Описание. Источники. Влияние на качество воды. Пути поступления в организм. Потенциальная опасность для здоровья. Физиологическое значение. Технология удаления из воды. |
www.water.ru
Баритовая вода Википедия
Гидрокси́д ба́рия (е́дкий бари́т) — неорганическое соединение, проявляющее сильные основные свойства. Химическая формула — Ba(OH)2. Насыщенный водный раствор гидроксида бария называется баритовой водой.
Свойства
Гидроксид бария при стандартных условиях представляет собой бесцветные кристаллы. Гигроскопичен. Не растворим в спирте, но растворим в воде. Образует кристаллогидраты с одной, двумя, семью и восемью молекулами воды. Гидроксид бария токсичен, ПДК составляет 0,5 мг/м³.
Получение
1. Взаимодействие металлического бария с водой:
Ba+2 h3O⟶ Ba(OH)2+ h3↑{\displaystyle {\mathsf {Ba+2\ H_{2}O\longrightarrow \ Ba(OH)_{2}+\ H_{2}\uparrow }}}
2. Взаимодействие оксида бария с водой:
BaO+ h3O⟶ Ba(OH)2{\displaystyle {\mathsf {BaO+\ H_{2}O\longrightarrow \ Ba(OH)_{2}}}}
3. Взаимодействие сульфида бария с горячей водой:
BaS+2 h3O⟶ Ba(OH)2+ h3S↑{\displaystyle {\mathsf {BaS+2\ H_{2}O\longrightarrow \ Ba(OH)_{2}+\ H_{2}S\uparrow }}}
Химические свойства
1. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):
Ba(OH)2+2 HBr⟶ BaBr2+2 h3O{\displaystyle {\mathsf {Ba(OH)_{2}+2\ HBr\longrightarrow \ BaBr_{2}+2\ H_{2}O}}}
Ba(OH)2+ h3SO4⟶ BaSO4↓+2 h3O{\displaystyle {\mathsf {Ba(OH)_{2}+\ H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ BaSO_{4}\downarrow +2\ H_{2}O}}}
2. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли и воды:
Ba(OH)2+ CO2⟶ BaCO3↓+ h3O{\displaystyle {\mathsf {Ba(OH)_{2}+\ CO_{2}\longrightarrow \ BaCO_{3}\downarrow +\ H_{2}O}}}
Ba(OH)2+ SO3⟶ BaSO4↓+ h3O{\displaystyle {\mathsf {Ba(OH)_{2}+\ SO_{3}\longrightarrow \ BaSO_{4}\downarrow +\ H_{2}O}}}
Применение
Применяют гидроксид бария в виде баритовой воды как реактив на SO42− и CO32− (сульфат- и карбонат-ионы), для очистки растительных масел и животных жиров, как компонент смазок, для удаления SO4
2− (сульфат-ионов) из промышленных растворов, получения солей бария, а также гидроксидов рубидия и цезия из их сульфатов и карбонатов.Примечания
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
wikiredia.ru
его влияние, источники и методы очистки воды
Барий – химический элемент, относится ко второй группе ПСЭ Д.Менделеева, щелочноземельный металл. Соединения бария широко используются в нефтяной, электронной, бумажной промышленности. Представляет собой серебристо-белый металл плотностью 3,78 г/ куб. см. В природе барий в чистом виде не встречается, содержание элемента в земной коре не превышает 0,065%. Наиболее встречающимися соединениями являются сульфат бария и бария карбонат.
В воду барий попадает из природных источников, лишь малую долю можно отнести к деятельности человека. Большая концентрация металла обнаруживается в районах, где залегают следующие минералы: витерит, барит. Содержание бария в воде может составлять от 1 до 20 мг/л, тогда как допустимая концентрация вещества в питьевой воде согласно нормам Всемирной Организации Здравоохранения не должна превышать 0,7 мг/л, в России данный показатель находится на отметке 0,1 мг/л. По этой причине вопрос об очистке воды от бария рассматривается на высоком уровне. Проблемой водоочистки от бария занимаются специалисты НИИ и лабораторий Федерального агентства и Министерства Сельского Хозяйства.
Содержание бария в воде также зависит от свойств жидкости, а именно от наличия в ней сульфатов. Говоря научным языком, сульфат бария имеет низкий показатель растворимости, поэтому при большой концентрации вещества при нагревании воды до 18 градусов барий выпадает в осадок. Несмотря на достаточно легкий способ удаления бария из воды и присутствие его в природе, влияние металла на организм человека высоко. Употребление воды с большим содержанием данного вещества может привести к повышению кровяного давления, проявлению мышечной слабости, болям в брюшной полости. Поэтому так важна очистка воды от этого элемента.
Гидроксид бария оказывает негативное влияние на воздушно-дыхательные пути, прижигающее действие на роговицу глаз и кожу. Хлорид бария увеличивает проницаемость сосудов, что может привести к кровоизлиянию и оттекам, вызвать анемию, лимфоцитоз, лейкопению. Фторид бария может вызвать нервное раздражение, оказать влияние на мускулатуру. Всем выше перечисленным воздействиям подвержены люди, употребляющие воду с большой концентрацией металла, поэтому очистка воды от бария — один из важных этапов производства получения чистой питьевой воды.
В настоящее время существует несколько технологий очистки воды от бария: обратный осмос, ионный обмен, электродиализ. Выпускаемые современные фильтры используют технологию обратного осмоса, тогда как в промышленных масштабах очистку воды от бария проводят методом электродиализа и ионным обменом. Сегодня также существует нанотехнология, которая была разработана специалистами ВоГТУ (Вологодский Гуманитарно-технологический Университет), она позволяет произвести очистку воды от ионов бария методом очистки подземных вод от железа.
Технология такой водоподготовки чем-то напоминает метод нагревания воды до 18 градусов при высокой концентрации сульфатов в воде, образование осадка. Исследования, проведенные специалистами Университета, показывают, что процесс абсорбции, иными словами процесс поглощения сорбата объемом сорбента, может использоваться при очистке воды от бария.
Говоря о поступлении бария в организм, следует выделить, что большая часть его попадает с пищей. Наибольшую опасность несут морепродукты и морские обитатели, проживающие недалеко от мест скопления большого количества соединений бария. Со временем морские обитатели (рыба, кальмары, устрицы) накапливают в организме некоторое количество металла, однако содержание вещества может увеличиваться, это напрямую зависит от особенностей строения организма и места постоянно обитания. Некоторые морские растения могут увеличивать концентрацию бария в организме в 1000 раз. Употребление таких продуктов опасно для здоровья. Среди самых опасных продуктов, содержащие барий в пределах 2-20 мг/литр, являются помидоры и соевые бобы. Поэтому полив и продажа выше представленных продуктов должна осуществляться под бдительным контролем проверяющих органов (Санитарно эпидемиологическая служба, лаборатории сертификации и стандартизации).
Смотрите также:
Хлористый барий в воде — Справочник химика 21
Солемеры служат для окончательной проверки степени промывки алюмосиликатного гидрогеля умягченной водой. Предварительно определяют пробу на хлористый барий промывка считается законченной, если пробы воды, взятые при поступлении в промывочный чан и на выходе его, визуально дают одинаковую степень помутнения. [c.149]ХЛОР-ХЛОРИСТЫЙ БАРИИ—ВОДА [c.49]
Количественное определение солей серной кислоты и сернистой может быть произведено весовым путем, для чего подкисленный соляной кислотой водный раствор экстрагируется эфиром для удаления масел (обратное промывание эфира водой) и после прибавления кристаллика КСЮз осаждается хлористым барием. [c.347]
ВОДОРОД—ХЛОРИСТЫЙ БАРИЙ—ВОДА [c.29]
ХЛОРПСТЫЙ ВОДОРОД-ХЛОРИСТЫЙ БАРИЙ-ВОДА [c.597]
Определение кристаллизационной воды в хлористом барий. Хлористый барий измельчают в фарфоровой ступке. Затем берут в фарфоровом тигле навеску в 1 г, закрывают тигель крышкой и прокаливают 30—40 мин. в муфельной печи при 300—400°. После этого тигель помещают в эксикатор, охлаждают и взвешивают. Прокаливание повторяют до постоянного веса. [c.186]
ХЛОРИСТЫЙ ЛИТИЙ-ХЛОРИСТЫЙ БАРИЙ—ВОДА [c.775]
Лз 1538 ХЛОРИСТЫЙ [636] БЕРИЛЛИЙ— ХЛОРИСТЫЙ БАРИИ—ВОДА [c.817]
ХЛОРИСТЫЙ БЕРИЛЛИЙ— ХЛОРИСТЫЙ БАРИЙ—ВОДА [c.817]
Бензойная кислота — вода. Бензойная кислота — бензол Бензойная кислота — метанол Хлористый натрий — вода. Хлористый барий — вода [c.194]
Солянокислый раствор, содержащий барий, нагревают в стакане до кипения и добавляют 15 мл 20%-ного раствора сернокислого аммония и кипятят 10—15 мин. Осадок после охлаждения раствора отфильтровывают через двойной фильтр и промывают теплой дистиллированной водой до отсутствия ионов 504 » (реакция с хлористым барием — отсутствие мути). Фильтрат и промывные воды выбрасывают.
Промывка микросфер. Процесс проводят в промывочных чанах в течение 24 ч прп 45—50° С, т. е. при температуре процессов термообработки и активации. Выдерживать одинаковую температуру на всех стадиях мокрой обработки очень важно — катализатор не испытывает резких температурных напряжений, что положительно влияет на прочность его структуры. Окончание процесса промывки устанавливают ио отсутствию в промывной воде ионов ЗО » (лабораторный анализ с хлористым барием). [c.61]
Через каждые 4 ч первый по ходу процесса промывки чан отключают на разгрузку, а на первую ступень подключают очередной чан, прошедший процесс активации. Окончание процесса промывки определяют пробой на хлористый барий при помутнении промывной воды после 2—3 капель ВаОа промывку необходимо продолжить. [c.62]
Пипеткой отбирают 25 мл пробы и переносят в коническую колбу емкостью 250 мл. Затем добавляют 5 мл соляной кислоты (1 3) я 5 мл 10%-ного раствора хлористого бария (в случае присутствия сульфатов отфильтровывают выпавший сернокислый барий и вводят еще 5 мл хлористого бария). Затем добавляют 5 мл фосфорномолибденовой кислоты (в виде 10%-ного водного раствора) и 150. чл воды. Пробу кипятят до образования желтовато-зеленоватого осадка и дают отстояться в течение 14—16 ч. Далее фильтруют через стеклянный фильтр 4, промывают водой и сушат при 100 С до постоянной массы. [c.188]
Фосфорномолибденовая кислота (10%-ный водный раствор). Соляная кислота (1 4). Концентрированная серная кислота. Раствор хлористого бария иО%-ный). Раствор роданита аммония (5%-ный). Раствор хлористого олова (3,5 г хлористого олова растворяют в 10 мл концентрированной соляной кислоты и разбавляют 100 мл воды. Чтобы раствор не окислялся, в него вносят пять крупинок олова). [c.188]
Навеску нефтепродукта сжигают в калориметрической бомбе и затем определяют количество ионов ЗО , обнаруженных в дистиллированной воде, которой промыта бомба осаждение производится хлористым барием содержание серы выражается в % [c.660]
Способ определения коррозии масел, принятый в СССР, несколько отличен от американского. Медную отполированную пластинку выдерживают в течение 12 час. в 100 мл испытуемого масла, нагретого до 85°. Если на медной пластинке образуется черный осадок, то его растворяют в дымящей азотной кислоте. К выпаренному до сиропообразного состояния раствору добавляют соды в порошке и дают раствору испариться досуха. Осадок смешивают с водой, прибавляют соляной кислоты и основательно кипятят до выделения углекислоты. Затем прибавляют 5 мл 10%-ного раствора хлористого бария и нагревают 30 мин. Наличие белого осадка сернокислого бария указывает на присутствие серы в этом случае продукт не выдерживает испытания. Если на пластинке образовались желтые, светло-коричневые или какого-либо другого цвета налеты и пятна, продукт считается выдержавшим испытание. Все употребляемые реактивы должны быть испытаны на отсутствие в них серной кислоты. [c.388]
При охлаждении выделяются трибромбензол и сульфат натрия. Их отфильтровывают и промывают водой, пока фильтрат не перестанет давать осадок с раствором хлористого бария. Промытый осадок отжимают и сушат, затем переносят в прибор с пальчиковым холодильником и перекристаллизовывают из спирта, к которому добавляют небольшое количество активированного угля. [c.118]
Гольде [1] указывает, что при определении минеральной кислотности розовое окрашивание при индикаторе метиловом оранжевом может быть вызвано низшими растворимыми в воде жирными и нафтеновыми кислотами. Поэтому, если окрашивание наступает, нужно еще проделать реакцию с хлористым барием при нагревании в солянокислом растворе. Но даже если осадок сернокислого бария и выпадает нри этом, нужно иметь в виду возможность наличия в очищенном масле ничтожных количеств сернокислого бария. В сомнительных случаях определяют последний количественно вместе с общим содержанием ионов 804″. [c.598]
Осадок на фильтре промывают небольшими порциями теплой (30—40°) дистиллированной воды и проверяют полноту промывки добавлением к последней порции промывной воды, отобранной в пробирку, двух капель 10%-ного раствора хлористого бария. Если при этом не выпадает осадок сернокислого бария, промывку считают законченной. Затем фильтр с осадком переносят в предварительно взвешенный и доведенный до постоянного веса фарфоровый тигель № 3 и ставят его на край муфельной печи при открытой дверке и обугливают фильтр при возможно низкой температуре и свободном доступе воздуха. Доводить тигель до красного каления и допускать воспламенение фильтра нельзя. [c.690]
Метод определения серы в бомбе оспован на сжигании навески испытуемого нефтепродукта в калориметрической бомбе в атмосфере кислорода. Образовавшиеся соединения серы растворяются в воде. Образующиеся сульфиды окисляются бромной водой в сульфаты. При воздействии хлористого бария выпадает осадок сернокислого бария, который прокаливают и взвешивают. [c.187]
Осадок сернокислого бария высушивают, не вынимая из воронки, в сушильном шкафу, затем промывают горячим 96%-ным этиловым спиртом, вновь высушивают и промывают эфиром для удаления из осадка солей сульфокислот. Высушенный осадок переносят с фильтра и платиновый или фарфоровый тигель, прокаливают и вновь переносят на тот же фильтр, где окончательно промывают горячей водой до полного удаления из него примеси хлористого бария и хлористого натрия, адсорбированных сернокислым барием. Промытый осадок высушивают, сжигают с фильтром, прокаливают и взвешивают. Прокаливание повторяют до получения постоянного веса. [c.771]
Например, осадок нужно отмыть от сульфат-иона. Для этого к отобранной части фильтрата добавляют 1—2 капли раствора хлористого бария и 1 каплю соляной кислоты. Если осадок не образуется, это означает, что сульфат-ион отмыт и прол ывание можно считать законченным. Если же после Добавления хлористого бария будет заметно образование белой мути, то, следовательно, промывание еще не закончено. Тогда снова несколько раз промывают осадок горячей водой. Потом вновь проверяют фильтрат на присутствие сульфат-иона. [c.125]
Смесь медного и железного купоросов весила А г. После растворения ее в воде и прибавления избытка раствора хлористого бария выпал осадок, который весил Б г. Вычислите, сколько было в смеси железного и медного купоросов. [c.47]
Содержание серы. Повышенное содержание серы в коксе создает неблагоприятные условия в помещении цеха прока-лива1шя удаление серы при высокотемпературных процессах прокаливания и графитирования ухудшает структуру и прочностные свойства изделий (электродов, конструкционных материалов). Содержание серы в коксе можно определить методом двойного сожжения. В случае высокой зольности более точные результаты дает метод Эшка . Сущность последнего метода заключается в сплавлении навески кокса, помещенной в фарфоровый тигель, с окисью магния и углекислым натрием. При этом сера в коксе переходит в неорганические соли, растворимые в воде. При помощи насыщенного раствора брома (илп перекиси водорода) сульфиты переводят в сульфаты, затем раствор обрабатывают хлористым барием (при этом выпадает в осадок образовавшийся сернокислый барий). Осадок переводят па фильтр, промывают и высушивают и фарфоровом тигле до достижения постоянной массы. Содержание серы в коксе рассчитывают по формуле [c.139]
Осаждение. К раствору, имеющему нейтральную или щелочную реакцию, прибавляют 2—3 капли индикатора метилового оранжевого и по каплям концентрированную соляную кислоту до появления красного окрашивания раствора и после этого еще 1 мл этой же кислоты. Осадитель готовят, растворяя около 2 г хлористого бария в 50 мл горячей воды . Раствор нагревают до кипения и медленно, по каплям, прибавляют к нему горячий раствор хлористого бария. Для этого можно пропускать раствор хлористого бария через воронку с плотным фильтром. [c.161]
Потеря в весе представляет собой содержание кристаллизационной воды в хлористом барии и выражается в процентах по отношению к взятой навеске. [c.186]
ХЛОРИСТЫЙ ВОДОРОД-ХЛОРИСТЫЙ БАРИЙ—ВОДА НС1—Ba la—НгО [c.597]
ЗАКИСЬ АЗОТА— ХЛОРИСТЫЙ БАРИЙ-ВОДА К 0-ВаС1-Нз0 (=25 [c.936]
Поэтому для получения алкилсульфоновой кислоты в чистом виде серную кислоту осаждают рассчитанным количеством хлористого бария и водный раствор сульфоновой кислоты упаривают в вакууме, причем одновременно удаляется соляная кислота. Полностью обезводить сульфоновые кислоты очень трудно, так как они прочно удерживают воду. Если сульфоновая кислота образует хорошо кристаллизующийся гидрат, как это наблюдается для циклогексил- и изобутилмоносульфоио-вой кислот, его можио использовать для выделения вещества в чистом виде. Для очистки можно также перекристаллизовать натриевые соли низкомолекулярных алкилсульфоновых кислот из горячей воды. [c.488]
Завершается мокрая обработка гидрогеля промывкой его паровым конденсатом или технической умягченнцр водой до отрицательной реакции на сульфат-ион по хлористому барию. [c.117]
Способы определения содержания серы сжиганием испытуемого продукта в бомбе, принятые Ь качестве стандартных в СССР, США и ряде других стран, заключаются в том,что образовавшиеся прв( сгорании продукта окислы серы поглощаются предварительно залитой в бомбу водой, которую затем обрабатывают раствором хлористого бария с пос.1едующим весовым определением серы. [c.401]
Для уточнения этой методики были предложены различные поправки, однако применение большинства из них оказалось излишним, так как, не увеличивая точности способа, поправки только усложняли и удлиняли определение. Так, Гриффин [152] предложил определять серу в фильтрате после отфильтровывания Ва304 из тех соображений, что при сжигании масел, содержащих меркаптаны, образуются сульфокислоты, растворимые в воде и не осаждаемые хлористым барием, в связи с чем в результате опыта получается только 80% истинного содержания серы. [c.401]
При арбитражных испытаниях сожжение производится с заменой раствора перекиси водорода раствором бромн Зватистого натра (320 мл воды -1- 120 мл раствора NaOH крепостью 36° Боме S мл брома). По окончании сожжения содержимое поглотителя кипятят в стакане в течение 1 часа в присутствии концентрированной НС1 для удаления брома, а затем осаждают серную кислоту раствором хлористого бария. [c.411]
По окончании прокаливания тигель охлаждают, а его содержимое переносят в стакан, где обливают 75—80 мл горячей дистиллированной воды. Приставшие к тиглю частицы смеси снимают при помощи стеклянной палочки и смывают в стакан. Если эти частицы не смываются, то их растворяют в нескольких каплях разбавленной соляной кислоты, и раствор присоединяют к содержимому стакана. Стакан ставят на кипящую водяную баню и нагревают, периодически перемешивая его содержимое в течение 1 часа (не менее). После этого водный раствор сливавэт с осадка на фильтр, через который фильтруют его в другой стакан, а осадок промывают два раза горячей дистиллированной водой, фильтруя каждый раз промывную жидкость вместе с частью осадка через тот же фильтр. Затем на этот фильтр смывают остатки осадка и снова промывают весь осадок на фильтре горячей дистиллированной водой. Промытый осадок на фильтре проверяют на присутствие в нем сернокислых солей. Для этого стеклянной палочкой переносят небольшое количество осадка в пробирку, где растворяют его в разбавленной соляной кислоте (растворять осадок в концентрированной соляной кислоте нельзя, так как при этом может выпасть в осадок хлористый барий и данные анализа будут неправильно забракованы), и добавляют несколько капель 10%-ного раствора [c.416]
Из кипящего раствора осаждают кипящим 10%-ным раствором хлористого бария сульфаты согласно общим методом количественного анализа. Через 3 часа отфильтровывают осадок сернокислого бария, промывают горячей дистиллированной водой до полного удаления хлоридов в промывных водах (проба с азотнокислым серебром) чер133 беззольный фильтр синяя лента , высушивают и прокаливают до ростоянного веса. [c.783]
С целью более полного разделения масляной и водной фаз предложено эмульсию обрабатывать хлористым барием и нейтрализацию вести сульфатом аммония. Хлористый барий желательно вводить в количестве 1.7-1.8%, а сульфат аммо-ния в количестве 0.8-0.9% от веса эмульсии. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Отработанная эмульсия от станков по трубопровода м направляется в бак емкостью в 5-10 м . По дну бака проведен трубопровод с отверстиями, по которому подается сжатый воздух для перемешивания. При нормальных условиях в бак загружается 17—18% технического хлористого бария от объема эмульсии, который растворяется в водно дисперсионной среде в течение 3-10 мин. При этом масло и эмульгаторы всплывают на поверхность. Затем перемешивание прекращается и разложившаяся Зйульсия отстаивается в течение 30 мин, после чего масло отбирается, а в водный остаток вводится сухой технический сульфат аммония для перевода солей бария в фильтруемое состояние При перемешивании воздухом в объеме 8-9%. Далее смесь пёремешивается еще 10 мин, выпавший осадок отфильтровывается, а чистая водная фаза сбрасывается в канализацию. Очищенная вода содержит не более 7.0-10 мг/л нефтепродуктов. Хлористый барий является самым эффективным деэмульгатором для разложения отработанных эмульсий НГЛ-205 и СДМУ, а также их смесей. [c.204]
В даннОлМ случае удобнее всего проверить содержание ионОз SOI в промывных водах. Для этого собирают в пробирку около 1 лгл последней порции вытекающей из воронки жидкости и приливают к ней раствор хлористого бария. Если при этом в пробирке образуется муть BaSO , то осадок на фильтре промывают еще несколько раз до тех пор, пока фильтрат после приливания к нему раствора хлористого бария не будет оставаться совершенно прозрачным. [c.156]
Для защиты растений от вредителей применяют раствор хлористого бария ВаС1з, содержащий 50 г вещества в 2 л воды. Чему равна процентная концентрация такого раствора [c.46]
chem21.info
Популярная библиотека химических элементов. Раритетные издания. Наука и техника
Барий
| 56 | |
Ba |
2 8 18 18 8 2 |
| БАРИЙ | |
| 137,34 | |
| 6s2 | |
В 1774 г. шведский химик Карл Вильгельм Шееле и его друг Юхан Готлиб Ган исследовали один из самых тяжелых минералов – тяжелый шпат BaSO4. Им удалось выделить неизвестную раньше «тяжелую землю», которую потом назвали баритом (от греческого βαρυς – тяжелый). А через 34 года Хэмфри Дэви, подвергнув электролизу мокрую баритовую землю, получил из нее новый элемент – барий. Следует отметить, что в том же 1808 г., несколько раньше Дэви, Йене Якоб Берцелиус с сотрудниками получил амальгамы кальция, стронция и бария. Так появился элемент барий. Естествен вопрос: почему барий не открыли раньше, ведь главный его минерал BaSO4 известен с XVII в.? «Вскрыть» этот минерал, выделить из него «землю», окисел, оказалось не под силу предшественникам Шееле и Гана. Еще алхимики прокаливали BaSO4 с деревом или древесным углем и получали фосфоресцирующие «болонские самоцветы». Но химически эти самоцветы не BaO, а сернистый барий BaS.
Интересно, что в чистом виде сульфид бария не светится: необходимы микропримеси веществ-активаторов – солей висмута, свинца, молибдена и других металлов.
Барий вокруг нас
В земной коре содержится 0,05% бария. Это довольно много – значительно больше, чем, скажем, свинца, олова, меди или ртути. В чистом виде в земле его нет: барий активен, он входит в подгруппу щелочноземельных металлов и, естественно, в минералах связан достаточно прочно.
Основные минералы бария – уже упоминавшийся тяжелый шпат BaSO4 (чаще его называют баритом) и витерит BaCOз, названный так по имени англичанина Уильяма Витеринга (1741…1799), который открыл этот минерал в 1782 г. В небольшой концентрации соли бария содержатся во многих минеральных водах и морской воде. Малое содержание в этом случае плюс, а не минус, ибо все соли бария, кроме сульфата, ядовиты.
Знаменитый польский писатель-фантаст и философ Станислав Лем в своей книге «Сумма технологии» высказал мысль, что природа – вовсе не такой уж гениальный конструктор, каким ее хотят представить многие ученые. Возможно, что это и так, но природе нельзя отказать в одном – в большой придирчивости. Так, создавая живое вещество, она из 107 известных нам элементов использовала около 20 (включая микроэлементы). И барию здесь повезло. Он попал в число «избранных», правда, в основном как спутник кальция. Барий встречается в стеблях морских водорослей, в известковом покрове морских животных, в золе деревьев и растений.
Чистый барий и баритовая вода
Барий можно получить разными способами, в частности при электролизе расплавленной смеси хлористого бария и хлористого кальция. Можно получать барий и восстанавливая его из окиси алюмотермическим способом. Для этого витерит обжигают с углем и получают окись бария:
BaCO3 + C → BaO + 2CO.
Затем смесь BaO с алюминиевым порошком нагревают в вакууме до 1250°C. Пары восстановленного бария конденсируются в холодных частях трубы, в которой идет реакция:
3BaO + 2Al → Al2O3 + 3Ba.
Интересно, что в состав запальных смесей для алюмотермии часто входит перекись бария BaO2.
Получить окись бария простым прокаливанием витерита трудно: витерит разлагается лишь при температуре выше 1800°C. Легче получать BaO, прокаливая нитрат бария Ba(NO3)2:
2Ba (NO3)2 → 2BaO + 4NO2 + O2.
И при электролизе и при восстановлении алюминием получается мягкий (тверже свинца, но мягче цинка) блестящий белый металл. Он плавится при 710°C, кипит при 1638°C, его плотность 3,76 г/см3. Все это полностью соответствует положению бария в подгруппе щелочноземельных металлов.
Известны семь природных изотопов бария. Самый распространенный из них барий-138; его больше 70%.
Барий весьма активен. Он самовоспламеняется от удара, легко разлагает воду, образуя растворимый гидрат окиси бария:
Ba + 2H2O → Ba (OH)2 + H2.
Водный раствор гидрата окиси бария называют баритовой водой. Эту «воду» применяют в аналитической химии для определения CO2 в газовых смесях. Но это уже из рассказа о применении соединений бария. Металлический же барий практического применения почти не находит. В крайне незначительных количествах его вводят в подшипниковые и типографские сплавы. Сплав бария с никелем используют в радиолампах, чистый барий – только в вакуумной технике как геттер (газопоглотитель).
Польза бариевых солей
Важнее оказались соединения бария. Так, карбонат бария BaCO3 добавляют в стекольную массу, чтобы повысить коэффициент преломления стекла. Сернокислый барий применяют в бумажной промышленности как наполнитель; качество бумаги во многом определяется ее весом, барит BaSO4 утяжеляет бумагу. Эта соль обязательно входит во все дорогие сорта бумаги. Кроме того, сульфат бария широко используется в производстве белой краски литопона – продукта реакции растворов сернистого бария с сернокислым цинком:
BaS + ZnSO4 → BaSO4 + ZnS.
Обе соли, имеющие белый цвет, выпадают в осадок, в растворе остается чистая вода. Белая краска на основе мелкокристаллических сульфата бария и сульфида цинка неядовита и обладает хорошей кроющей способностью.
При бурении глубинных нефтяных и газовых скважин используется в качестве буровой жидкости взвесь сернокислого бария в воде.
Еще одна бариевая соль находит важное применение. Это титанат бария BaTiO3 – один из самых главных сегнетоэлектриков*, считающихся очень ценными электротехническими материалами. Свое название сегнетоэлектрики (правильнее было бы «сеньетоэлектрики») получили от имени французского аптекаря Сеньета, открывшего около 1655 г. двойную калиево-натриевую соль винной кислоты. Сеньет и не думал, что его соль обладает какими-то особыми физическими свойствами, в течение многих лет ее применяли только как слабительное. И лишь в 1918 г. американский физик Андерсон обратил внимание на то, что при температуре от –15 до +22°C эта соль имеет необычно большую диэлектрическую проницаемость. Тогда и родилось понятие о новом классе веществ, называемых теперь сегнетоэлектриками.
* Любой диэлектрик, помещенный в электрическое поле, поляризуется: положительные заряды скапливаются па одном конце, а отрицательные – на другом. Сегнетоэлектрики же поляризуются сами по себе, без воздействия внешнею поля. Среди диэлектриков они выделяются так же, как ферромагнитные материалы среди проводников. Способность к такой поляризация сохраняется только при определенной температуре. Поляризованные сегнетоэлектрики отличаются большей диэлектрической проницаемостью.
В 1944 г. этот класс пополнился титанатом бария, сегнетоэлектрические свойства которого были открыты советским физиком Б.М. Вулом. Особенность титаната бария состоит в том, что он сохраняет сегнетоэлектрические свойства в очень большом интервале температуры – от близкой к абсолютному нулю до +125°C. Это обстоятельство, а также большая механическая прочность и влагостойкость титаната бария способствовали тому, что он стал одним из самых важных сегнетоэлектриков. Получить его сравнительно просто. Витерит BaCO3 при 700…800°C реагирует с двуокисью титана ТЮ2, получается как раз то, что нужно:
BaCO3 + TiO2 → BaTiO3 + CO2.
Титанат бария, как и все сегнетоэлектрики, обладает также пьезоэлектрическими свойствами: изменяет спои электрические характеристики под действием давления. При действии переменного электрического поля в его кристаллах возникают колебания, в связи с чем их используют в радиосхемах и автоматических системах. Титанат бария применяли при попытках обнаружить волны гравитации.
На вопрос, найдет ли этот скромный элемент №56 какое-либо новое применение в народном хозяйстве, сейчас, пожалуй, ответить нельзя. Не следует, конечно, ждать от него слишком многого. Он не очень специфичен, довольно рассеян и уже потому недешев. Кроме того, технология получения многих соединений бария трудоемка и требует больших затрат энергии. Но, думается, что еще не все полезные свойства бария и его соединений известны людям. Не случайно же главная на сегодня бариевая соль – его титанат – служит людям менее полувека…
Зеленый огонь
Окуните стеклянную палочку в раствор соли бария, а затем внесите ее в огонь горелки – пламя сразу же окрасится в зеленый цвет. Это одна из характерных качественных реакций элемента №56. Зеленая окраска пламени – «визитная карточка» бария, даже если он присутствует в микроскопических количествах. Когда во время салютов вы видите зеленые ракеты или как, разбрасывая искры, медленно горит зеленый бенгальский огонь, вспомните, что в их составе обязательно есть соли бария. К примеру, в состав зеленого бенгальского огня входят Ba (NO3)2 и BaCl2.
Как добывали кислород
Прокаливаемая окись бария при 500…600°C начинает поглощать кислород воздуха, образуя перекись бария BaO2. Однако при дальнейшем нагреве (выше 700°C) от перекиси бария отщепляется кислород, и она вновь переходит в окись. В XIX в. этими реакциями пользовались для получения кислорода: окись бария превращали в перекись, а затем, нагревая последнюю, получали кислород. Этот метод применяли до 90-х годов прошлого века, пока не был найден способ извлечения кислорода из жидкого воздуха.
Барий в рентгеноскопии
Старинная арабская пословица говорит: «Все несчастья в жизни – от желудка». Действительно, желудочные заболевания причиняют много беспокойства медикам, а еще больше – некоторым их пациентам. Здесь врачам помогает барий. Его сернокислую соль применяют при диагностике желудочных заболеваний. BaSO4 смешивают с водой и дают проглотить пациенту. Сульфат бария непрозрачен для рентгеновских лучей, и поэтому те участки пищеварительного тракта, по которым идет «бариевая каша», остаются на экране темными. Так врач получает представление о форме желудка и кишок, определяет место, где может возникнуть язва.
Барий и радиация
В последние годы элемент №56 нашел применение в атомной технике. Во-первых, барий, хорошо поглощающий рентгеновское излучение и гамма-лучи, вводят в состав защитных материалов. Во-вторых, платиноцианатом бария Ba[Pt(CN)4] покрывают светящиеся экраны приборов. Под действием рентгеновских или гамма-лучей кристаллы этой соли начинают ярко светиться желто-зеленым цветом. В-третьих, соединения бария используют в качестве носителя при извлечении радия из урановых руд.
• Лантан
• Оглавление
Дата публикации:
9 августа 2003 года
n-t.ru
Барий
Серебристо-белый металл, плотность 3,76; т. пл. 710 °С; т. кип. 1640 °С. Наиболее ядовиты хорошо растворимые в воде хлорид, нитрат и сульфат, а также гидроксид бария; плохо растворимый в воде карбонат менее ядовит. В малых концентрациях соли бария довольно стабильны в воде, в больших (более 100 мг/л) под влиянием сульфатов, содержащихся в природной воде, частично выпадают в осадок.[ …]
В природных водах нашей страны барий содержится в сравнительно небольших концентрациях (1СМ—10 3 мг/л) [0-38; 0-48; 0-64; 0-71].[ …]
Содержится в сточных водах производств химических, химико-фармацевтических, металлургических, машиностроительных, лакокрасочных, бумажных, керамических, стекольных, мыловаренных, полиграфических, резинотехнических изделий, электротехнических, текстильных и нефтехимических. В сточных водах нефтехимических предприятий США концентрация бария составляла в среднем 87 мг/л, минимальная 12 и максимальная 285 мг/л [1].[ …]
Влияние на человека и теплокровных животных. Летальная доза бария для взрослых людей составляет 550—600 мг/кг массы [0-67, 0-56, 0-43]. Растворимые в воде соли бария при поступлении в организм человека с питьевой водой создают угрозу отравления, так как очень ядовиты [0-301, особенно при длительном действии. По данным [3; 0-31], они аккумулируются в печени, легких и селезенке, оказывают, токсическое действие на мышцу сердца, на кровеносные сосуды и нервы. Токсичны также гипохлорит, ацетат, карбонат и сульфат бария [0-12]. По данным [0-34], для людей токсические концентрации при поступлении в организме с питьевой водой: ацетат — 2,0 мг/л, карбонат—1,0 мг/л и цианид — 0,01 мг/л.[ …]
Дозе 5 мг/кг массы или концентрация 100 мг/л для кроликов признана безвредной [0-53]. По данным [7], барий-ион предположительно считают мутагеном.[ …]
Влияние на процессы самоочищения водоемов. Барий-ион тормозит процессы самоочищения водоемов в концентрации 10 мг/л [2]. На микрофлору сооружений биологической очистки сточных вод вредное действие оказывает хлорид бария в концентрации 1000 мг/л [0-43].[ …]
Рекомендуется извлекать барий из сточных вод известью или железом .(эффект 95%), активным углем (эффект 90%) [0-55], ионообменными смолами [0-5,6]. Эффект извлечения бария из сточных вод составил известью — 38%, квасцами — 53%, с помощью физических методов — 64% [0-49].[ …]
Колориметрическим и спектрографическим методами с чувствительностью . 0,05 мг/л, а также методами объемного анализа [0-6; 0-12; 0-23].[ …]
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
Микроэлементы барий, литий, бор в питьевой воде. Пути их поступления и потенциальная опасность для здоровья.
Микроэлементы &mdash это химические элементы, которые содержатся в тканях человека, животных и растений в концентрациях 1:100 000 (или 0,001%, или 1 мг на 100 г массы) и менее. Среди микроэлементов различают эссенциальные, т. е. жизненно необходимые, условно эссенциальные и токсические. Литий и бор относятся к условно-эссенциальным, а барий к токсическим микроэлементам.
Частичнобарийпопадает в окружающую среду в результате деятельности человека, однако в воду он попадает в основном из природных источников. Как правило, содержание бария в подземных водах невелико. Однако в районах, где залегают содержащие барий минералы (барит, витерит), его концентрация в воде может составлять от единиц до нескольких десятков миллиграмм на литр. Содержание бария в воде также зависит от наличия в ней сульфатов. Дело в том, что сульфат бария имеет крайне низкий предел растворимостии легко выпадает в осадок, поэтому относительно высокое содержание бария возможно только в водах с низким содержанием сульфатов. Будучи достаточно крупным катионом, барий довольно хорошо сорбируется глинистыми частицами, гидроксидами железа и марганца, что также снижает его подвижность в воде.
Основным путем поступления бария в организм человека является пища.Однако в районах, где концентрация бария в воде высока, питьевая вода также может внести вклад в суммарное потребление бария.
Данные USEPA(Агенство США по защите окружающей среды) свидетельствуют о потенциальной опасности повышения кровяного давления при длительном употреблении воды, содержащий барий, а также отом, что даже разовое употребление водыс повышенным содержанием барияможет привести к мышечной слабости и болям в брюшной области.
В природных водах и источниках питьевого водоснабжениялитийсодержится в малых концентрациях 10-3&mdash20-2мг/л и лишь в минеральных источниках, вода которых используется для лечебных целей, он нередко содержится и в более высоких концентрациях.Природным источником лития служат минералы сподумен, лепидолит и другие.
Хоть и в малых количествах, но литий необходим организму человека.Если будет нехватка лития, то у человека начнут развиваться всевозможные хронические заболевания, в частности психические и нервные.Японские ученые доказали, что содержание лития в питьевой воде снижает риск суицида. В то же время, передозировка элемента приводит к негативным последствиям серьезно изменяется обмен веществ.Ученые до сих пор не определили суточную потребность в литии, не известна и летальная доза. Но известна токсическая доза это 92-200 мг. Такое большое количество получить из воды или продуктов питания невозможно.
При попадании в организм органического лития, усваивается лишь необходимое количество элемента, остальное выводится. Поэтому при естественном потреблении избытка этого элемента не будет.
Источникомборав подземных водах служат бороносные осадочные породы, породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (так называемые скарны), соленосные отложения, а также вулканические породы и глины, содержащие бор, сорбированный из морской воды. Источниками соединений бора в природе служат также воды нефтяных месторождений, рапа соленых озер, термальные источники, особенно в районах вулканической активности.
В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот.
В минерализованных щелочных водах(при рН 7-11)концентрация бора может достигать единиц и даже десятков мг/л, что делает такую воду потенциально небезопасной для питьевого применения.
При поступлении боратов или борной кислоты внутрь с водойбор быстро и почти полностью поглощается из желудочно-кишечного тракта. Выведение бора происходит в основном через почки. При непродолжительном употреблении внутрь бора в повышенных концентрациях возникает раздражение желудочно-кишечного тракта. При длительном воздействии соединений бора нарушение процессов пищеварения приобретает хронический характер (развивается так называемый борный энтерит), возникает и борная интоксикация, которая может поразить печень, почки, центральную нервную систему. В длительных исследованиях на животных было выявлено негативное воздействие бора на репродуктивную функцию у мужских особей, а также токсическое действие на эмбрион во время беременности с возможностью возникновения дефектов у новорожденных.
ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия проводит исследования воды на содержание бария, лития методом капиллярного электрофореза и бора — методом флуориметрии. В период с 2013 г по 2014 гг проведено более 700 исследований воды централизованных систем питьевого водоснабжения на содержание бора и свыше 100 исследований на содержание лития и бария. В некоторых районах республики Мордовия было зафиксировано повышенное содержание бора в воде систем холодного водоснабжения.
Исследование воды проводится аккредитованным Испытательным Лабораторным Центром ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия по адресу: 430030 Саранск, ул. Дальняя, д. 1а, тел./факс
(8342) 24-85-28. Центр принимает заявки от населения и исследует широкий спектр показателей в различных водах (водопроводной, колодезной, очищенной, бутылированной, минеральной и т.д.).
13.rospotrebnadzor.ru