Барий — это… Что такое Барий?

Внешний вид простого вещества
Мягкий, слегка вязкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер	Барий / Barium (Ba), 56
Атомная масса (молярная масса)	137,327 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s2
Радиус атома	222 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	198 пм
Радиус иона	(+2e) 134 пм
Электроотрицательность	0,89 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	-2,906
Степени окисления	2
Энергия ионизации (первый электрон)	502,5 (5,21) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	3,5 г/см³
Температура плавления	1 002 K
Температура кипения	1 910 K
Теплота плавления	7,66 кДж/моль
Теплота испарения	142,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	28,1[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём	39,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки	5,020 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (18.4) Вт/(м·К)

Ба́рий — элемент главной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 56. Обозначается символом

Ba (лат. Barium). Простое вещество барий (CAS-номер: 7440-39-3) — мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью.

История

Барий был открыт в виде оксида BaO в 1774 г. Карлом Шееле и Юханом Ганом^[2]. В 1808 году английский химик Гемфри Дэви электролизом влажного гидроксида бария с ртутным катодом получил амальгаму бария; после испарения ртути при нагревании он выделил металлический барий.

Происхождение названия

Своё название получил от др.-греч. βαρύς — «тяжёлый», так как его оксид (BaO) был охарактеризован, как имеющий необычно высокую для таких веществ плотность.

Нахождение в природе

Содержание бария в земной коре составляет 0,05 % по массе; в морской воде среднее содержание бария составляет 0,02 мг/литр. Барий активен, он входит в подгруппу щелочноземельных металлов и в минералах связан достаточно прочно. Основные минералы: барит (BaSO

4) и витерит (BaCO₃).

Редкие минералы бария: цельзиан или бариевый полевой шпат (алюмосиликат бария), гиалофан (смешанный алюмосиликат бария и калия), нитробарит (нитрат бария) и пр.

Типы месторождений

По минеральным ассоциациям баритовые руды делятся на мономинеральные и комплексные. Комплексные подразделяются на барито-сульфидные (содержат сульфиды свинца, цинка, иногда меди и железного колчедана, реже Sn, Ni, Au, Ag), барито-кальцитовые (содержат до 75 % кальцита), железо-баритовые (содержат магнетит, гематит, а в верхних зонах гетит и гидрогетит) и барито-флюоритовые (кроме барита и флюорита, обычно содержат кварц и кальцит, а в виде небольших примесей иногда присутствуют сульфиды цинка, свинца, меди и ртути).

С практической точки зрения наибольший интерес представляют гидротермальные жильные мономинеральные, барито-сульфидные и барито-флюоритовые месторождения. Промышленное значение имеют также некоторые метасоматические пластовые месторождения и элювиальные россыпи. Осадочные месторождения, представляющие собой типичные химические осадки водных бассейнов, встречаются редко и существенной роли не играют.

Как правило, баритовые руды содержат другие полезные компоненты (флюорит, галенит, сфалерит, медь, золото в промышленных концентрациях), поэтому они используются комплексно.

Изотопы

Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов: ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba. Последний является самым распространенным (71,66 %). Известны и радиоактивные изотопы бария, наиболее важным из которых является ¹⁴⁰Ba. Он образуется при распаде урана, тория и плутония.

Получение

Основное сырье для получения бария — баритовый концентрат (80-95 % BaSO₄), который в свою очередь получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом:

Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)₂ или под действием CO₂ превращают в нерастворимый карбонат бария BaCO₃, который затем переводят в оксид бария BaO (прокаливание при 800 °C для Ba(OH)₂ и свыше 1000 °C для BaCO₃):

Металлический барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200—1250 °C:

Очищают барий перегонкой в вакууме или зонной плавкой.

Физические свойства

Барий — серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. Существуют две аллотропные модификации бария: до 375 °C устойчив α-Ba с кубической объемно-центрированной решеткой (параметр а = 0,501 нм), выше устойчив β-Ba.

Твердость по минералогической шкале 1,25.

[3]

Хранят металлический барий в керосине или под слоем парафина.

Химические свойства

Барий — щёлочноземельный металл. На воздухе барий быстро окисляется, образуя смесь оксид бария BaO и нитрид бария Ba₃N₂, а при незначительном нагревании воспламеняется. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид бария Ba(ОН)₂:

Активно взаимодействует с разбавленными кислотами. Многие соли бария нерастворимы или малорастворимы в воде: сульфат бария BaSO₄, сульфит бария BaSO₃, карбонат бария BaCO₃, фосфат бария Ba₃(PO₄)₂. Сульфид бария BaS, в отличие от сульфида кальция CaS, хорошо растворим в воде.

Легко вступает в реакцию с галогенами, образуя галогениды.

При нагревании с водородом образует гидрид бария BaH₂, который в свою очередь с гидридом лития LiH дает комплекс Li[BaH₃].

Реагирует при нагревании с аммиаком:

Нитрид бария Ba₃N₂ при нагревании взаимодействует с CO, образуя цианид:

С жидким аммиаком дает темно-синий раствор, из которого можно выделить аммиакат [Ba(NH₃)₆], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH₃. В присутствии платинового катализатора аммиакат разлагается с образованием амида бария:

Карбид бария BaC₂ может быть получен при нагревании в дуговой печи BaO с углем.

С фосфором образует фосфид Ba₃P₂.

Барий восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды многих металлов до соответствующего металла.

Качественный и количественный анализ

Качественно в растворах барий обнаруживается по выпадению осадка сульфата бария BaSO₄, отличимого от соответствующих сульфатов кальция и сульфатов стронция крайне низкой растворимостью в неорганических кислотах.

Родизонат натрия выделяет из нейтральных солей бария характерный красно-бурый осадок родизоната бария. Реакция является очень чувствительной, специфичной, позволяя определить 1 часть ионов бария на 210000 массовых частей раствора^[4].

Соединения бария окрашивают пламя в желто-зеленый цвет (длина волн 455 и 493 нм).

Количественно барий определяют гравиметрическим методом в виде BaSO₄ или BaCrO₄.

Применение

Вакуумные электронные приборы

Металлический барий, часто в сплаве с алюминием используется в качестве газопоглотителя (геттера) в высоковакуумных электронных приборах.

Оксид бария, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — кальция и стронция (CaO, SrO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала.

Антикоррозионный материал

Барий добавляется совместно с цирконием в жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия, рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности последних к трубопроводам, и в металлургии.

Сегнето- и пьезоэлектрик

Титанат бария используется в качестве диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.

Оптика

Фторид бария применяется в виде монокристаллов в оптике (линзы, призмы).

Пиротехника

Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель. Нитрат бария и хлорат бария используется в пиротехнике для окрашивания пламени (зеленый огонь).

Атомно-водородная энергетика

Хромат бария применяется при получении водорода и кислорода термохимическим способом (цикл Ок-Ридж, США).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Пероксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики, работающей при температуре жидкого азота и выше.

Ядерная энергетика

Оксид бария применяется для варки специального сорта стекла — применяемого для покрытия урановых стержней. Один из широкораспространенных типов таких стекол имеет следующий состав — (оксид фосфора — 61 %, ВаО — 32 %, оксид алюминия — 1,5 %, оксид натрия — 5,5 %). В стекловарении для атомной промышленности применяется также и фосфат бария.

Химические источники тока

Фторид бария используется в твердотельных фторионных аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного электролита.

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).

Сульфат бария применяется в качестве расширителя активной массы отрицательного электрода при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Применение соединений бария в медицине

Сульфат бария, нерастворимый и нетоксичный, применяется в качестве рентгеноконтрастного вещества при медицинском обследовании желудочно-кишечного тракта.

Цены

Цены на металлический барий в слитках чистотой 99,9 % колеблются около 30 долларов за 1 кг.

Биологическая роль и токсичность

Биологическая роль бария изучена недостаточно. В число жизненно важных микроэлементов он не входит.

Все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны. Вследствие хорошей растворимости в воде из солей бария опасен хлорид, а также нитрат, нитрит, хлорат и перхлорат. Хорошо растворимые в воде соли бария быстро резорбируются в кишечнике. Смерть может наступить уже через несколько часов от паралича сердца.

Симптомы острого отравления солями бария: слюнотечение, жжение во рту и пищеводе. Боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твердый неправильный пульс, судороги, позже возможны и параличи, синюха лица и конечностей (конечности холодные), обильный холодный пот, мышечная слабость, в особенности конечностей, доходящая до того, что отравленный не может кивнуть головой. Расстройство походки, а также речи вследствие паралича мышц глотки и языка. Одышка, головокружение, шум в ушах, расстройство зрения.

В случае тяжелого отравления смерть наступает внезапно или в течение одних суток. Тяжелые отравления наступают при приеме внутрь 0,2 — 0,5 г солей бария, смертельная доза 0,8 — 0,9 г.

Для оказании первой помощи необходимо промыть желудок 1%-ным раствором сульфата натрия или магния. Клизмы из 10%-ных растворов тех же солей. Приём внутрь раствора тех же солей (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) по столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства для удаления из желудка образовавшегося нерастворимого сульфата бария. Внутривенно 10-20 мл 3%-ного раствора сульфата натрия. Подкожно — камфора, кофеин, лобелин — по показаниям. Тепло на ноги. Внутрь слизистые супы и молоко.

См. также

Примечания

1. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 241. — 623 с. — 100 000 экз.
2. ↑ Барий. // Популярная библиотека химических элементов. — М.: Издательство «Наука», 1977.
3. ↑ Поваренных А. С. Твердость минералов. — АН УССР, 1963. — С. 197-208. — 304 с.
4. ↑ Н.С. Фрумина, Н.Н. Горюнова, С.Н. Еременко. Аналитическая химия бария. — Москва: Наука, 1977.

Ссылки

Электрохимический ряд активности металлов
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Барий — Википедия

Внешний вид простого вещества
Мягкий, вязкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Барий / Barium (Ba), 56
Атомная масса (молярная масса)	137,327(7)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s2
Радиус атома	222 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	198 пм
Радиус иона	(+2e) 134 пм
Электроотрицательность	0,89 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	-2,906
Степени окисления	2
Энергия ионизации (первый электрон)	502,5 (5,21) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	3,5 г/см³
Температура плавления	1 002 K
Температура кипения	1 910 K
Уд. теплота плавления	7,66 кДж/моль
Уд. теплота испарения	142,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	28,1[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	39,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки	5,020 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (18.4) Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-39-3

Ба́рий — элемент главной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 56. Обозначается символом Ba (лат. Barium). Простое вещество барий — мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью.

История

Барий был открыт в виде оксида BaO в 1774 г. Карлом Шееле и Юханом Ганом^[3]. В 1808 году английский химик Гемфри Дэви электролизом влажного гидроксида бария с ртутным катодом получил амальгаму бария; после испарения ртути при нагревании он выделил металлический барий.

Происхождение названия

Своё название получил от др.-греч. βαρύς — «тяжёлый».

Нахождение в природе

Содержание бария в земной коре составляет 0,05 % по массе; в морской воде среднее содержание бария составляет 0,02 мг/литр. Барий активен, он входит в подгруппу щелочноземельных металлов и в минералах связан достаточно прочно. Основные минералы: барит (BaSO₄) и витерит (BaCO₃).

Редкие минералы бария: цельзиан или бариевый полевой шпат (алюмосиликат бария), гиалофан (смешанный алюмосиликат бария и калия), нитробарит (нитрат бария) и пр.

Типы месторождений

По минеральным ассоциациям баритовые руды делятся на мономинеральные и комплексные. Комплексные подразделяются на барито-сульфидные (содержат сульфиды свинца, цинка, иногда меди и железного колчедана, реже Sn, Ni, Au, Ag), барито-кальцитовые (содержат до 75 % кальцита), железо-баритовые (содержат магнетит, гематит, а в верхних зонах гетит и гидрогетит) и барито-флюоритовые (кроме барита и флюорита, обычно содержат кварц и кальцит, а в виде небольших примесей иногда присутствуют сульфиды цинка, свинца, меди и ртути).

С практической точки зрения наибольший интерес представляют гидротермальные жильные мономинеральные, барито-сульфидные и барито-флюоритовые месторождения. Промышленное значение имеют также некоторые метасоматические пластовые месторождения и элювиальные россыпи. Осадочные месторождения, представляющие собой типичные химические осадки водных бассейнов, встречаются редко и существенной роли не играют.

Как правило, баритовые руды содержат другие полезные компоненты (флюорит, галенит, сфалерит, медь, золото в промышленных концентрациях), поэтому они используются комплексно.

Изотопы

Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов: ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba. Последний является самым распространённым (71,66 %). Известны и радиоактивные изотопы бария, наиболее важным из которых является ¹⁴⁰Ba. Он образуется при делении ядер урана, тория и плутония.

Получение

Основное сырьё для получения бария — баритовый концентрат (80-95 % BaSO₄), который, в свою очередь, получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом:

BaSO4+4C→BaS+4CO{\displaystyle {\mathsf {BaSO_{4}+4C\rightarrow BaS+4CO}}}

BaSO4+2Ch5→BaS+2C+4h3O{\displaystyle {\mathsf {BaSO_{4}+2CH_{4}\rightarrow BaS+2C+4H_{2}O}}}

Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)₂ или под действием CO₂ превращают в нерастворимый карбонат бария BaCO₃, который затем переводят в оксид бария BaO (прокаливание при 800 °C для Ba(OH)₂ и свыше 1000 °C для BaCO₃):

BaS+2h3O→Ba(OH)2+h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}S\uparrow }}}

BaS+h3O+CO2→BaCO3+h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow BaCO_{3}+H_{2}S\uparrow }}}

BaCO3→BaO+CO2{\displaystyle {\mathsf {BaCO_{3}\rightarrow BaO+CO_{2}}}}

Получают металлический барий электролизом безводного расплава хлорида бария:

BaCl2→Ba+Cl2{\displaystyle {\mathsf {BaCl_{2}\rightarrow Ba+Cl_{2}}}}

Физические свойства

Барий — серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. Существуют две аллотропные модификации бария: до 375 °C устойчив α-Ba с кубической объёмно-центрированной решёткой (а = 0,501 нм), выше устойчив β-Ba^{[источник не указан 1712 дней]}.

Твёрдость по шкале Мооса 1,25^[4].

Хранят металлический барий в керосине или под слоем парафина.

Химические свойства

Барий — щёлочноземельный металл. На воздухе барий быстро окисляется, образуя смесь оксида бария BaO и нитрида бария Ba₃N₂, а при незначительном нагревании воспламеняется. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид бария Ba(ОН)₂:

Ba+2h3O→Ba(OH)2+h3↑{\displaystyle {\mathsf {Ba+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}\uparrow }}}

Активно взаимодействует с разбавленными кислотами. Многие соли бария нерастворимы или малорастворимы в воде: сульфат бария BaSO₄, сульфит бария BaSO₃, карбонат бария BaCO₃, фосфат бария Ba₃(PO₄)₂. Сульфид бария BaS, в отличие от сульфида кальция CaS, хорошо растворим в воде. Растворимые соли бария позволяют определить наличие в растворе серной кислоты и её растворимых солей по выпадению белого осадка сульфата бария, нерастворимого в воде и кислотах^[5].

Легко вступает в реакцию с галогенами, образуя галогениды.

При нагревании с водородом образует гидрид бария BaH₂, который, в свою очередь, с гидридом лития LiH дает комплекс Li[BaH₃].

Реагирует при нагревании с аммиаком:

6Ba+2Nh4→3Bah3+Ba3N2{\displaystyle {\mathsf {6Ba+2NH_{3}\rightarrow 3BaH_{2}+Ba_{3}N_{2}}}}

Нитрид бария Ba₃N₂ при нагревании взаимодействует с CO, образуя цианид:

Ba3N2+2CO→Ba(CN)2+2BaO{\displaystyle {\mathsf {Ba_{3}N_{2}+2CO\rightarrow Ba(CN)_{2}+2BaO}}}

С жидким аммиаком дает темно-синий раствор, из которого можно выделить аммиакат [Ba(NH₃)₆], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH₃. В присутствии платинового катализатора аммиакат разлагается с образованием амида бария:

[Ba(Nh4)6]→Ba(Nh3)2+4Nh4+h3{\displaystyle {\mathsf {[Ba(NH_{3})_{6}]\rightarrow Ba(NH_{2})_{2}+4NH_{3}+H_{2}}}}

Карбид бария BaC₂ может быть получен при нагревании в дуговой печи BaO с углем.

С фосфором образует фосфид Ba₃P₂.

Барий восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды многих металлов до соответствующего металла.

Качественный и количественный анализ

Качественно в растворах барий обнаруживается по выпадению осадка сульфата бария BaSO₄, отличимого от соответствующих сульфатов кальция и сульфатов стронция крайне низкой растворимостью в неорганических кислотах.

Родизонат натрия выделяет из нейтральных солей бария характерный красно-бурый осадок родизоната бария. Реакция является очень чувствительной, специфичной, позволяя определить 1 часть ионов бария на 210000 массовых частей раствора^[6].

Соединения бария окрашивают пламя в желто-зелёный цвет (длина волн 455 и 493 нм).

Количественно барий определяют гравиметрическим методом в виде BaSO₄ или BaCrO₄.

Применение

Вакуумные электронные приборы

Металлический барий, часто в сплаве с алюминием используется в качестве газопоглотителя (геттера) в высоковакуумных электронных приборах.

Оксид бария, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — кальция и стронция (CaO, SrO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала.

Антикоррозионный материал

Барий добавляется совместно с цирконием в жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия, рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности последних к трубопроводам, и в металлургии.

Сегнето- и пьезоэлектрик

Титанат бария используется в качестве диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.

Оптика

Фторид бария применяется в виде монокристаллов в оптике (линзы, призмы).

Пиротехника

Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель. Нитрат бария и хлорат бария используется в пиротехнике для окрашивания пламени (зелёный огонь).

Атомно-водородная энергетика

Хромат бария применяется при получении водорода и кислорода термохимическим способом (цикл Ок-Ридж, США).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Пероксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики, работающей при температуре жидкого азота и выше.

Ядерная энергетика

Оксид бария применяется для варки специального сорта стекла — применяемого для покрытия урановых стержней. Один из широкораспространённых типов таких стекол имеет следующий состав — (оксид фосфора — 61 %, ВаО — 32 %, оксид алюминия — 1,5 %, оксид натрия — 5,5 %). В стекловарении для атомной промышленности применяется также и фосфат бария.

Химические источники тока

Фторид бария используется в твердотельных фторионных аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного электролита.

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).

Сульфат бария применяется в качестве расширителя активной массы отрицательного электрода при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Применение в медицине

Сульфат бария, нерастворимый и нетоксичный, применяется в качестве рентгеноконтрастного вещества при медицинском обследовании желудочно-кишечного тракта.

Цены

Цены на металлический барий в слитках чистотой 99,9 % колеблются около 30 долларов за 1 кг.

Биологическая роль и токсичность

Биологическая роль бария изучена недостаточно. В число жизненно важных микроэлементов он не входит.

Все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны. Вследствие хорошей растворимости в воде из солей бария опасен хлорид, а также нитрат, нитрит, фторид, иодид, бромид, сульфид, хлорат и перхлорат. Хорошо растворимые в воде соли бария быстро резорбируются в кишечнике. Смерть может наступить уже через несколько часов от паралича сердца.

Симптомы острого отравления солями бария: слюнотечение, жжение во рту и пищеводе. Боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твёрдый неправильный пульс, судороги, позже возможны и параличи, синюшность лица и конечностей (конечности холодные), обильный холодный пот, мышечная слабость, в особенности конечностей, доходящая до того, что отравленный не может кивнуть головой. Расстройство походки, а также речи вследствие паралича мышц глотки и языка. Одышка, головокружение, шум в ушах, расстройство зрения.

В случае тяжёлого отравления смерть наступает внезапно или в течение одних суток. Тяжёлые отравления наступают при приёме внутрь 0,2 — 0,5 г солей бария, смертельная доза 0,8 — 0,9 г.

Для оказании первой помощи необходимо промыть желудок 1%-ным раствором сульфата натрия или магния. Клизмы из 10%-ных растворов тех же солей. Приём внутрь раствора тех же солей (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) по столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства для удаления из желудка образовавшегося нерастворимого сульфата бария. Внутривенно 10—20 мл 3%-ного раствора сульфата натрия. Подкожно — камфора, кофеин, лобелин — по показаниям. Тепло на ноги. Внутрь слизистые супы и молоко.

Примечания

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 241. — 623 с. — 100 000 экз.
3. ↑ Барий. // Популярная библиотека химических элементов. — М.: Издательство «Наука», 1977.
4. ↑ Поваренных А. С. Твёрдость минералов. — АН УССР, 1963. — С. 197-208. — 304 с.
5. ↑ Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 92. Качественная реакция на серную кислоту и её соли // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — С. 212. — 240 с. — 1 630 000 экз.
6. ↑ Аналитическая химия бария. — Москва : Наука, 1977.

Литература

Ссылки

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

БАРИЙ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

БАРИЙ – химический элемент 2-й группы периодической системы, атомный номер 56, относительная атомная масса 137,33. Расположен в шестом периоде между цезием и лантаном. Природный барий состоит из семи стабильных изотопов с массовыми числами 130(0,101%), 132(0,097%), 134(2,42%), 135(6,59%), 136(7,81%), 137(11,32%) и 138 (71,66%). Барий в большинстве химических соединений проявляет максимальную степень окисления +2, но может иметь и нулевую. В природе барий встречается только в двухвалентном состоянии.

История открытия.

В 1602 Касциароло (болонский сапожник и алхимик) подобрал в окрестных горах камень, который настолько тяжелый, что Касциароло заподозрил в нем золото. Пытаясь выделить золото из камня, алхимик прокалил его с углем. Хотя выделить золото при этом не удалось, опыт принес явно обнадеживающие результаты: охлажденный продукт прокаливания светился в темноте красноватым цветом. Известие о столь необычной находке произвело настоящую сенсацию в алхимической среде и необычный минерал, получивший целый ряд названий – солнечный камень (Lapis solaris), болонский камень (Lapis Boloniensis), болонский фосфор (Phosphorum Boloniensis) стал участником разнообразных экспериментов. Но время шло, а золото и не думало выделяться, поэтому интерес к новому минералу постепенно пропал, и долгое время его считали видоизмененной формой гипса или извести. Лишь через полтора столетия, в 1774 известные шведские химики Карл Шееле и Юхан Ган пристально изучили «болонский камень» и установили, что в нем содержится некая «тяжелая земля». Позднее, в 1779, Гитон де Морво назвал эту «землю» барот (barote) от греческого слова «barue» – тяжелый, а в дальнейшем изменил название на барит (baryte). Под этим названием бариевая земля фигурировала в учебниках химии конца 18 – начала 19 вв. Так, например, в учебнике А.Л.Лавуазье (1789) барит входит в список солеобразующих землистых простых тел, причем приводится и другое название барита – «тяжелая земля» (terre pesante, лат. terra ponderosa). Содержащийся в минерале неизвестный пока металл стали называть барием (лат. – Barium). В русской литературе 19 в. также употреблялись названия барит и барий. Следующим известным минералом бария стал природный карбонат бария, открытый в 1782 Витерингом и названный впоследствии в его честь витеритом. Металлический барий был впервые получен англичанином Гэмфри Дэви в 1808 путем электролиза влажного гидроксида бария с ртутным катодом и последующим испарением ртути из амальгамы бария. Следует отметить, что в том же 1808 несколько раньше Дэви амальгаму бария получил шведский химик Йенс Берцелиус. Несмотря на свое название, барий оказался сравнительно легким металлом с плотностью 3,78 г/см³, поэтому в 1816 английский химик Кларк выступил с предложением отклонить название «барий» на том основании, что если бариевая земля (оксид бария) действительно тяжелее других земель (оксидов), то металл, наоборот, легче других металлов. Кларк хотел назвать этот элемент плутонием в честь древнеримского бога, властителя подземного царства Плутона, однако это предложение не встретило поддержки у других ученых и легкий металл продолжал именоваться «тяжелым».

Барий в природе.

В земной коре содержится 0,065% бария, он встречается в виде сульфата, карбоната, силикатов и алюмосиликатов. Основные минералы бария – уже упоминавшиеся выше барит (сульфат бария), называемый также тяжелым или персидским шпатом, и витерит (карбонат бария). Мировые минерально-сырьевые ресурсы барита оценивались в 1999 в 2 млрд. тонн, значительная часть их сосредоточена в Китае (около 1 млрд. тонн) и в Казахстане (0,5 млрд. тонн). Большие запасы барита есть и в США, Индии, Турции, Марокко и Мексике. Российские ресурсы барита оцениваются в 10 миллионов тонн, его добыча ведется на трех основных месторождениях, расположенных в Хакасии, Кемеровской и Челябинской областях. Общая годовая добыча барита в мире составляет около 7 миллионов тонн, Россия производит 5 тыс. тонн и импортирует 25 тыс. тонн барита в год.

Получение.

Основным сырьем для получения бария и его соединений служат барит и, реже, витерит. Восстанавливая эти минералы каменным углем, коксом или природным газом, получают соответственно сульфид и оксид бария:

BaSO₄ + 4C = BaS + 4CO

BaSO₄ + 2CH₄ = BaS + 2C + 4H₂O

BaCO₃ + C = BaO + 2CO

Металлический барий получают, восстанавливая его оксидом алюминия.

3BaO + 2Al = 3Ba + Al₂O₃

Впервые этот процеcc осуществил русский физико-химик Н.Н.Бекетов. Вот как он описывал свои опыты: «Я взял безводную окись бария и, прибавив к ней некоторое количество хлористого бария, как плавня, положил эту смесь вместе с кусками глиния (алюминия) в угленой тигель и накаливал его несколько часов. По охлаждении тигля я нашел в нем металлический сплав уже совсем другого вида и физических свойств, нежели глиний. Этот сплав имеет крупнокристаллическое строение, очень хрупок, свежий излом имеет слабый желтоватый отблеск; анализ показал, что он состоит на 100 ч из 33,3 бария и 66,7 глиния или, иначе, на одну часть бария содержал две части глиния…». Сейчас процесс восстановления алюминием проводят в вакууме при температурах от 1100 до 1250° C, при этом образующийся барий испаряется и конденсируется на более холодных частях реактора.

Кроме того, барий можно получить электролизом расплавленной смеси хлоридов бария и кальция.

Простое вещество.

Барий – серебристо-белый ковкий металл, при резком ударе раскалывается. Температура плавления 727° С, температура кипения 1637° С, плотность 3,780 г/см³. При обычном давлении существует в двух аллотропных модификациях: до 375° C устойчив a-Ba с кубической объемно-центрированной решеткой, выше 375° С устойчив b-Ba. При повышенном давлении образуется гексагональная модификация. Металлический барий обладает высокой химической активностью, он интенсивно окисляется на воздухе, образуя пленку, содержащую BaO, BaO₂ и Ba₃N₂, при незначительном нагревании или при ударе воспламеняется.

2Ba + O₂ = 2BaO; Ba + O₂ = BaO₂; 3Ba + N₂ = Ba₃N₂,

поэтому барий хранят под слоем керосина или парафина. Барий энергично реагирует с водой и растворами кислот, образуя гидроксид бария или соответствующие соли:

Ba + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂

Ba + 2HCl = BaCl₂ + H₂

С галогенами барий образует галогениды, с водородом и азотом при нагревании – соответственно гидрид и нитрид.

Ba + Cl₂ = BaCl₂; Ba + H₂ = BaH₂

Металлический барий растворяется в жидком аммиаке с образованием темно-синего раствора, из которого можно выделить аммиакат Ba(NH₃)₆ – кристаллы с золотистым блеском, легко разлагающиеся с выделением аммиака. В этом соединении барий имеет нулевую степень окисления.

Применение в промышленности и науке.

Применение металлического бария весьма ограничено из-за его высокой химической активности, соединения бария используются гораздо шире. Сплав бария с алюминием – сплав альба, содержащий 56% Ba – основа геттеров (поглотителей остаточных газов в вакуумной технике). Для получения собственно геттера барий испаряют из сплава, нагревая его в вакуумированной колбе прибора, в результате на холодных частях колбы образуется «бариевое зеркало». В небольших количествах барий используется в металлургии для очистки расплавленных меди и свинца от примесей серы, кислорода и азота. Барий добавляют в типографские и антифрикционные сплавы, сплав бария с никелем используется для изготовления деталей радиоламп и электродов свечей зажигания в карбюраторных двигателях. Кроме того, есть нестандартные применения бария. Одно из них – создание искусственных комет: выпущенные с борта космического аппарата пары бария легко ионизируются солнечными лучами и превращаются в яркое плазменное облако. Первая искусственная комета была создана в 1959 во время полета советской автоматической межпланетной станции «Луна-1». В начале 1970-х германские и американские физики, проводя исследования электромагнитного поля Земли, выбросили над территорией Колумбии 15 килограмм мельчайшего порошка бария. Образовавшееся плазменное облако вытянулось вдоль линий магнитного поля, позволив уточнить их положение. В 1979 струи бариевых частиц использовали для изучения полярного сияния.

Соединения бария.

Наибольший практический интерес представляют соединения двухвалентного бария.

Оксид бария (BaO): промежуточный продукт в производстве бария – тугоплавкий (температура плавления около 2020° C) белый порошок, реагирует с водой, образуя гидроксид бария, поглощает углекислый газ из воздуха, переходя в карбонат:

BaO + H₂O = Ba(OH)₂; BaO + CO₂ = BaCO₃

Прокаливаемый на воздухе при температуре 500–600° C, оксид бария реагирует с кислородом, образуя пероксид, который при дальнейшем нагревании до 700° C вновь переходит в оксид, отщепляя кислород:

2BaO + O₂ = 2BaO₂; 2BaO₂ = 2BaO + O₂

Так получали кислород вплоть до конца 19 в., пока не был разработан метод выделения кислорода перегонкой жидкого воздуха.

В лаборатории оксид бария можно получить прокаливанием нитрата бария:

2Ba(NO₃)₂ = 2BaO + 4NO₂ + O₂

Сейчас оксид бария используется как водоотнимающее средство, для получения пероксида бария и изготовления керамических магнитов из феррата бария (для этого смесь порошков оксидов бария и железа спекают под прессом в сильном магнитном поле), но основное применение оксида бария – изготовление термоэмиссионных катодов. В 1903 молодой немецкий ученый Венельт проверял закон испускания электронов твердыми телами, открытый незадолго до этого английским физиком Ричардсоном. Первый из опытов с платиновой проволокой полностью подтвердил закон, но контрольный эксперимент не удался: поток электронов резко превышал ожидаемый. Поскольку свойства металла не могли измениться, Венельт предположил, что на поверхности платины есть какая-то примесь. Перепробовав возможные загрязнители поверхности, он убедился в том, что дополнительные электроны испускал оксид бария, входивший в состав смазки вакуумного насоса, используемого в эксперименте. Однако научный мир не сразу признал это открытие, так как его наблюдение не удавалось воспроизвести. Лишь почти через четверть века англичанин Колер показал, что для проявления высокой термоэлектронной эмиссии оксид бария нужно прогревать при очень низких давлениях кислорода. Объяснить это явление смогли только в 1935. Немецкий ученый Поль предположил, что электроны испускаются небольшой примесью бария в оксиде: при низких давлениях часть кислорода улетучивается из оксида, а оставшийся барий легко ионизируется с образованием свободных электронов, которые покидают кристалл при нагревании:

2BaO = 2Ba + O₂; Ba = Ba²⁺ + 2е

Правильность этой гипотезы была окончательно установлена в конце 1950-х советскими химиками А.Бунделем и П.Ковтуном, которые измерили концентрацию примеси бария в оксиде и сопоставили ее с потоком термоэмиссии электронов. Сейчас оксид бария является активной действующей частью большинства термоэмиссионных катодов. Так например, пучок электронов, формирующий изображение на экране телевизора или компьютерного монитора, испускается оксидом бария.

Гидроксид бария, октагидрат (Ba(OH)₂·8H₂O). Белый порошок, хорошо растворимый в горячей воде (больше 50% при 80° C), хуже в холодной (3,7% при 20° C). Температура плавления октагидрата 78° C, при нагревании до 130° C он переходит в безводный Ba(OH)₂. Гидроксид бария получают растворяя оксид в горячей воде или нагревая сульфид бария в потоке перегретого пара. Гидроксид бария легко реагирует с углекислым газом, поэтому его водный раствор, называемый «баритовой водой» используют в аналитической химии в качестве реактива на CO₂. Кроме того, «баритовая вода» служит реактивом на сульфат- и карбонат-ионы. Гидроксид бария применяется для удаления сульфат-ионов из растительных и животных масел и промышленных растворов, для получения гидроксидов рубидия и цезия, в качестве компонента смазок.

Карбонат бария (BaCO₃). В природе – минерал витерит. Белый порошок, нерастворимый в воде, растворимый в сильных кислотах (кроме серной). При нагревании до 1000° С разлагается с выделением CO₂:

BaCO₃ = BaO + CO₂

Карбонат бария добавляют в стекло для увеличения его коэффициента преломления, вводят в состав эмалей и глазурей.

Сульфат бария (BaSO₄). В природе – барит (тяжелый или персидский шпат) – основной минерал бария – белый порошок (температура плавления около 1680° C), практически нерастворимый в воде (2,2 мг/л при 18° C), медленно растворяется в концентрированной серной кислоте.

С сульфатом бария издавна связано производство красок. Правда, вначале его использование носило криминальный характер: в измельченном виде барит подмешивали к свинцовым белилам, что значительно удешевляло конечный продукт и, одновременно, ухудшало качество краски. Тем не менее, такие модифицированные белила продавались по той же цене, что и обычные, принося значительную прибыль владельцам красильных заводов. Еще в 1859 в департамент мануфактур и внутренней торговли поступили сведения о жульнических махинациях ярославских заводчиков, добавлявших к свинцовым белилам тяжелый шпат, что «вводит потребителей в обман на счет истинного качества товара, причем поступила и просьба о воспрещении означенным заводчикам употребления шпата при выделке свинцовых белил». Но эти жалобы ни к чему не привели. Достаточно сказать, что в 1882 в Ярославле был основан шпатовый завод, который, в 1885 выпустил 50 тысяч пудов измельченного тяжелого шпата. В начале 1890-х Д.И.Менделеев писал: «…В подмесь к белилам на многих заводах примешивается барит, так как и привозимые из-за границы белила, для уменьшения цены, содержат эту подмесь».

Сульфат бария входит в состав литопона – неядовитой белой краски с высокой кроющей способностью, широко востребованной на рынке. Для изготовления литопона смешивают водные растворы сульфида бария и сульфата цинка, при этом происходит обменная реакция и в осадок выпадает смесь мелкокристаллических сульфата бария и сульфида цинка – литопон, а в растворе остается чистая вода.

BaS + ZnSO₄ = BaSO₄Ї + ZnSЇ

В производстве дорогих сортов бумаги сульфат бария играет роль наполнителя и утяжелителя, делая бумагу белее и плотнее, его используют и в качестве наполнителя резин и керамики.

Более 95% добываемого в мире барита используется для приготовления рабочих растворов для бурения глубоких скважин.

Сульфат бария сильно поглощает рентгеновские и гамма-лучи. Это свойство широко используется в медицине для диагностики желудочно-кишечных заболеваний. Для этого пациенту дают проглотить суспензию сульфата бария в воде или его смесь с манной кашей – «бариевую кашу» и затем просвечивают рентгеновскими лучами. Те участки пищеварительного тракта, по которым проходит «бариевая каша», на снимке выглядят темными пятнами. Так врач может получить представление о форме желудка и кишок, определить место возникновения заболевания. Сульфат бария используется также для изготовления баритобетона, используемого при строительстве атомных электростанций и атомных заводов для защиты от проникающей радиации.

Сульфид бария (BaS). Промежуточный продукт в производстве бария и его соединений. Торговый продукт представляет собой серый рыхлый порошок, плохо растворимый в воде. Сульфид бария применяется для получения литопона, в кожевенной промышленности для удаления волосяного покрова со шкур, для получения чистого сероводорода. BaS – компонент многих люминофоров – веществ, светящихся после поглощения световой энергии. Именно его получил Касциароло, прокаливая барит с углем. Сам по себе сульфид бария не светится: необходимы добавки веществ-активаторов – солей висмута, свинца и других металлов.

Титанат бария (BaTiO₃). Одно из самых промышленно важных соединений бария – белое тугоплавкое (температура плавления 1616° C) кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Получают титанат бария сплавлением диоксида титана с карбонатом бария при температуре около 1300° C:

BaCO₃ + TiO₂ = BaTiO₃ + CO₂

Титанат бария – один из лучших сегнетоэлектриков (см. также СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ), очень ценных электротехнических материалов. В 1944 советский физик Б.М.Вул обнаружил незаурядные сегнетоэлектрические способности (очень высокую диэлектрическую проницаемость) у титаната бария, который сохранял их в широком температурном диапазоне – почти от абсолютного нуля до +125° C. Это обстоятельство, а также большая механическая прочность и влагостойкость титаната бария способствовали тому, что он стал одним из самых важных сегнетоэлектриков, используемых, например, для изготовления электрических конденсаторов. Титанат бария, как и все сегнетоэлектрики, обладает и пьезоэлектрическими свойствами: изменяет свои электрические характеристики под действием давления. При действии переменного электрического поля в его кристаллах возникают колебания, в связи с чем их используют в пьезоэлементах, радиосхемах и автоматических системах. Титанат бария применяли при попытках обнаружить гравитационные волны.

Другие соединения бария.

Нитрат и хлорат (Ba(ClO₃)₂) бария – составная часть фейерверков, добавки этих соединений придают пламени ярко-зеленую окраску. Пероксид бария входит в состав запальных смесей для алюминотермии. Тетрацианоплатинат(II) бария (Ba[Pt(CN)₄]) светится под воздействием рентгеновских и гамма-лучей. В 1895 немецкий физик Вильгельм Рентген, наблюдая свечение этого вещества предположил существование нового излучения, названного впоследствии рентгеновским. Сейчас тетрацианоплатинатом(II) бария покрывают светящиеся экраны приборов. Тиосульфат бария (BaS₂O₃) придает бесцветному лаку жемчужный оттенок, а, смешав его с клеем, можно добиться полной имитации перламутра.

Токсикология соединений бария.

Все растворимые соли бария ядовиты. Сульфат бария, применяемый при рентгеноскопии, практически нетоксичен. Смертельная доза хлорида бария составляет 0,8–0,9 г, карбоната бария – 2–4 г. При приеме внутрь ядовитых соединений бария возникают жжение во рту, боли в области желудка, слюнотечение, тошнота, рвота, головокружение, мышечная слабость, одышка, замедление пульса и падение артериального давления. Основной метод лечения отравлений барием – промывание желудка и употребление слабительных средств.

Основными источниками поступления бария в организм человека являются пища (особенно морепродукты) и питьевая вода. По рекомендации Всемирной организацией здравоохранения содержание бария в питьевой воде не должно превышать 0,7 мг/л, в России действуют гораздо более жесткие нормы – 0,1 мг/л.

Юрий Крутяков

Барий — Википедия. Что такое Барий

Внешний вид простого вещества
Мягкий, вязкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Барий / Barium (Ba), 56
Атомная масса (молярная масса)	137,327(7)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s2
Радиус атома	222 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	198 пм
Радиус иона	(+2e) 134 пм
Электроотрицательность	0,89 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	-2,906
Степени окисления	2
Энергия ионизации (первый электрон)	502,5 (5,21) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	3,5 г/см³
Температура плавления	1 002 K
Температура кипения	1 910 K
Уд. теплота плавления	7,66 кДж/моль
Уд. теплота испарения	142,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	28,1[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	39,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки	5,020 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (18.4) Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-39-3

Ба́рий — элемент главной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 56. Обозначается символом Ba (лат. Barium). Простое вещество барий — мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью.

История

Барий был открыт в виде оксида BaO в 1774 г. Карлом Шееле и Юханом Ганом^[3]. В 1808 году английский химик Гемфри Дэви электролизом влажного гидроксида бария с ртутным катодом получил амальгаму бария; после испарения ртути при нагревании он выделил металлический барий.

Происхождение названия

Своё название получил от др.-греч. βαρύς — «тяжёлый».

Нахождение в природе

Содержание бария в земной коре составляет 0,05 % по массе; в морской воде среднее содержание бария составляет 0,02 мг/литр. Барий активен, он входит в подгруппу щелочноземельных металлов и в минералах связан достаточно прочно. Основные минералы: барит (BaSO₄) и витерит (BaCO₃).

Редкие минералы бария: цельзиан или бариевый полевой шпат (алюмосиликат бария), гиалофан (смешанный алюмосиликат бария и калия), нитробарит (нитрат бария) и пр.

Типы месторождений

По минеральным ассоциациям баритовые руды делятся на мономинеральные и комплексные. Комплексные подразделяются на барито-сульфидные (содержат сульфиды свинца, цинка, иногда меди и железного колчедана, реже Sn, Ni, Au, Ag), барито-кальцитовые (содержат до 75 % кальцита), железо-баритовые (содержат магнетит, гематит, а в верхних зонах гетит и гидрогетит) и барито-флюоритовые (кроме барита и флюорита, обычно содержат кварц и кальцит, а в виде небольших примесей иногда присутствуют сульфиды цинка, свинца, меди и ртути).

С практической точки зрения наибольший интерес представляют гидротермальные жильные мономинеральные, барито-сульфидные и барито-флюоритовые месторождения. Промышленное значение имеют также некоторые метасоматические пластовые месторождения и элювиальные россыпи. Осадочные месторождения, представляющие собой типичные химические осадки водных бассейнов, встречаются редко и существенной роли не играют.

Как правило, баритовые руды содержат другие полезные компоненты (флюорит, галенит, сфалерит, медь, золото в промышленных концентрациях), поэтому они используются комплексно.

Изотопы

Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов: ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba. Последний является самым распространённым (71,66 %). Известны и радиоактивные изотопы бария, наиболее важным из которых является ¹⁴⁰Ba. Он образуется при делении ядер урана, тория и плутония.

Получение

Основное сырьё для получения бария — баритовый концентрат (80-95 % BaSO₄), который, в свою очередь, получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом:

BaSO4+4C→BaS+4CO{\displaystyle {\mathsf {BaSO_{4}+4C\rightarrow BaS+4CO}}}

BaSO4+2Ch5→BaS+2C+4h3O{\displaystyle {\mathsf {BaSO_{4}+2CH_{4}\rightarrow BaS+2C+4H_{2}O}}}

Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)₂ или под действием CO₂ превращают в нерастворимый карбонат бария BaCO₃, который затем переводят в оксид бария BaO (прокаливание при 800 °C для Ba(OH)₂ и свыше 1000 °C для BaCO₃):

BaS+2h3O→Ba(OH)2+h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}S\uparrow }}}

BaS+h3O+CO2→BaCO3+h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow BaCO_{3}+H_{2}S\uparrow }}}

BaCO3→BaO+CO2{\displaystyle {\mathsf {BaCO_{3}\rightarrow BaO+CO_{2}}}}

Получают металлический барий электролизом безводного расплава хлорида бария:

BaCl2→Ba+Cl2{\displaystyle {\mathsf {BaCl_{2}\rightarrow Ba+Cl_{2}}}}

Физические свойства

Барий — серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. Существуют две аллотропные модификации бария: до 375 °C устойчив α-Ba с кубической объёмно-центрированной решёткой (а = 0,501 нм), выше устойчив β-Ba^{[источник не указан 1712 дней]}.

Твёрдость по шкале Мооса 1,25^[4].

Хранят металлический барий в керосине или под слоем парафина.

Химические свойства

Барий — щёлочноземельный металл. На воздухе барий быстро окисляется, образуя смесь оксида бария BaO и нитрида бария Ba₃N₂, а при незначительном нагревании воспламеняется. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид бария Ba(ОН)₂:

Ba+2h3O→Ba(OH)2+h3↑{\displaystyle {\mathsf {Ba+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}\uparrow }}}

Активно взаимодействует с разбавленными кислотами. Многие соли бария нерастворимы или малорастворимы в воде: сульфат бария BaSO₄, сульфит бария BaSO₃, карбонат бария BaCO₃, фосфат бария Ba₃(PO₄)₂. Сульфид бария BaS, в отличие от сульфида кальция CaS, хорошо растворим в воде. Растворимые соли бария позволяют определить наличие в растворе серной кислоты и её растворимых солей по выпадению белого осадка сульфата бария, нерастворимого в воде и кислотах^[5].

Легко вступает в реакцию с галогенами, образуя галогениды.

При нагревании с водородом образует гидрид бария BaH₂, который, в свою очередь, с гидридом лития LiH дает комплекс Li[BaH₃].

Реагирует при нагревании с аммиаком:

6Ba+2Nh4→3Bah3+Ba3N2{\displaystyle {\mathsf {6Ba+2NH_{3}\rightarrow 3BaH_{2}+Ba_{3}N_{2}}}}

Нитрид бария Ba₃N₂ при нагревании взаимодействует с CO, образуя цианид:

Ba3N2+2CO→Ba(CN)2+2BaO{\displaystyle {\mathsf {Ba_{3}N_{2}+2CO\rightarrow Ba(CN)_{2}+2BaO}}}

С жидким аммиаком дает темно-синий раствор, из которого можно выделить аммиакат [Ba(NH₃)₆], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH₃. В присутствии платинового катализатора аммиакат разлагается с образованием амида бария:

[Ba(Nh4)6]→Ba(Nh3)2+4Nh4+h3{\displaystyle {\mathsf {[Ba(NH_{3})_{6}]\rightarrow Ba(NH_{2})_{2}+4NH_{3}+H_{2}}}}

Карбид бария BaC₂ может быть получен при нагревании в дуговой печи BaO с углем.

С фосфором образует фосфид Ba₃P₂.

Барий восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды многих металлов до соответствующего металла.

Качественный и количественный анализ

Качественно в растворах барий обнаруживается по выпадению осадка сульфата бария BaSO₄, отличимого от соответствующих сульфатов кальция и сульфатов стронция крайне низкой растворимостью в неорганических кислотах.

Родизонат натрия выделяет из нейтральных солей бария характерный красно-бурый осадок родизоната бария. Реакция является очень чувствительной, специфичной, позволяя определить 1 часть ионов бария на 210000 массовых частей раствора^[6].

Соединения бария окрашивают пламя в желто-зелёный цвет (длина волн 455 и 493 нм).

Количественно барий определяют гравиметрическим методом в виде BaSO₄ или BaCrO₄.

Применение

Вакуумные электронные приборы

Металлический барий, часто в сплаве с алюминием используется в качестве газопоглотителя (геттера) в высоковакуумных электронных приборах.

Оксид бария, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — кальция и стронция (CaO, SrO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала.

Антикоррозионный материал

Барий добавляется совместно с цирконием в жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия, рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности последних к трубопроводам, и в металлургии.

Сегнето- и пьезоэлектрик

Титанат бария используется в качестве диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.

Оптика

Фторид бария применяется в виде монокристаллов в оптике (линзы, призмы).

Пиротехника

Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель. Нитрат бария и хлорат бария используется в пиротехнике для окрашивания пламени (зелёный огонь).

Атомно-водородная энергетика

Хромат бария применяется при получении водорода и кислорода термохимическим способом (цикл Ок-Ридж, США).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Пероксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики, работающей при температуре жидкого азота и выше.

Ядерная энергетика

Оксид бария применяется для варки специального сорта стекла — применяемого для покрытия урановых стержней. Один из широкораспространённых типов таких стекол имеет следующий состав — (оксид фосфора — 61 %, ВаО — 32 %, оксид алюминия — 1,5 %, оксид натрия — 5,5 %). В стекловарении для атомной промышленности применяется также и фосфат бария.

Химические источники тока

Фторид бария используется в твердотельных фторионных аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного электролита.

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).

Сульфат бария применяется в качестве расширителя активной массы отрицательного электрода при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Применение в медицине

Сульфат бария, нерастворимый и нетоксичный, применяется в качестве рентгеноконтрастного вещества при медицинском обследовании желудочно-кишечного тракта.

Цены

Цены на металлический барий в слитках чистотой 99,9 % колеблются около 30 долларов за 1 кг.

Биологическая роль и токсичность

Биологическая роль бария изучена недостаточно. В число жизненно важных микроэлементов он не входит.

Все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны. Вследствие хорошей растворимости в воде из солей бария опасен хлорид, а также нитрат, нитрит, фторид, иодид, бромид, сульфид, хлорат и перхлорат. Хорошо растворимые в воде соли бария быстро резорбируются в кишечнике. Смерть может наступить уже через несколько часов от паралича сердца.

Симптомы острого отравления солями бария: слюнотечение, жжение во рту и пищеводе. Боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твёрдый неправильный пульс, судороги, позже возможны и параличи, синюшность лица и конечностей (конечности холодные), обильный холодный пот, мышечная слабость, в особенности конечностей, доходящая до того, что отравленный не может кивнуть головой. Расстройство походки, а также речи вследствие паралича мышц глотки и языка. Одышка, головокружение, шум в ушах, расстройство зрения.

В случае тяжёлого отравления смерть наступает внезапно или в течение одних суток. Тяжёлые отравления наступают при приёме внутрь 0,2 — 0,5 г солей бария, смертельная доза 0,8 — 0,9 г.

Для оказании первой помощи необходимо промыть желудок 1%-ным раствором сульфата натрия или магния. Клизмы из 10%-ных растворов тех же солей. Приём внутрь раствора тех же солей (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) по столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства для удаления из желудка образовавшегося нерастворимого сульфата бария. Внутривенно 10—20 мл 3%-ного раствора сульфата натрия. Подкожно — камфора, кофеин, лобелин — по показаниям. Тепло на ноги. Внутрь слизистые супы и молоко.

Примечания

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 241. — 623 с. — 100 000 экз.
3. ↑ Барий. // Популярная библиотека химических элементов. — М.: Издательство «Наука», 1977.
4. ↑ Поваренных А. С. Твёрдость минералов. — АН УССР, 1963. — С. 197-208. — 304 с.
5. ↑ Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 92. Качественная реакция на серную кислоту и её соли // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — С. 212. — 240 с. — 1 630 000 экз.
6. ↑ Аналитическая химия бария. — Москва : Наука, 1977.

Литература

Ссылки

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Барий — Википедия

Внешний вид простого вещества
Мягкий, вязкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Барий / Barium (Ba), 56
Атомная масса (молярная масса)	137,327(7)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s2
Радиус атома	222 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	198 пм
Радиус иона	(+2e) 134 пм
Электроотрицательность	0,89 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	-2,906
Степени окисления	2
Энергия ионизации (первый электрон)	502,5 (5,21) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	3,5 г/см³
Температура плавления	1 002 K
Температура кипения	1 910 K
Уд. теплота плавления	7,66 кДж/моль
Уд. теплота испарения	142,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	28,1[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	39,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки	5,020 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (18.4) Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-39-3

Ба́рий — элемент главной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 56. Обозначается символом Ba (лат. Barium). Простое вещество барий — мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью.

История

Барий был открыт в виде оксида BaO в 1774 г. Карлом Шееле и Юханом Ганом^[3]. В 1808 году английский химик Гемфри Дэви электролизом влажного гидроксида бария с ртутным катодом получил амальгаму бария; после испарения ртути при нагревании он выделил металлический барий.

Происхождение названия

Своё название получил от др.-греч. βαρύς — «тяжёлый».

Нахождение в природе

Содержание бария в земной коре составляет 0,05 % по массе; в морской воде среднее содержание бария составляет 0,02 мг/литр. Барий активен, он входит в подгруппу щелочноземельных металлов и в минералах связан достаточно прочно. Основные минералы: барит (BaSO₄) и витерит (BaCO₃).

Редкие минералы бария: цельзиан или бариевый полевой шпат (алюмосиликат бария), гиалофан (смешанный алюмосиликат бария и калия), нитробарит (нитрат бария) и пр.

Типы месторождений

По минеральным ассоциациям баритовые руды делятся на мономинеральные и комплексные. Комплексные подразделяются на барито-сульфидные (содержат сульфиды свинца, цинка, иногда меди и железного колчедана, реже Sn, Ni, Au, Ag), барито-кальцитовые (содержат до 75 % кальцита), железо-баритовые (содержат магнетит, гематит, а в верхних зонах гетит и гидрогетит) и барито-флюоритовые (кроме барита и флюорита, обычно содержат кварц и кальцит, а в виде небольших примесей иногда присутствуют сульфиды цинка, свинца, меди и ртути).

С практической точки зрения наибольший интерес представляют гидротермальные жильные мономинеральные, барито-сульфидные и барито-флюоритовые месторождения. Промышленное значение имеют также некоторые метасоматические пластовые месторождения и элювиальные россыпи. Осадочные месторождения, представляющие собой типичные химические осадки водных бассейнов, встречаются редко и существенной роли не играют.

Как правило, баритовые руды содержат другие полезные компоненты (флюорит, галенит, сфалерит, медь, золото в промышленных концентрациях), поэтому они используются комплексно.

Изотопы

Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов: ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba. Последний является самым распространённым (71,66 %). Известны и радиоактивные изотопы бария, наиболее важным из которых является ¹⁴⁰Ba. Он образуется при делении ядер урана, тория и плутония.

Получение

Основное сырьё для получения бария — баритовый концентрат (80-95 % BaSO₄), который, в свою очередь, получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом:

BaSO4+4C→BaS+4CO{\displaystyle {\mathsf {BaSO_{4}+4C\rightarrow BaS+4CO}}}

BaSO4+2Ch5→BaS+2C+4h3O{\displaystyle {\mathsf {BaSO_{4}+2CH_{4}\rightarrow BaS+2C+4H_{2}O}}}

Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)₂ или под действием CO₂ превращают в нерастворимый карбонат бария BaCO₃, который затем переводят в оксид бария BaO (прокаливание при 800 °C для Ba(OH)₂ и свыше 1000 °C для BaCO₃):

BaS+2h3O→Ba(OH)2+h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}S\uparrow }}}

BaS+h3O+CO2→BaCO3+h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow BaCO_{3}+H_{2}S\uparrow }}}

BaCO3→BaO+CO2{\displaystyle {\mathsf {BaCO_{3}\rightarrow BaO+CO_{2}}}}

Получают металлический барий электролизом безводного расплава хлорида бария:

BaCl2→Ba+Cl2{\displaystyle {\mathsf {BaCl_{2}\rightarrow Ba+Cl_{2}}}}

Физические свойства

Барий — серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. Существуют две аллотропные модификации бария: до 375 °C устойчив α-Ba с кубической объёмно-центрированной решёткой (а = 0,501 нм), выше устойчив β-Ba^{[источник не указан 1712 дней]}.

Твёрдость по шкале Мооса 1,25^[4].

Хранят металлический барий в керосине или под слоем парафина.

Химические свойства

Барий — щёлочноземельный металл. На воздухе барий быстро окисляется, образуя смесь оксида бария BaO и нитрида бария Ba₃N₂, а при незначительном нагревании воспламеняется. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид бария Ba(ОН)₂:

Ba+2h3O→Ba(OH)2+h3↑{\displaystyle {\mathsf {Ba+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}\uparrow }}}

Активно взаимодействует с разбавленными кислотами. Многие соли бария нерастворимы или малорастворимы в воде: сульфат бария BaSO₄, сульфит бария BaSO₃, карбонат бария BaCO₃, фосфат бария Ba₃(PO₄)₂. Сульфид бария BaS, в отличие от сульфида кальция CaS, хорошо растворим в воде. Растворимые соли бария позволяют определить наличие в растворе серной кислоты и её растворимых солей по выпадению белого осадка сульфата бария, нерастворимого в воде и кислотах^[5].

Легко вступает в реакцию с галогенами, образуя галогениды.

При нагревании с водородом образует гидрид бария BaH₂, который, в свою очередь, с гидридом лития LiH дает комплекс Li[BaH₃].

Реагирует при нагревании с аммиаком:

6Ba+2Nh4→3Bah3+Ba3N2{\displaystyle {\mathsf {6Ba+2NH_{3}\rightarrow 3BaH_{2}+Ba_{3}N_{2}}}}

Нитрид бария Ba₃N₂ при нагревании взаимодействует с CO, образуя цианид:

Ba3N2+2CO→Ba(CN)2+2BaO{\displaystyle {\mathsf {Ba_{3}N_{2}+2CO\rightarrow Ba(CN)_{2}+2BaO}}}

С жидким аммиаком дает темно-синий раствор, из которого можно выделить аммиакат [Ba(NH₃)₆], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH₃. В присутствии платинового катализатора аммиакат разлагается с образованием амида бария:

[Ba(Nh4)6]→Ba(Nh3)2+4Nh4+h3{\displaystyle {\mathsf {[Ba(NH_{3})_{6}]\rightarrow Ba(NH_{2})_{2}+4NH_{3}+H_{2}}}}

Карбид бария BaC₂ может быть получен при нагревании в дуговой печи BaO с углем.

С фосфором образует фосфид Ba₃P₂.

Барий восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды многих металлов до соответствующего металла.

Качественный и количественный анализ

Качественно в растворах барий обнаруживается по выпадению осадка сульфата бария BaSO₄, отличимого от соответствующих сульфатов кальция и сульфатов стронция крайне низкой растворимостью в неорганических кислотах.

Родизонат натрия выделяет из нейтральных солей бария характерный красно-бурый осадок родизоната бария. Реакция является очень чувствительной, специфичной, позволяя определить 1 часть ионов бария на 210000 массовых частей раствора^[6].

Соединения бария окрашивают пламя в желто-зелёный цвет (длина волн 455 и 493 нм).

Количественно барий определяют гравиметрическим методом в виде BaSO₄ или BaCrO₄.

Применение

Вакуумные электронные приборы

Металлический барий, часто в сплаве с алюминием используется в качестве газопоглотителя (геттера) в высоковакуумных электронных приборах.

Оксид бария, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — кальция и стронция (CaO, SrO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала.

Антикоррозионный материал

Барий добавляется совместно с цирконием в жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия, рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности последних к трубопроводам, и в металлургии.

Сегнето- и пьезоэлектрик

Титанат бария используется в качестве диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.

Оптика

Фторид бария применяется в виде монокристаллов в оптике (линзы, призмы).

Пиротехника

Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель. Нитрат бария и хлорат бария используется в пиротехнике для окрашивания пламени (зелёный огонь).

Атомно-водородная энергетика

Хромат бария применяется при получении водорода и кислорода термохимическим способом (цикл Ок-Ридж, США).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Пероксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики, работающей при температуре жидкого азота и выше.

Ядерная энергетика

Оксид бария применяется для варки специального сорта стекла — применяемого для покрытия урановых стержней. Один из широкораспространённых типов таких стекол имеет следующий состав — (оксид фосфора — 61 %, ВаО — 32 %, оксид алюминия — 1,5 %, оксид натрия — 5,5 %). В стекловарении для атомной промышленности применяется также и фосфат бария.

Химические источники тока

Фторид бария используется в твердотельных фторионных аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного электролита.

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).

Сульфат бария применяется в качестве расширителя активной массы отрицательного электрода при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Применение в медицине

Сульфат бария, нерастворимый и нетоксичный, применяется в качестве рентгеноконтрастного вещества при медицинском обследовании желудочно-кишечного тракта.

Цены

Цены на металлический барий в слитках чистотой 99,9 % колеблются около 30 долларов за 1 кг.

Биологическая роль и токсичность

Биологическая роль бария изучена недостаточно. В число жизненно важных микроэлементов он не входит.

Все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны. Вследствие хорошей растворимости в воде из солей бария опасен хлорид, а также нитрат, нитрит, фторид, иодид, бромид, сульфид, хлорат и перхлорат. Хорошо растворимые в воде соли бария быстро резорбируются в кишечнике. Смерть может наступить уже через несколько часов от паралича сердца.

Симптомы острого отравления солями бария: слюнотечение, жжение во рту и пищеводе. Боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твёрдый неправильный пульс, судороги, позже возможны и параличи, синюшность лица и конечностей (конечности холодные), обильный холодный пот, мышечная слабость, в особенности конечностей, доходящая до того, что отравленный не может кивнуть головой. Расстройство походки, а также речи вследствие паралича мышц глотки и языка. Одышка, головокружение, шум в ушах, расстройство зрения.

В случае тяжёлого отравления смерть наступает внезапно или в течение одних суток. Тяжёлые отравления наступают при приёме внутрь 0,2 — 0,5 г солей бария, смертельная доза 0,8 — 0,9 г.

Для оказании первой помощи необходимо промыть желудок 1%-ным раствором сульфата натрия или магния. Клизмы из 10%-ных растворов тех же солей. Приём внутрь раствора тех же солей (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) по столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства для удаления из желудка образовавшегося нерастворимого сульфата бария. Внутривенно 10—20 мл 3%-ного раствора сульфата натрия. Подкожно — камфора, кофеин, лобелин — по показаниям. Тепло на ноги. Внутрь слизистые супы и молоко.

Примечания

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
2. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 241. — 623 с. — 100 000 экз.
3. ↑ Барий. // Популярная библиотека химических элементов. — М.: Издательство «Наука», 1977.
4. ↑ Поваренных А. С. Твёрдость минералов. — АН УССР, 1963. — С. 197-208. — 304 с.
5. ↑ Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 92. Качественная реакция на серную кислоту и её соли // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — С. 212. — 240 с. — 1 630 000 экз.
6. ↑ Аналитическая химия бария. — Москва : Наука, 1977.

Литература

Ссылки

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Барий и его соединения незаменимы в промышленности и медицине

Барий — серебристый мягкий и хрупкий металл, простой элемент таблицы Менделеева. Металл очень активный, поэтому в чистом виде не встречается, только в составе минералов. Промышленной добыче подлежат барит и витерит. Относится к группе щелочноземельных, химически активных металлов. Легко взаимодействует с неконцентрированными кислотами, галогенами, водородом, аммиаком, фосфором. Горюч на воздухе при небольшом нагревании. Чистое вещество можно хранить, только изолировав от воздуха, например, под слоем керосина или парафина.

Растворимые соединения бария (хлорид, перхлорат, нитрид, нитрат, хлорат) очень ядовиты, вызывают тяжелые отравления и смерть, если не оказана своевременная помощь. В качестве антидота используют сульфаты магния или натрия в растворах (для промывания желудка, питье, внутривенно), которые переводят токсичные соли в безопасные нерастворимые.

Это интересно

Советская станция «Луна-1» в 1959-м году распылила пары бария, которые были ионизированы солнцем и превратились в плазменное облако, имитирующее комету. Зарубежные ученые распыляли мелкодисперсный порошок бария для изучения магнитного поля земли и уникального явления — полярного сияния.

Применение

— Сплав бария с алюминием используется для поглощения газов в вакуумных электронных приборах. Никелевый сплав используется в радиолампах, в свечах зажигания карбюраторов. При выплавке свинца и меди добавка Ba помогает связать примеси. Добавление бария в типографские свинцовые сплавы увеличивает их твердость. Ввод реактива в металлические теплоносители позволяет уменьшить их коррозионное воздействие на трубопроводы.
— Гидроокись бария используется для определения в растворе углекислого газа, ионов сульфатов и карбонатов. В промышленности используется для очистки сахара, пищевых жиров и технических масел от сульфат-ионов, получения гидроокиси цезия и рубидия. Реактив востребован как присадка к маслам, при вулканизации резины, как катализатор в синтезе формальдегида.
— Барий сернокислый (сульфат бария) входит в состав белой краски, как наполнитель резин, керамики, лаков и красок; применяется при изготовлении дорогой плотной бумаги, буровых растворов, свинцово-кислотных аккумуляторов. Соединение хорошо поглощает рентгеновские и гамма-лучи, применяется в медицине как контрастный раствор при рентгеноскопии ЖКТ. В атомной энергетике входит в состав баритобетона для строительства атомных объектов, так как стены из баритобетона способны поглощать радиацию.  
— Титанат бария — сегнетоэлектрик, применяемый в производстве пьезоизлучателей, пьезомикрофонов, керамических конденсаторов.
— Оксид бария необходим для емких аккумуляторов, катодов в лучевых мониторах, телевизорах. В атомной энергетике входит в состав стекла, которым покрывают урановые стержни.
— Карбонат применяется при выплавке стекол, в составе эмалей и глазурей, как яд для грызунов.
— Сульфид используется при дублении шкур, в производстве сероводорода, как составная часть люминофоров, белой краски.
— Пероксид, хлорат, нитрат применяются в пиротехнике. Хлорат и нитрат дают так называемый «зеленый огонь» фейерверков. Пероксид входит в состав сверхпроводящей керамики, запальных свечей в алюмотермии, дезинфицирующих веществ. Используется в химической индустрии для получения пероксида водорода, в текстильной промышленности для отбеливания натуральных тканей. Азотнокислый барий — составная часть красок, эмалей, глазурей.
— Хлористый барий применяют для получения сверхчистых алюминия и магния; пигментов и красителей; керамики; для закалки стали; для травли грызунов; в кожевенной индустрии. С помощью хромата бария химическим методом получают O2 и h3; на его основе изготавливают желтые красители и пигменты.
— Фторид бария входит в состав электролита фторионных аккумуляторов; из его монокристаллов изготавливают оптические призмы и линзы.
— Тетрацианоплатинат применяется для покрытия светящихся экранов при работе с радиоактивным излучением (реактив флюоресцирует под воздействием радиации).
— Тиосульфат — пигмент жемчужного цвета, подходит для имитации перламутра.
— Перхлорат бария — популярный осушитель.
— Соединения бария используются при получении радия из урановой руды.

В магазине химических реактивов и оборудования «ПраймКемикалсГрупп» можно с доставкой и по выгодным ценам купить сернокислый, хлористый, азотнокислый барий и гидроокись бария. В продаже широко представлены различные реактивы и лабораторная посуда.

Барий

Барий
Атомный номер	56
Внешний вид простого вещества	мягкий, слегка вязкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	137,327 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	222 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	502,5 (5,21) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s2
Химические свойства
Ковалентный радиус	198 пм
Радиус иона	(+2e) 134 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	0,89
Электродный потенциал	0
Степени окисления	2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	3,5 г/см³
Молярная теплоёмкость	28,1 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	(18.4) Вт/(м·K)
Температура плавления	1 002 K
Теплота плавления	7,66 кДж/моль
Температура кипения	1 910 K
Теплота испарения	142,0 кДж/моль
Молярный объём	39,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки	5,020 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	n/a K

Ba	56
137,327
[Xe]6s2
Барий

Барий — элемент главной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 56. Обозначается символом Ba (лат. Barium). Простое вещество барий (CAS-номер: 7440-39-3) — мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью.

 

Барий был открыт в виде оксида BaO в 1774 г. Карлом Шееле. В 1808 году английский химик Гемфри Дэви электролизом влажного гидроксида бария с ртутным катодом получил амальгаму бария; после испарения ртути при нагревании он выделил металлический барий.

 

Своё название получил от греческого barys — «тяжёлый», так как его оксид (BaO) был впервые охарактеризован, как имеющий большую массу.

Нахождение в природе

Содержание бария в земной коре составляет 0,05 % по массе; в морской воде среднее содержание бария составляет 0,02 мг/литр. Основные минералы: барит (BaSO₄) и витерит (BaCO₃).

Редкие минералы бария: цельзиан или бариевый полевой шпат (алюмосиликат бария), гиалофан (смешанный алюмосиликат бария и калия), нитробарит (нитрат бария) и пр.

Изотопы

Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов: ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba. Последний является самым распространенным (71,66 %). Известны и радиоактивные изотопы бария, наиболее важным из которых является ¹⁴⁰Ba. Он образуется при распаде урана, тория и плутония.

Получение

Основное сырье для получения бария — баритовый концентрат (80-95 % BaSO₄), который в свою очередь получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом:

BaSO₄ + 4С = BaS + 4CO↑

BaSO₄ + 2CH₄ = BaS + 2С + 4H₂O↑.

Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)₂ или под действием CO₂ превращают в нерастворимый карбонат бария BaCO₃, который затем переводят в оксид бария BaO (прокаливание при 800 °C для Ba(OH)₂ и свыше 1000 °C для BaCO₃):

BaS + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂S↑

BaS + H₂O + CO₂ = BaCO₃ + H₂S↑

Ba(OH)₂ = BaO + H₂O↑

BaCO₃ = BaO + CO₂↑

Металлический барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200-1250°С:

4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl₂O₄.

Очищают барий перегонкой в вакууме или зонной плавкой.

Физические свойства

Барий — серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. Существуют две аллотропные модификации бария: до 375 °C устойчив α-Ba с кубической объемно-центрированной решеткой (параметр а = 0,501 нм), выше устойчив β-Ba.

Твердость по минералогической шкале 1,25; по шкале Мооса 2.

Хранят металлический барий в керосине или под слоем парафина.

Химические свойства

Барий — щёлочноземельный металл. Интенсивно окисляется на воздухе, образуя оксид бария BaO и нитрид бария Ba₃N₂, а при незначительном нагревании воспламеняется. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид бария Ba(ОН)₂:

Ba + 2Н₂О = Ba(ОН)₂ + Н₂↑

Активно взаимодействует с разбавленными кислотами. Многие соли бария нерастворимы или малорастворимы в воде: сульфат бария BaSO₄, сульфит бария BaSO₃, карбонат бария BaCO₃, фосфат бария Ba₃(PO₄)₂. Сульфид бария BaS, в отличие от сульфида кальция CaS, хорошо растворим в воде.

Легко вступает в реакцию с галогенами, образуя галогениды.

При нагревании с водородом образует гидрид бария BaH₂, который в свою очередь с гидридом лития LiH дает комплекс Li[BaH₃].

Реагирует при нагревании с аммиаком:

6Ba + 2NH₃ = 3BaH₂ + Ba₃N₂

Нитрид бария Ba₃N₂ при нагревании взаимодействует с CO, образуя цианид:

Ba₃N₂ + 2CO = Ba(CN)₂ + 2BaO

С жидким аммиаком дает темно-синий раствор, из которого можно выделить аммиакат [Ba(NH₃)₆], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH₃. В присутствии платинового катализатора аммиакат разлагается с образованием амида бария:

[Ba(NH₃)₆] = Ba(NH₂)₂ + 4NH₃ + Н₂

Карбид бария BaC₂ может быть получен при нагревании в дуговой печи BaO с углем.

С фосфором образует фосфид Ba₃P₂.

Барий восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды многих металлов до соответствующего металла.

Качественный и количественный анализ

Качественно в растворах барий обнаруживается по выпадению осадка сульфата бария BaSO₄, отличимого от соответствующих сульфатов кальция и сульфатов стронция крайне низкой растворимостью в неорганических кислотах.

Родизонат натрия выделяет из нейтральных солей бария характерный красно-бурый осадок родизоната бария. Реакция является очень чувствительной, специфичной, позволяя определить 1 часть ионов бария на 210000 массовых частей раствора^[2].

Соединения бария окрашивают пламя в желто-зеленый цвет (длина волн 455 и 493 нм).

Количественно барий определяют гравиметрическим методом в виде BaSO₄ или BaCrO₄.

Применение

Применение в качестве геттерного материала

Металлический барий, часто в сплаве с алюминием используется в качестве газопоглотителя (геттера) в высоковакуумных электронных приборах, а так же добавляется совместно с цирконием в жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия, рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности к трубопроводам, и в металлургии.

Оптика

Фторид бария применяется в виде монокристаллов в оптике (линзы, призмы).

Пиротехника

Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель. Нитрат бария и хлорат бария используется в пиротехнике для окрашивания пламени (зеленый огонь).

Атомно-водородная энергетика

Хромат бария применяется при получении водорода и кислорода термохимическим способом (цикл Ок-Ридж, США).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Оксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики работающей при температуре жидкого азота и выше.

Ядерная энергетика

Оксид бария применяется для варки специального сорта стекла — применяемого для покрытия урановых стержней. Один из широкораспространенных типов таких стекол имеет следующий состав — (оксид фосфора — 61 %, ВаО — 32 %, оксид алюминия — 1,5 %, оксид натрия — 5,5 %). В стекловарении для атомной промышленности применяется так же и фосфат бария.

Химические источники тока

 

Фторид бария используется в твердотельных фторионных аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного электролита.

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).

Сульфат бария применяется в качестве расширителя активной массы отрицательного электрода при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Цены

Цены на металлический барий в слитках чистотой 99,9 % колеблются около 30 долларов за 1 кг.

Биологическая роль

Биологическая роль бария изучена недостаточно. В число жизненно важных микроэлементов он не входит. Все растворимые соли бария сильно ядовиты.

фактов о барии | Живая наука

Названный в честь греческого слова barys , означающего «тяжелый», барий является относительно плотным и химически активным щелочноземельным металлом. Он встречается в природе только в сочетании с другими элементами, а соединения, содержащие барий, имеют широкий спектр применения; они содержатся в крысином яде, утяжелителях в буровых растворах на нефтяной основе и в белой жидкости, используемой для визуализации кишечника в рентгеновских диагностических тестах, называемых бариевой клизмой.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 56
• Символ атома (в периодической таблице элементов): Ba
• Атомный вес (средняя масса атома): 137.327
• Плотность: 2,09 унции на кубический дюйм (3,62 грамма на куб см)
• Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
• Точка плавления: 1341 градус Фаренгейта (727 градусов Цельсия)
• Точка кипения: 3447 F (1897 C)
• Количество природных изотопов (атомов одного элемента с разным числом нейтронов): 7
• Наиболее распространенный изотоп: Ba-138

Открытие бария

Винченцо Кашароло, итальянский алхимик 17-го века, впервые заметил барий По данным Королевского химического общества, в виде необычных камешков, которые светились годами после воздействия тепла.Он назвал эти гальки «камнями Болоньи» в честь своего родного города, но позже было установлено, что это сульфат бария (BaSO ₄ ). В конце 18 века оксид бария (BaO) и карбонат бария (BaCO ₃ ) были открыты соответственно немецким химиком Карлом Шееле и английским химиком Уильямом Уизерингом.

Чистый металлический барий не был выделен и идентифицирован до 1808 года в Королевском институте в Лондоне. Выдающийся химик и изобретатель сэр Хамфри Дэви использовал электролиз для отделения бария от расплавленных солей бария, таких как гидроксид бария (Ba (OH) ₂ ).Во время электролиза через ионное вещество пропускают электрический ток, чтобы отделить ионы друг от друга. Поскольку соли бария были расплавленными, ионы бария легко перемещались в контейнер с отрицательным электродом, а другие отрицательные ионы легко перемещались в направлении, противоположном контейнеру с положительным электродом.

Источники бария

Барий в природе встречается только в сочетании с другими элементами из-за его высокой реакционной способности. Барий чаще всего встречается в сочетании с сульфатом и карбонатом, но также может образовывать соединения с гидроксидом, хлоридом, нитратом, хлоратом и другими отрицательными ионами.Около 0,05 процента земной коры составляет барий, что делает его 17-м по численности элементом в коре, согласно Роберту Э. Кребсу в его книге «История и использование химических элементов нашей Земли: Справочное руководство» (Greenwood Publishing Group, 2006). По словам Джона Эмсли в своей книге «Строительные блоки природы: руководство по элементам» (Oxford University Press, 1999 г.), горнодобывающие запасы в Великобритании, Италии, Чехии, США и Германии содержат более 400 миллионов тонн бария. ).

Для получения чистого элементарного бария его необходимо отделить от других элементов, присутствующих в природных соединениях бария. Барий можно извлечь из хлорида бария электролизом. Барий также можно получить восстановлением оксида бария с использованием алюминия или кремния в вакууме при высокой температуре и низком давлении.

Электронная конфигурация и элементные свойства бария. (Изображение предоставлено Грегом Робсоном / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

Свойства бария

Чистый барий — это мягкий серебристо-белый металл.Классифицируемый как щелочноземельный металл, он расположен в группе или столбце 2 периодической таблицы, наряду с бериллием, магнием, кальцием, стронцием и радием. Каждый из их атомов содержит два валентных (крайних) электрона. Барий находится в периоде или строке 5, поэтому он удерживает свои валентные электроны в своей пятой оболочке и может очень легко потерять электроны или окислиться. Это объясняет высокий уровень реакционной способности бария, особенно с электроотрицательными элементами, такими как кислород.

Коммерческое использование бария

Элементарный барий не находит широкого практического применения, опять же из-за его высокой реакционной способности.Однако его сильное притяжение к кислороду делает его полезным в качестве «геттера» для удаления последних следов воздуха в электронных лампах. Чистый барий также можно комбинировать с другими металлами для образования сплавов, которые используются для изготовления таких элементов машин, как подшипники или свечи зажигания в двигателях внутреннего сгорания. По словам Кребса, поскольку барий слабо удерживает свои электроны, его сплавы легко испускают электроны при нагревании и повышают эффективность свечей зажигания.

Соединения, содержащие барий, имеют множество коммерческих применений.Сульфат бария или барит используется в литопоне (осветляющий пигмент в бумаге и краске для принтеров), буровых растворах для нефтяных скважин, производстве стекла и резине. Карбонат бария используется в качестве крысиного яда, а нитрат бария и хлорат бария дают зеленый цвет в фейерверках.

Барий в вашем теле

Средний взрослый человек содержит около 22 мг бария, потому что он присутствует в таких продуктах, как морковь, лук, салат, бобы и злаки. Уровни бария в ваших зубах могут действительно помочь ученым определить, когда дети переходят от грудного вскармливания к твердой пище.Эти низкие уровни бария не играют биологической роли и не вредны.

Однако большие количества растворимых солей бария могут быть токсичными и даже смертельными, как утверждает Джон Эмсли в своей книге «Элементы убийства: история яда» (Oxford University Press, 2005). Барий может вызвать рвоту, колики, диарею, тремор и паралич. Было несколько убийств с применением соединений бария, включая убийство человека в 1994 году в Мэнсфилде, штат Техас, его 16-летней дочерью Мари Робардс, которая украла ацетат бария из своей химической лаборатории в средней школе.Несколько пациентов также были случайно убиты барием, когда растворимый карбонат бария, а не нерастворимый сульфат бария был ошибочно использован во время гастроэнтерологического (ЖКТ) диагностического теста, называемого бариевой клизмой.

По данным Johns Hopkins Medicine, врачи проводят клизмы с барием для визуализации и диагностики аномалий толстой и прямой кишки. Во время процедуры через прямую кишку закапывают сульфат бария, который покрывает внутренние стенки толстой кишки. Затем обычно подают воздух, чтобы убедиться, что бариевое покрытие заполняет все поверхностные дефекты.Затем рентгеновские лучи используются для получения изображения нижних отделов желудочно-кишечного тракта. Сульфат бария поглощает рентгеновские лучи и выглядит белым на рентгеновской пленке, в отличие от воздуха и окружающих тканей, которые кажутся черными. Анализ рентгеновского изображения от бариевой клизмы позволяет врачам диагностировать такие заболевания, как язвенный колит, болезнь Крона, полипы, рак и синдром раздраженного кишечника.

Дополнительные ресурсы

.

Что такое барий? (с иллюстрациями)

Барий — химический элемент, относящийся к щелочноземельным металлам. Он имеет множество применений, от фейерверков до медицины, обычно в форме таких соединений, как сульфат бария. Многие из этих форм токсичных, ведущих рабочих, которые взаимодействуют с ним, проявляют крайнюю осторожность при обращении с этим элементом. Потребители, вероятно, больше всего знакомы с формой, используемой в жидких суспензиях для рентгеновской диагностики.

Барий можно использовать в фейерверках.

В природе барий в чистом виде не встречается, поскольку он легко взаимодействует с воздухом. В изолированном состоянии элемент принимает форму мягкого серебристо-белого металла, хотя при контакте с воздухом он быстро окисляется. В земной коре это примерно 18-й элемент по распространенности, и он содержится в ряде природных соединений. В периодической таблице элементов барий обозначается символом Ba и имеет атомный номер 56.

Сульфат бария часто назначают пациентам перорально перед проведением визуализирующих исследований пищеварительного тракта.

О существовании этого химически активного металла было известно по крайней мере за столетие до того, как сэр Хамфри Дэви сумел выделить его в 1808 году. Название элемента происходит от греческого слова «тяжелый», что указывает на высокий удельный вес элемента. После открытия Дэви было исследовано несколько применений бария, и несколько компаний специализируются на добыче и переработке его и природных соединений этого элемента.Сульфат и карбонат бария — два общих соединения.

В периодической таблице элементов барий обозначается символом Ва и имеет атомный номер 56.

В фейерверках нитрат бария используется для окрашивания взрывчатки в зеленый цвет.Соединения элемента также используются в электродах, пигментах, батареях, полупроводниках и производстве стекла. В нефтяной промышленности он используется в качестве утяжелителя в скважинах, а карбонат бария иногда используется как яд для грызунов. В больничных условиях пациенты пьют его для рентгеновских снимков, потому что он непрозрачен для рентгеновских лучей, что позволяет врачам видеть состояние пищевода, желудка и кишечника.

Употребление бария может позволить врачу увидеть состояние кишечного тракта пациента.

Отравление барием может вызвать мышечную слабость, повреждение почек и проблемы с нервной системой. К счастью, металл не накапливается в биоаккумуляторе, поэтому, как только симптомы отравления будут обнаружены, состояние можно вылечить, и металл выйдет из тела жертвы. Люди подвергаются риску как при вдыхании, так и при приеме внутрь, и это обычно встречается в промышленных средах, где рабочие работают с большими объемами бария. Этот элемент также может отравить источники воды, хотя обычное тестирование системы водоснабжения должно выявить это, а также другие формы загрязнения.

Барий используется в больницах, чтобы дать врачам четкое представление о пищеварительном тракте пациента. Отравление барием может вызвать повреждение почек. Употребление бария в медицинских учреждениях может помочь врачам увидеть состояние пищевода при сканировании..

Фактов о барии, Символ, Открытие, Свойства, Использование

Что такое барий

Принадлежащий к семейству щелочноземельных металлов, барий (произносится как BAR-ee-em) — тяжелый металл, представленный химическим символом Ba ^[1] . Из тридцати семи изотопов бария только семь являются встречающимися в природе с массовыми числами от 130 до 138 (исключая Ba-131), где барий-133 является наиболее стабильным с периодом полураспада 10,51 года ^{[ 4]} .

Символ бария

Является ли барий радиоактивным

Хотя сульфат бария является широко используемым контрастным веществом в радиологических исследованиях, он не имеет никаких радиоактивных свойств.

Где находится барий

Основными источниками этого элемента являются барит и витерит, обнаруженные в нескольких рудных месторождениях. Его также можно получить в лаборатории путем нагревания оксида бария с алюминиевым порошком, а также путем электролиза расплавленного хлорида бария ^[1] .

История

Происхождение названия: Название происходит от греческого слова «барыс», что означает «тяжелый».

Кто открыл элемент: Хамфри Дэви

Когда, где и как был открыт барий

В начале 1600-х годов сапожник Винченцо Качароло обнаружил гальку недалеко от гор Болоньи, Италия.Он нагревал гальку, пока она не стала раскаленной, и обнаружила, что они светятся ночью.

В 1760-х годах Карл Шееле, шведский померанский шпиц и немецкий химик-фармацевт, обнаружили, что камень представляет собой сульфат неизвестного элемента. В Камберленде английский ученый по имени доктор Уильям Уизеринг наткнулся на необычный минерал в свинцовой шахте, получившей название витерит. Позднее при дальнейшем анализе выяснилось, что это минерал карбонат бария.

Два неизвестных минерала были переплавлены с углеродом для извлечения чистого металла, но ничего не удалось добиться.Только в 1808 году Дэви в Королевском институте в Лондоне провел электролиз гидроксида бария для извлечения бария.

Барий

Идентификационный номер
Атомный номер	56 [1]
Номер CAS	7440-39-3 [1]
Позиция в таблице Менделеева [1]	Группа	Период	Блок
	2	6	с

Расположение бария в Периодической таблице

Свойства и характеристики бария

Общая недвижимость
Относительная атомная масса	137.327 [1]
Атомная масса	137,327 атомных единиц массы [5]
Молярная масса	137,33 г / моль [6]
Массовое число	138
Физические свойства
Цвет / внешний вид	Серебристо-белый [1]
Цвет для испытания на пламя	Бледно-зеленый
Блеск	Стекловидное, жемчужное
Точка плавления / замерзания	727 ° C (1341 ° F) [1]
Температура кипения	1845 ° C (3353 ° F) [1]
Плотность	3.62 г / см 3 [1]
Удельный вес	3,5 [7]
Состояние вещества при комнатной температуре (твердое вещество / жидкость / газ)	Цельный [1]
Твердость (по Виккерсу)	1,25 Мооса [5]
Электропроводность	2,8 × 10 6 См / м
Химические свойства
Степени окисления		2 [1]
Растворимость		Нерастворим в воде (растворим в спирте)

Атомные данные бария (элемент 56)

Валентные электроны	3 [5]
Ионный заряд	+2
Квантовые числа [7]
— н.	6
—	0
— м ℓ	0
— м с	-1/2
Электронная конфигурация (конфигурация благородного газа)	[Xe] 6s 2 [1]
Атомная структура [3]
— Количество электронов	56
— Количество нейтронов	82
— Количество протонов	56
Радиус атома
— Атомный радиус	2.68 Å [1]
— Ковалентный радиус	2,06 Å [1]
Электроотрицательность	0,89
Энергия ионизации [1] (кДжмоль -1 )	1-й	2-я	3-й	4-я	5-й	6-й	7-й
	547.109	1085.46	2404,41	4119,9	–	–	–

Атомная структура бария (модель Бора)

Что такое барий, используемый для производства

Металлический барий используется в качестве газопоглотителя для удаления газовых примесей из вакуумных трубок. Хотя все соединения этого элемента обладают токсическим действием, сульфат бария используется в качестве контрастного красителя для проведения теста на глотание, включающего рентгеновский снимок пищеварительной системы для выявления таких состояний, как язвенный колит, опухоли и полипы ^[1] .

Эффекты его токсичности

Проглатывание соединений бария может вызвать легкие побочные эффекты, такие как тошнота, рвота и спазмы в животе. Однако отравление барием связано с повреждением почек, сердечными заболеваниями и низким уровнем калия в крови. Вдыхание того же вещества может иметь такие же последствия для здоровья, как в некоторых исследованиях на животных ^[8] .

Интересные факты

• Барий-137m, радиоактивный изотоп Ba, образующийся при распаде цезия-137, используется для проведения экспериментов по определению периода полураспада в физических лабораториях средней школы и колледжа [2].

Барий Цена

Стоимость чистого бария может варьироваться от 55 до 60 долларов за 100 граммов.

Список литературы

1. http://www.rsc.org/periodic-table/element/56/barium
2. https://education.jlab.org/itselemental/ele056.html
3. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/barium
4. https://education.jlab.org/itselemental/iso056.html
5. https://study.com/academy/answer/what-is-the-molar-mass-of-barium.HTML
6. https://hobart.k12.in.us/ksms/PeriodicTable/barium.htm
7. https://www.oughttco.com/barium-element-facts-606503
8. https://www.atsdr.cdc.gov/MMG/MMG.asp?id=321&tid=57

.

Что такое барий?

Открытие бария
Барий был открыт в 1774 году Карлом Шееле и извлечен сэром Хамфри Дэви в 1808 году.

Карл Вильгельм Шееле
Карл Шееле (9 декабря 1742 года 21 мая 1786 года) был немец химик, который сделал ряд важных химических открытий раньше многих других, но редко удостоился признания за свои открытия. Например, хотя Шееле обнаружил кислород, Джозеф Пристли первым опубликовал свои открытия, поэтому ему было дано доверие.Карл Шееле также идентифицировал молибден, вольфрам, барий, водород и хлор до Хамфри Дэви и других ученых.

Карл Шееле (1742 — 1786)

Сэр Хэмфри Дэви
Сэр Хэмфри Дэви (1778-1829) изолировал натрий, литий, калий, барий, стронций и кальций с помощью электролиза; продемонстрировал элементарную природу хлора; изобрел лампу безопасности; открыл ошеломляющие эффекты закиси азота.

Сэр Хэмфри Дэви (1778 — 1829)

Антуан Лавуазье
Антуан Лавуазье был известен своей тщательностью в количественных экспериментах, демонстрацией истинной природы горения, введением системы в названия и группы. химических веществ. Лавуазье был казнен в 1794 году во время Французской революции.

Антуан Лавуазье (1743 — 1794)

Барий в Периодической таблице
Проверьте барий в Периодической таблице, которая упорядочивает каждый химический элемент в соответствии с его атомным номером в соответствии с Периодическим законом , так что химические элементы с похожими свойствами находятся в одном столбце.Наша Периодическая таблица проста в использовании — просто нажмите на символ бария, как в Периодической таблице, для получения дополнительной информации и для мгновенного сравнения атомного веса, точки плавления, точки кипения и массы — G / cc с любым другим элементом. Бесценный источник фактов и информации в качестве справочного руководства по химии.

Другие элементы, классифицируемые как щелочноземельные металлы
Другие элементы, содержащиеся в этой классификации, следующие:

• Бериллий
• Магний
• Кальций
• Стронций
• Радий

Что такое барий — IUPAC и Современная стандартизованная периодическая таблица
Стандартизованная периодическая таблица, используемая сегодня, была согласована Международным союзом чистой прикладной химии, IUPAC, в 1985 году и теперь признает больше периодов и элементов, чем Дмитрий Менделеев знал в свое время, но все еще соответствует его концепция «Периодической таблицы», в которой барий является лишь одним элементом, который можно найти.

Узнайте о том, что такое барий, с помощью этих быстрых фактов …
Эти статьи содержат факты и информацию, относящиеся к барию и каждому из других элементов, включая периодический символ, группу, классификацию, свойства и атомный номер, который часто упоминается как номер периодической таблицы. Проверьте свои знания в области химии и Периодической таблицы, заполнив символы элементов и атомные номера в нашей пустой таблице Менделеева. Студенты-химики также найдут полезный раздел о химических формулах.

.