шест протона и седемдесет и четири неутрона, а останалите изотопи се различават от него само по броя на неутроните.
Има изкуствени нестабилни изотопи на барий с масови числа от 114 до 153, както и десет изомерни състояния на ядра, сред които най-дълго живеещият изотоп 133 Ba с период на полуразпад 10,51 години.
Бариеви йони
На външното енергийно ниво на бариевия атом има два електрона, които са валентни:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 6s 2 .
В резултат на химично взаимодействие барият отдава своите валентни електрони, т.е. е техен донор и се превръща в положително зареден йон:
Ba 0 -2e → Ba 2+ .
Бариева молекула и атом
В свободно състояние барият съществува под формата на моноатомни Ba молекули. Ето някои свойства, характеризиращи атома и молекулата на бария:
Примери за решаване на проблеми
ПРИМЕР 1