ВИЗНАЧЕННЯ
Барій– п'ятдесят шостий елемент Періодичної таблиці. Позначення – Ba від латинського «barium». Розташований у шостому періоді, IIA групі. Належить до металів. Заряд ядра дорівнює 56.
Барій зустрічається в природі головним чином у вигляді сульфатів та карбонатів, утворюючи мінерали барит BaSO 4 та вітрит BaCO 3 . Вміст барію в земній корі дорівнює 0,05% (мас.), Що значно менше, ніж вміст кальцію.
У вигляді простої речовини барій є сріблясто-білим металом (рис. 1), який на повітрі покривається жовтуватою плівкою продуктів взаємодії зі складовими частинами повітря. Барій твердо нагадує свинець. Щільність 3,76 г/см3. Температура плавлення 727 o С, кипіння 1640 o С. Має об'ємно центровану кристалічну решітку.
Мал. 1. Барій. Зовнішній вигляд.
Атомна та молекулярна маса барію
ВИЗНАЧЕННЯ
Відносна молекулярна маса речовини(M r) - це число, що показує, у скільки разів маса даної молекули більша за 1/12 маси атома вуглецю, а відносна атомна маса елемента(A r) — у скільки разів середня маса атомів хімічного елемента більша за 1/12 маси атома вуглецю.
Оскільки у вільному стані барій існує у вигляді одноатомних молекул Ba, значення його атомної та молекулярної мас збігаються. Вони дорівнюють 137,327.
Ізотопи барію
Відомо, що в природі барій може бути у вигляді семи стабільних ізотопів 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba і 138 Ba, з яких 137 Ba є найбільш поширеним (71,66%). Їхні масові числа дорівнюють 130, 132, 134, 135, 136, 137 і 138 відповідно. Ядро атома ізотопу барію 130 Ba містить п'ятдесят шість протонів і сімдесят чотири нейтрони, а решта ізотопів відрізняються від нього тільки числом нейтронів.
Існують штучні нестабільні ізотопи барію з масовими числами від 114 до 153, а також десять ізомерних стану ядер, серед яких найбільш довгоживучим є ізотоп 133 Ba з періодом напіврозпаду рівним 10,51 років.
Іони барію
На зовнішньому енергетичному рівні атома барію є два електрони, які є валентними:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 6 6s 2 .
Через війну хімічного взаємодії барій віддає свої валентні електрони, тобто. є їх донором, і перетворюється на позитивно заряджений іон:
Ba 0 -2e → Ba 2+ .
Молекула та атом барію
У вільному стані барій існує як одноатомних молекул Ba. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом та молекулу барію:
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
В 1808 Деві Гемфрі отримав барій у вигляді амальгами електролізом його сполук.
Отримання:
У природі утворює мінерали барит BaSO 4 і вітер BaCO 3 . Одержують алюмотермією або розкладанням азиду:
3BaO+2Al=Al 2 O 3 +3Ba
Ba(N 3) 2 =Ba+3N 2
Фізичні властивості:
Сріблясто-білий метал з більш високою температурою плавлення та кипіння та більшою щільністю, ніж у лужних металів. Дуже м'який. Тпл. = 727 ° С.
Хімічні властивості:
Барій є найсильнішим відновником. На повітрі швидко покривається плівкою оксиду, пероксиду та нітриду барію, загоряється при нагріванні або простому роздавлюванні. Енергійно взаємодіє з галогенами, при нагріванні з воднем та сіркою.
Барій енергійно взаємодіє з водою та кислотами. Зберігають, як і лужні метали, у гасі.
У сполуках виявляє ступінь окиснення +2.
Найважливіші сполуки:
Оксид барію.Тверда речовина енергійно взаємодіє з водою, утворюючи гідроксид. Поглинає вуглекислий газ, переходячи у карбонат. При нагріванні до 500°С реагує з киснем з утворенням пероксиду
Пероксид барію BaO 2 біла речовина, погано розчинний, окислювач. Застосовується в піротехніці для отримання пероксиду водню, відбілювач.
Гідроксид барію Ba(OH) 2 , октагідрат Ba(OH) 2 *8H 2 O, бесцв. крист., луг. Застосовують для виявлення сульфат та карбонат іонів, для очищення рослинних та тваринних жирів.
Солі баріюбезбарвний христ. речовини. Розчинні солі сильно отруйні.
Хлоридбарію отримують взаємодією сульфату барію з вугіллям та хлоридом кальцію при 800°С - 1100°С. Реактив на сульфат-іон. застосовується у шкіряній промисловості.
Нітратбарію, барієву селітру, компонент піротехнічних складів зеленого кольору. При нагріванні розкладається із утворенням оксиду барію.
Сульфатбарію практично нерозчинний у воді та в кислотах, тому малоотруйний. застосовується для відбілювання паперу, рентгеноскопії, наповнювач баритобетону (захист від радіоактивного випромінювання).
Застосування:
Металевий барій використовується як компонент ряду сплавів, розкислювач при виробництві міді та свинцю. Розчинні солі барію отруйні, ГДК 0,5 мг/м 3 . також:
С.І. Венецький Про рідкісні та розсіяні. Розповіді про метали.
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. Лише у 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
Сполуки 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
Важковаговик у легкій вазі. Так можна уявити барій. Його ім'я перекладається з грецької як «важкий». У порівнянні з іншими лужноземельними елементами, речовина, дійсно важка. У «битві» з металами з інших груп, зазвичай, програє.
Ім'я барію пов'язане з історією його відкриття. У 17-му столітті була актуальна ідея виділення з непридатних матеріалів. Шевець із Болоні Касціароло знайшов винятково важкий камінь. Золото, як відомо, метал не легкий. Ось чоловік і запідозрив його присутність у камені.
Виділити коштовність не вдалося. Натомість, після прожарювання почав світитися червоним. Явище привернула увагу хіміка Карла Шеєля. Він встановив присутність у породі нового елемента - "важкої землі". Коли ж у 1808 році Гемфрі Деві з Англії виділив цю «землю», вона виявилася легкою. Але міняти назву не стали.
Хімічні та фізичні властивості барію
Атомна маса баріюдорівнює 137 грамів на моль. Метал не лише легкий, а й м'який. Твердість не перевищує 3-х балів. Матеріал ковкий і злегка в'язкий. Щільність елемента близько 3,7 г на кубічний сантиметр. Якщо присутні забруднення, барій стає крихким.
Колір сріблясто-сірий елемент. Однак візитною карткою барію вважається зелений. Він проявляється в характерній для 56 речовини реакції. У ній беруть участь елементи, наприклад, сульфат барію.
Якщо занурити в нього скляну паличку та піднести до пальника, спалахне зелене полум'я. Так можна визначити наявність навіть мізерно малих домішок важкого металу.
Барій – речовиназ кубічними гратами. Її можна бачити у лабораторних умовах. Метал зустрічається у чистому вигляді та у природі. Відомо 2 модифікації елемента. Одна з них стійка до 365 градусів Цельсія, інша – від 375 до 710 градусів. Закипає барій за температури в 1696 градусів Цельсія.
Синтезовано декілька радіоактивних ізотопів металу. Формула баріюз атомною масою 140 – результат розпаду торію, плутонію та урану. Ізотоп витягують хроматографічним способом, тобто абсорбують, орієнтуючись на колір речовини.
133-ий барій утворюється в процесі опромінення цезію. Нею впливають ядрами однієї з ізотопів водню – дейтронами. Виділена при цьому радіоактивна форма лужноземельного металу розпадається трохи більше, ніж за 3 доби. Цикл 140-го барію довший, тільки на піврозпад йде 13,5 днів.
Як і всі лужноземельні метали, барій хімічно активний. У групі числиться в середнячка, випереджаючи, наприклад, і . Останні зберігають у повітрі. З барієм таке не пройде. 56-ий елемент поміщають під парафінове масло, або петролевий ефір.
Взаємодія баріюз киснем призводить до втрати блиску. Потім, матеріал жовтіє, коричневіє і, зрештою, стає сірим. Такий вигляд оксид барію- Результат його руйнування на повітрі. Якщо атмосферу нагріти, 56-й метал у ній вибухне.
Взаємодія елемента з водою зворотно реакції з киснем. Тут розкладається рідина. Процес можливий лише за контакту з чистим металом. Після реакції він переходить у гідроксид барію.
Якщо спочатку помістити у воду не самородний елемент, а його солі, нічого не станеться. Хлорид барію, і не тільки, не розчиняються в H 2 O, активно взаємодіють лише з кислотами.
Барійлегко реагує з воднем. Єдина умова – нагрівання. Утворюється гідрид металу. При нагріванні реакція протікає з аміаком. Виходить нітрид. Він може перейти до ціаніду, якщо продовжити підвищувати температуру.
Розчин баріюсинього кольору – результат взаємодії з тим самим аміаком, але у рідкому вигляді. Із суміші виділяють аміакат. Має золотистий колір, речовина легко розкладається.
Варто додати каталізатор і отримаєш амід барію. Щоправда, застосовується він лише як реактив. А яке використання інших сполук металу та його самого?
Застосування барію
Оскільки чистий метал вимагає особливої техніки зберігання, його застосовують нечасто. Закрити очі на незручність елемента готові спеціалісти вакуумних технологій. Дуже вже добре барій поглинаєзалишкові гази, тобто є геттером.
В якості очищувача метал застосовують і при виробництві деяких і . Тут елемент вбирає не тільки гази, а й домішки, а також розкислює суміші.
Як компонент сплавів 56-й елемент застосовують у дуеті зі свинцем. Суміш йде виробництва підшипників. Сплави з барієм, так само, витісняють використовувані раніше поліграфічні склади зі свинцю та сурми. Лужноземельний метал краще зміцнює метал.
Сплав с – сировина виготовлення електродів запальних свічок. Вони потрібні в двигунах внутрішнього згоряння та радіолампах. У цьому застосування чистого барію закінчується. У гру входять з'єднання металу.
Тяжкий камінь, знайдений колись у Болоні, — відомий барвник. За хімічним складом порода є сірчанокислим барієм, що відноситься до класу . Сировину подрібнюють і додають у літопоній. Це біла фарба відома здатністю, що криє.
На фото лампа, для виробництва якої використовується барій
Барієва порода присутня і в дорогих сортах, наприклад, призначених для друку грошей. Сульфат баріюобтяжує банкноти, робить їх більш щільними та білими.
Цікаво, що спочатку болонський камінь у фарбуючій промисловості використовували нелегально. Дешевим компонентом розбавляли свинцеві білила. Якість продукту знижувалася, проте підприємці збагачувалися. У сучасних барвниках барієвий шпат– добавка, що покращує, а не погіршує їх параметри.
Опади барію, у тому числі сірчанокислу форму, застосовують і в медицині. Шпат затримує рентгенівське проміння. Сульфат барію додають у кашу і дають пацієнту з підозрою на захворювання шлунково-кишкового тракту. Після цього результати рентгенографії простіше розшифровувати.
Рівняння баріюсвідчать про здатність поглинати як рентгенівські, а й гамма-промені. Отже, сполуки 56-го елемента захищають багато атомних реакторів.
Карбонат баріюпотрібний для приготування скломаси. Нітрат барію- Складова. Розчин гідроксиду баріюефективно очищає тваринні жири та рослинні олії. Як отрута використовують розчин хлориду барію.
На фото салют — ще одна галузь, яка застосовує елемент барій
З 56-го металу, так само, одержують родизонат натрію. Барійвикористовують навіть для ін'єкцій статуї Сфінкса. Піщана статуя руйнується. Тяжкий метал допомагає зміцнити конструкцію.
Видобуток барію
Металевий барійодержують кількома шляхами. Їх поєднує атмосфера. Реакції проводять у вакуумі через бурхливу взаємодію 56-го елемента з киснем.
Метод металотермічного відновлення застосовують до окису та хлориду барію. З останнього з'єднання елемент виділяють за допомогою карбіду кальцію. З окисом працює порошок алюмінію. Потрібно нагрівання до 1200 градусів Цельсія.
З гідриду та нітриду 56-го елемента також можна виділити чистий барій. Калійодержують подібним чином, тобто не шляхом відновлення, а через засоби термічного розкладання.
Процес проходить у герметичних капсулах або фарфору. Застосовують електроліз. Він підходить для роботи з розплавленим хлоридом барію. Катод беруть ртутний.
Ціна барію
На металевий барій цінина ринку договірні. Товар специфічний, що рідко запитується. Реалізують елемент, як правило, хімічні лабораторії та металургійні підприємства. Вартість з'єднань металу – не секрет.
Хлористий барійНаприклад, обходиться в 50-70 рублів за кілограм. Баритовий пісокможна купити і по 10 рублів за 1000 грамів. Кілограм гідроксиду оцінюють приблизно 80-90 рублів. За сірчанокислий барій просять щонайменше 50 рублів, як правило, близько ста. При оптових постачаннях цінник, найчастіше, трохи скидають.
БАРІЙ, Ва (лат. Baryum, від грец. barys - важкий * а. barium; н. Barium; ф. barium; і. bario), - хімічний елемент головної підгрупи 11 групи періодичної системи елементів Менделєєва, атомний номер 56, атомна маса 137,33. Природний барій складається із суміші семи стабільних ізотопів; переважає 138 (71,66%). Барій відкрито в 1774 шведським хіміком К. Шееле у вигляді ВаО. Металевий барій вперше отримав англійський хімік Х. Деві у 1808 році.
Отримання барію
Металевий барій отримують термічним відновленням у вакуумі при 1100-1200°С окису барію порошком. Барій застосовують у сплавах - зі свинцем (типографські та антифрикційні сплави), алюмінієм та (газопоглиначі у вакуумних установках). Широко використовують його штучні радіоактивні ізотопи.
Застосування барію
Барій та його сполуки додають у матеріали, призначені для захисту від радіоактивного та рентгенівського випромінювання. Широко застосовуються сполуки барію: оксид, пероксид та гідроксид (для отримання перекису водню), нітрид (у піротехніці), сульфат (як контрастна речовина при рентгенології, дослідженнях), хромат та манганат (при виготовленні фарб), титанат (один із найважливіших сегнетоелектриків) , сульфід (у шкіряній промисловості) і т.д.