In de magische wereld van chemie,bariumheeft altijd de aandacht getrokken van wetenschappers met zijn unieke charme en brede toepassing. Hoewel dit zilverachtige metalen element niet zo oogverblindend is als goud of zilver, speelt het een onmisbare rol op veel gebieden. Van precisie -instrumenten in wetenschappelijke onderzoekslaboratoria tot belangrijke grondstoffen in industriële productie tot diagnostische reagentia op medisch gebied, barium heeft de legende van chemie geschreven met zijn unieke eigenschappen en functies.
Al in 1602 roosterde Cassio Lauro, een schoenmaker in de Italiaanse stad Porra, een bariet met bariumsulfaat met een brandbare stof in een experiment en was verrast om te ontdekken dat het in het donker kon gloeien. Deze ontdekking wekte destijds grote belangstelling bij wetenschappers op en de steen werd Porra Stone genoemd en werd de focus van onderzoek door Europese chemici.
Het was echter de Zweedse chemicus Scheele die echt bevestigde dat Barium een nieuw element was. Hij ontdekte bariumoxide in 1774 en noemde het "Baryta" (zware aarde). Hij bestudeerde deze stof diepte en geloofde dat het bestond uit een nieuwe aarde (oxide) gecombineerd met zwavelzuur. Twee jaar later verwarmde hij met succes het nitraat van deze nieuwe grond en verkreeg hij zuiver oxide.
Hoewel Scheele het oxide van barium ontdekte, was het pas in 1808 dat de Britse chemicus Davy met succes bariummetaal produceerde door een elektrolyt van bariet te elektrolyzing. Deze ontdekking markeerde de officiële bevestiging van barium als een metaalelement en opende ook de reis van de toepassing van barium op verschillende gebieden.
Sindsdien hebben mensen hun begrip van barium voortdurend verdiept. Wetenschappers hebben de mysteries van de natuur onderzocht en de voortgang van wetenschap en technologie bevorderd door de eigenschappen en gedrag van barium te bestuderen. De toepassing van barium in wetenschappelijk onderzoek, industrie en medische gebieden is ook steeds uitgebreider geworden en brengt gemak en comfort voor het menselijk leven. De charme van barium ligt niet alleen in de bruikbaarheid ervan, maar ook in het wetenschappelijke mysterie erachter. Wetenschappers hebben voortdurend de mysteries van de natuur onderzocht en de voortgang van wetenschap en technologie bevorderd door de eigenschappen en gedrag van barium te bestuderen. Tegelijkertijd speelt Barium ook stilletjes een rol in ons dagelijks leven en brengt het gemak en comfort in ons leven.
Laten we beginnen met deze magische reis van het verkennen van barium, zijn mysterieuze sluier onthullen en de unieke charme waarderen. In het volgende artikel zullen we de eigenschappen en toepassingen van barium volledig introduceren, evenals de belangrijke rol in wetenschappelijk onderzoek, industrie en geneeskunde. Ik geloof dat je door dit artikel te lezen een dieper begrip en kennis van barium hebben.
1. Toepassingsvelden van Barium
Barium is een veel voorkomend chemisch element. Het is een zilverwitje metaal dat bestaat in de vorm van verschillende mineralen in de natuur. Hierna volgen een dagelijks gebruik van barium
Branden en luminescentie: barium is een zeer reactief metaal dat een heldere vlam produceert wanneer het in contact komt met ammoniak of zuurstof. Dit maakt barium veel gebruikt in industrieën zoals vuurwerkproductie, fakkels en fosforproductie.
Medische industrie: bariumverbindingen worden ook op grote schaal gebruikt in de medische industrie. Bariummaaltijden (zoals bariumtabletten) worden gebruikt in gastro-intestinale röntgenonderzoeken om artsen te helpen de werking van het spijsverteringssysteem te observeren. Bariumverbindingen worden ook gebruikt in sommige radioactieve therapieën, zoals radioactief jodium voor de behandeling van schildklieraandoeningen.
Glas en keramiek: bariumverbindingen worden vaak gebruikt in glas- en keramische productie vanwege hun goede smeltpunt en corrosieweerstand. Bariumverbindingen kunnen de hardheid en sterkte van keramiek verbeteren en kunnen een aantal speciale eigenschappen van keramiek bieden, zoals elektrische isolatie en hoge brekingsindex.
Metaallegeringen: Barium kan legeringen vormen met andere metalen elementen, en deze legeringen hebben enkele unieke eigenschappen. Bariumlegeringen kunnen bijvoorbeeld het smeltpunt van aluminium- en magnesiumlegeringen vergroten, waardoor ze gemakkelijker te verwerken en te werpen zijn. Bovendien worden bariumlegeringen met magnetische eigenschappen ook gebruikt om batterijplaten en magnetische materialen te maken.
Barium is een chemisch element met het chemische symbool BA en atoomnummer 56. Barium is een alkalisch aardmetaal dat zich in groep 6 van het periodiek systeem bevindt, de belangrijkste groepselementen.
2. Fysische eigenschappen van barium
Barium (BA)is een alkalisch aardmetaalelement. 1. Uiterlijk: Barium is een zacht, zilverachtig wit metaal met een afzonderlijke metalen glans wanneer gesneden.
2. Dichtheid: Barium heeft een relatief hoge dichtheid van ongeveer 3,5 g/cm³. Het is een van de dichtste metalen op aarde.
3. Smelten en kookpunten: het smeltpunt van barium is ongeveer 727 ° C en het kookpunt is ongeveer 1897 ° C.
4. Hardheid: Barium is een relatief zacht metaal met een MOHS -hardheid van ongeveer 1,25 bij 20 graden Celsius.
5. Geleidbaarheid: Barium is een goede geleider van elektriciteit met een hoge elektrische geleidbaarheid.
6. Ductiliteit: hoewel barium een zacht metaal is, heeft het een zekere mate van ductiliteit en kan het worden verwerkt in dunne vellen of draden.
7. Chemische activiteit: Barium reageert niet sterk bij de meeste niet -metalen en veel metalen bij kamertemperatuur, maar het vormt oxiden bij hoge temperaturen en in lucht. Het kan verbindingen vormen met veel niet -metalen elementen, zoals oxiden, sulfiden, enz.
8. vormen van bestaan: mineralen die barium bevatten in de aardkorst, zoals bariet (bariumsulfaat), enz. Barium kan ook bestaan in de vorm van hydraten, oxiden, carbonaten, enz. In de natuur.
9. Radioactiviteit: Barium heeft een verscheidenheid aan radioactieve isotopen, waaronder barium-133 is een veel voorkomende radioactieve isotoop die wordt gebruikt in medische beeldvorming en nucleaire geneeskundetoepassingen.
10. Toepassing: Bariumverbindingen worden op grote schaal gebruikt in de industrie, zoals glas, rubber, chemische industriële katalysatoren, elektronenbuizen, enz.
3. Chemische eigenschappen van barium
Metalen eigenschappen: Barium is een metaalachtige vaste stof met een zilverwit uiterlijk en een goede elektrische geleidbaarheid.
Dichtheid en smeltpunt: Barium is een relatief dicht element met een dichtheid van 3,51 g/cm3. Barium heeft een laag smeltpunt van ongeveer 727 graden Celsius (1341 graden Fahrenheit).
Reactiviteit: barium reageert snel met de meeste niet-metalen elementen, vooral met halogenen (zoals chloor en broom), waardoor overeenkomstige bariumverbindingen worden geproduceerd. Barium reageert bijvoorbeeld met chloor om bariumchloride te produceren.
Oxideerbaarheid: barium kan worden geoxideerd om bariumoxide te vormen. Bariumoxide wordt veel gebruikt in industrieën zoals metalen smelten en glazen maken. Hoge activiteit: barium heeft een hoge chemische activiteit en reageert gemakkelijk met water om waterstof af te geven en bariumhydroxide te genereren.
4. Biologische eigenschappen van barium
De rol en biologische eigenschappen vanbariumIn organismen worden niet volledig begrepen, maar het is bekend dat barium een zekere toxiciteit voor organismen heeft.
Intake -route: mensen nemen voornamelijk barium in door eten en drinkwater. Sommige voedingsmiddelen kunnen sporenhoeveelheden barium bevatten, zoals granen, vlees en zuivelproducten. Bovendien bevat grondwater soms hogere concentraties barium.
Biologische absorptie en metabolisme: barium kan worden geabsorbeerd door organismen en in het lichaam worden verdeeld door bloedcirculatie. Barium accumuleert voornamelijk in de nieren en botten, vooral in hogere concentraties in botten.
Biologische functie: barium is nog niet gevonden dat het essentiële fysiologische functies in organismen heeft. Daarom blijft de biologische functie van barium controversieel.
5. Biologische eigenschappen van barium
Toxiciteit: hoge concentraties bariumionen of bariumverbindingen zijn giftig voor het menselijk lichaam. Overmatige inname van barium kan acute vergiftigingssymptomen veroorzaken, waaronder braken, diarree, spierzwakte, aritmie, enz. Ernstige vergiftiging kan schade aan het zenuwstelsel, nierschade en hartproblemen veroorzaken.
Botaccumulatie: barium kan zich ophopen in de botten in het menselijk lichaam, vooral bij ouderen. Langdurige blootstelling aan hoge concentraties barium kan botziekten zoals osteoporose veroorzaken.
Cardiovasculaire effecten: Barium, zoals natrium, kan interfereren met ionenbalans en elektrische activiteit, wat de hartfunctie beïnvloedt. Overmatige inname van barium kan abnormale hartritmes veroorzaken en het risico op hartaanvallen verhogen.
Carcinogeniciteit: hoewel er nog steeds controverse is over de carcinogeniteit van barium, hebben sommige onderzoeken aangetoond dat langdurige blootstelling aan hoge concentraties van barium het risico op bepaalde kankers, zoals maagkanker en slokdarmkanker, kan verhogen. Vanwege de toxiciteit en het potentieel gevaar van barium, moeten mensen voorzichtig zijn om overmatige inname of langdurige blootstelling aan hoge concentraties barium te voorkomen. Bariumconcentraties in drinkwater en voedsel moeten worden gecontroleerd en gecontroleerd om de menselijke gezondheid te beschermen. Als u vergiftiging vermoedt of gerelateerde symptomen hebt, zoek dan onmiddellijk medische hulp.
6. Barium van aard
Bariummineralen: barium kan bestaan in de aardkorst in de vorm van mineralen. Enkele veel voorkomende bariummineralen omvatten bariet en witherite. Deze ertsen komen vaak voor bij andere mineralen, zoals lood, zink en zilver.
Opgelost in grondwater en rotsen: barium kan bestaan in grondwater en rotsen in een opgeloste toestand. Grondwater bevat sporenhoeveelheden opgeloste barium en de concentratie ervan hangt af van de geologische omstandigheden en de chemische eigenschappen van het waterlichaam. Bariumzouten: barium kan verschillende zouten vormen, zoals bariumchloride, bariumnitraat en bariumcarbonaat. Deze verbindingen kunnen in de natuur bestaan als natuurlijke mineralen.
Gehalte in bodem:Bariumkan bestaan in bodem in verschillende vormen, waarvan sommige voortkomen uit het oplossen van natuurlijke minerale deeltjes of rotsen. Het gehalte aan barium in de bodem is meestal laag, maar er kunnen in bepaalde specifieke gebieden hoge concentraties barium zijn.
Opgemerkt moet worden dat de vorm en inhoud van barium kan variëren in verschillende geologische omgevingen en regio's, dus specifieke geografische en geologische aandoeningen moeten worden overwogen bij het bespreken van barium.
7. Bariumwinning en productie
Het mijnbouw- en voorbereidingsproces van barium bevat meestal de volgende stappen:
1. Mijnbouw van bariumerts: het belangrijkste mineraal van bariumerts is bariet, ook bekend als bariumsulfaat. Het wordt meestal aangetroffen in de korst van de aarde en is wijd verspreid in rotsen en minerale afzettingen op de aarde. Mijnbouw omvat meestal processen zoals stralen, mijnbouw, pletten en beoordelen van erts om ertsen te verkrijgen die bariumsulfaat bevatten.
2. Bereiding van concentraat: Barium extraheren uit bariumerts vereist concentraatbehandeling van het erts. Concentraatbereiding omvat meestal handselectie- en flotatiestappen om onzuiverheden te verwijderen en erts te verkrijgen dat meer dan 96% bariumsulfaat bevat.
3. Bereiding van bariumsulfaat: het concentraat wordt onderworpen aan stappen zoals ijzer en siliciumverwijdering om uiteindelijk bariumsulfaat te verkrijgen (BASO4).
4. Bereiding van bariumsulfide: om barium uit bariumsulfaat te bereiden, moet bariumsulfaat worden omgezet in bariumsulfide, ook bekend als zwarte as. Bariumsulfaatertspoeder met een deeltjesgrootte van minder dan 20 gaas wordt meestal gemengd met kolen- of petroleum cola -poeder in een gewichtsverhouding van 4: 1. Het mengsel wordt geroosterd op 1100 ℃ in een galmoven en het bariumsulfaat wordt gereduceerd tot bariumsulfide.
5. Oplost van bariumsulfide: de bariumsulfide -oplossing van bariumsulfaat kan worden verkregen door uitloging van heet water.
6. Bereiding van bariumoxide: om bariumsulfide om te zetten in bariumoxide, natriumcarbonaat of koolstofdioxide wordt meestal toegevoegd aan de bariumsulfide -oplossing. Na het mengen van bariumcarbonaat en koolstofpoeder kan calcinatie bij meer dan 800 ℃ bariumoxide produceren.
7. Koeling en verwerking: er moet worden opgemerkt dat bariumoxide wordt geoxideerd om bariumperoxide te vormen bij 500-700 ℃ en bariumperoxide kan worden ontbonden om bariumoxide te vormen bij 700-800 ℃. Om de productie van bariumperoxide te voorkomen, moet het gecalcineerde product worden gekoeld of geblust onder de bescherming van inert gas.
Het bovenstaande is het algemene mijn- en voorbereidingsproces van bariumelement. Deze processen kunnen variëren afhankelijk van het industriële proces en de apparatuur, maar de algemene principes blijven hetzelfde. Barium is een belangrijk industrieel metaal dat wordt gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder de chemische industrie, geneeskunde, elektronica en andere velden.
8. Gemeenschappelijke detectiemethoden voor bariumelement
Bariumis een gemeenschappelijk element dat vaak wordt gebruikt in verschillende industriële en wetenschappelijke toepassingen. In analytische chemie omvatten methoden voor het detecteren van barium meestal kwalitatieve analyse en kwantitatieve analyse. Het volgende is een gedetailleerde inleiding tot de veelgebruikte detectiemethoden voor bariumelement:
1. Vlamatoomabsorptiespectrometrie (FAAS): dit is een veelgebruikte kwantitatieve analysemethode die geschikt is voor monsters met hogere concentraties. De monsteroplossing wordt in de vlam gespoten en de bariumatomen absorberen licht van een specifieke golflengte. De intensiteit van het geabsorbeerde licht wordt gemeten en is evenredig met de concentratie van barium.
2. Flame Atomic Emission Spectrometry (FAES): deze methode detecteert barium door de monsteroplossing in de vlam te spuiten, de bariumatomen opwindend om het licht van een specifieke golflengte uit te stoten. In vergelijking met FAAS wordt FAES in het algemeen gebruikt om lagere concentraties barium te detecteren.
3. Atomische fluorescentiespectrometrie (AAS): deze methode is vergelijkbaar met FAAS, maar gebruikt een fluorescentiespectrometer om de aanwezigheid van barium te detecteren. Het kan worden gebruikt om sporenhoeveelheden barium te meten.
4. Ionchromatografie: deze methode is geschikt voor de analyse van barium in watermonsters. Bariumionen worden gescheiden en gedetecteerd door ionchromatografie. Het kan worden gebruikt om de concentratie van barium in watermonsters te meten.
5. Röntgenfluorescentiespectrometrie (XRF): dit is een niet-destructieve analytische methode die geschikt is voor de detectie van barium in vaste monsters. Nadat het monster is geëxciteerd door röntgenfoto's, stoten de bariumatomen specifieke fluorescentie uit en wordt het bariumgehalte bepaald door de fluorescentie-intensiteit te meten.
6. Massaspectrometrie: massaspectrometrie kan worden gebruikt om de isotopische samenstelling van barium te bepalen en het gehalte van barium te bepalen. Deze methode wordt meestal gebruikt voor analyse met hoge gevoeligheid en kan zeer lage concentraties barium detecteren. Hierboven zijn enkele veelgebruikte methoden voor het detecteren van barium. De specifieke methode om te kiezen hangt af van de aard van het monster, het concentratiebereik van barium en het doel van de analyse. Als u meer informatie nodig hebt of andere vragen hebt, kunt u het me weten. Deze methoden worden op grote schaal gebruikt in laboratorium- en industriële toepassingen om de aanwezigheid en concentratie van barium nauwkeurig en betrouwbaar te meten en te detecteren. De specifieke methode om te gebruiken is afhankelijk van het type monster dat moet worden gemeten, het bereik van bariumgehalte en het specifieke doel van de analyse.
Posttijd: december-09-2024