Element 56: Barium

1. Elementaire introductieBarium,
Het aardalkalimetaalelement, met het chemische symbool Ba, bevindt zich in groep IIA van de zesde periode van het periodiek systeem. Het is een zacht, zilverwit glanzend aardalkalimetaal en het meest actieve element in aardalkalimetalen. De elementnaam komt van het Griekse woord beta alpha ρύς (barys), wat “zwaar” betekent.

2. Een korte geschiedenis ontdekken
Sulfiden van aardalkalimetalen vertonen fosforescentie, wat betekent dat ze in het donker nog een tijdje licht blijven uitzenden nadat ze aan licht zijn blootgesteld. Bariumverbindingen begonnen juist vanwege dit kenmerk de aandacht van mensen te trekken. In 1602 roosterde een schoenmaker genaamd Casio Lauro in de stad Bologna, Italië, een bariet die bariumsulfaat bevatte samen met brandbare stoffen en ontdekte dat deze in het donker licht kon uitstralen, wat destijds de belangstelling van geleerden wekte. Later werd deze steensoort poloniet genoemd en wekte de interesse van Europese scheikundigen voor analytisch onderzoek. In 1774 ontdekte de Zweedse chemicus CW Scheele dat bariumoxide een relatief zware nieuwe grond was, die hij “Baryta” (zware grond) noemde. In 1774 geloofde Scheler dat deze steen een combinatie was van nieuwe aarde (oxide) en zwavelzuur. In 1776 verhitte hij het nitraat in deze nieuwe grond om zuivere grond (oxide) te verkrijgen. In 1808 gebruikte de Britse chemicus H. Davy kwik als kathode en platina als anode om bariet (BaSO4) te elektrolyseren om bariumamalgaam te produceren. Na destillatie om kwik te verwijderen werd een metaal met een lage zuiverheid verkregen, genoemd naar het Griekse woord barys (zwaar). Het elementsymbool is ingesteld als Ba, dat wordt aangeroepenbarium.

3, Fysieke eigenschappen
Bariumis een zilverwit metaal met een smeltpunt van 725 ° C, kookpunt van 1846 ° C, dichtheid van 3,51 g/cm3 en ductiliteit. De belangrijkste ertsen van barium zijn bariet en arsenopyriet.

4、Bariumis een chemisch element met chemische eigenschappen.
Het chemische symbool Ba, atoomnummer 56, behoort tot de periodieke systeem IIA-groep en is een lid van aardalkalimetalen. Barium heeft een grote chemische activiteit en is het meest actief onder de aardalkalimetalen. Uit de potentiële en ionisatie-energie blijkt dat barium een ​​sterke reduceerbaarheid heeft. Als we alleen al rekening houden met het verlies van het eerste elektron, heeft barium de sterkste reduceerbaarheid in water. Het is echter relatief moeilijk voor barium om het tweede elektron te verliezen. Daarom zal, rekening houdend met alle factoren, de reduceerbaarheid van barium aanzienlijk afnemen. Niettemin is het ook een van de meest reactieve metalen in zure oplossingen, na lithium, cesium, rubidium en kalium.

5. Belangrijkste verbindingen
1). Bariumoxide oxideert langzaam in de lucht en vormt bariumoxide, een kleurloos kubisch kristal. Oplosbaar in zuur, onoplosbaar in aceton en ammoniakwater. Reageert met water en vormt bariumhydroxide, dat giftig is. Bij verbranding geeft het een groene vlam af en ontstaat er bariumperoxide.
2). Bariumperoxide reageert met zwavelzuur en produceert waterstofperoxide. Deze reactie is gebaseerd op het principe van het bereiden van waterstofperoxide in het laboratorium.
3). Bariumhydroxide reageert met water en produceert bariumhydroxide en waterstofgas. Vanwege de lage oplosbaarheid van bariumhydroxide en de hoge sublimatie-energie is de reactie niet zo intens als die van alkalimetalen, en het resulterende bariumhydroxide zal het zicht belemmeren. Een kleine hoeveelheid kooldioxide wordt in de oplossing gebracht om een ​​bariumcarbonaatneerslag te vormen, en een overmaat kooldioxide wordt verder geïntroduceerd om het bariumcarbonaatneerslag op te lossen en oplosbaar bariumbicarbonaat te genereren.
4). Aminobarium kan oplossen in vloeibare ammoniak, waardoor een blauwe oplossing ontstaat met paramagnetisme en geleidbaarheid, die in wezen ammoniak-elektronen vormt. Na een lange opslagperiode zal de waterstof in ammoniak door ammoniak-elektronen worden gereduceerd tot waterstofgas, en de totale reactie is dat barium reageert met vloeibare ammoniak om aminobarium en waterstofgas te produceren.
5). Bariumsulfiet is een wit kristal of poeder, giftig, enigszins oplosbaar in water en geleidelijk geoxideerd tot bariumsulfaat wanneer het in de lucht wordt geplaatst. Los op in niet-oxiderende sterke zuren zoals zoutzuur om zwaveldioxidegas met een scherpe geur te genereren. Bij het tegenkomen van oxiderende zuren zoals verdund salpeterzuur, kan het worden omgezet in bariumsulfaat.
6). Bariumsulfaat heeft stabiele chemische eigenschappen en het in water opgeloste deel van bariumsulfaat is volledig geïoniseerd, waardoor het een sterke elektrolyt is. Bariumsulfaat is onoplosbaar in verdund salpeterzuur. Hoofdzakelijk gebruikt als gastro-intestinaal contrastmiddel.
Bariumcarbonaat is giftig en vrijwel onoplosbaar in koud water., Enigszins oplosbaar in water dat kooldioxide bevat en oplosbaar in verdund zoutzuur. Het reageert met natriumsulfaat en produceert een meer onoplosbaar wit neerslag van bariumsulfaat – de conversietrend tussen precipitaten in een waterige oplossing: het is gemakkelijk om te zetten in de richting van een meer onoplosbare richting.

6, Toepassingsgebieden
1. Het wordt gebruikt voor industriële doeleinden bij de productie van bariumzouten, legeringen, vuurwerk, kernreactoren, enz. Het is ook een uitstekende deoxidatiemiddel voor het raffineren van koper. Op grote schaal gebruikt in legeringen, waaronder lood-, calcium-, magnesium-, natrium-, lithium-, aluminium- en nikkellegeringen. Bariummetaal kan worden gebruikt als ontgassingsmiddel om sporengassen uit vacuümbuizen en kathodestraalbuizen te verwijderen, evenals als ontgassingsmiddel voor het raffineren van metalen. Bariumnitraat gemengd met kaliumchloraat, magnesiumpoeder en hars kan worden gebruikt om signaalfakkels en vuurwerk te vervaardigen. Oplosbare bariumverbindingen worden vaak gebruikt als insecticiden, zoals bariumchloride, om verschillende plantenplagen te bestrijden. Het kan ook worden gebruikt voor het raffineren van pekel- en ketelwater voor de productie van elektrolytische natronloog. Wordt ook gebruikt voor het bereiden van pigmenten. De textiel- en leerindustrie gebruikt het als beits- en matteringsmiddel voor kunstzijde.
2. Bariumsulfaat voor medisch gebruik is een aanvullend medicijn bij röntgenonderzoek. Reuk- en smaakloos wit poeder, een stof die tijdens röntgenonderzoek voor positief contrast in het lichaam kan zorgen. Medisch bariumsulfaat wordt niet geabsorbeerd in het maag-darmkanaal en veroorzaakt geen allergische reacties. Het bevat geen oplosbare bariumverbindingen zoals bariumchloride, bariumsulfide en bariumcarbonaat. Hoofdzakelijk gebruikt voor beeldvorming van het maagdarmkanaal, af en toe gebruikt voor andere onderzoeksdoeleinden

7. Bereidingswijze
De industriële productie vanmetalen bariumis verdeeld in twee stappen: de productie van bariumoxide en de thermische reductie van metaal (thermische reductie van aluminium). Bij 1000-1200 ℃,metalen bariumkan worden verkregen door bariumoxide te reduceren met metallisch aluminium en vervolgens te zuiveren door vacuümdestillatie. Methode voor thermische reductie van aluminium voor de productie van metallisch barium: vanwege verschillende verhoudingen van ingrediënten kunnen er twee reacties zijn voor de aluminiumreductie van bariumoxide. De reactievergelijking is: beide reacties kunnen slechts een kleine hoeveelheid barium produceren bij 1000-1200 ℃. Daarom moet een vacuümpomp worden gebruikt om bariumdamp continu van de reactiezone naar de koude condensatiezone over te brengen, zodat de reactie naar rechts blijft bewegen. Het residu na de reactie is giftig en moet worden behandeld voordat het wordt afgevoerd