Реакции с барием: Attention Required! | Cloudflare

Содержание

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 (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.

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.

Таблица Менделеева online - Качественные реакции на катион бария
  • Реакция с хроматом калия К2CrO4.
    В этой реакции хромат калия образует с ионами бария светло-желтый кристаллический осадок:

    ВаСl2 + К2CrO4 → ВаCrO4 + КСl

    Ba2+ + CrO42- → ВаCrO4

    Для выполнения реакции возьмите пробирку и поместите в нее 3-5 капель раствора соли бария и добавьте в нее столько же 2н раствора хромата калия К2CrO4, затем нагрейте содержимое пробирки и обратите внимание на цвет и форму осадка.

    Обратите внимание: хромат калия растворим в соляной кислоте НСl и азотной кислоте НNO3, нерастворим в уксусной кислоте СН3

    СООН:

    2ВаCrO4 + 4НСl → 2ВаСl2 + Н2Cr2O7 + Н2О

    2ВаCrO4 + 2Н+ → 2Ва2+ + Cr2O72- + Н2О

  • Серная кислота и ее соли образуют белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимого в кислотах и щелочах:

    Ba2+ + SO42- → BaSO4

    (Открываемый минимум - 0,4 µг; предельное разбавление 1:1,25·105).

    Ион Са2+ мешает этой реакции, так как он тоже образует осадок с сульфат–ионами.

    Для проведения этой реакции в пробирку налить 3-5 капель соли бария и столько же 2н раствора серной кислоты или любого растворимого сульфата. Образуется осадок, который нерастворим в слабых и сильных кислотах.

  • Реакция с групповым реактивом (NH4)2CO3.
    В этой реакции карбонат аммония с ионами бария образует аморфный белый осадок BaSO3, который при нагревании превращается в кристаллический:

    ВаСl2 + (NH4)2CO3 → ВаСО3 + 2NH4Сl

    Ba2+ + CO32- → BaСО3

    Для проведения этого опыта необходимо в пробирку поместить 3-5 капель соли бария, добавить 3-5 капель 2н раствора карбоната аммония (NH4)2CO3. После выпадения осадка содержимое пробирки нагреть - аморфный осадок превращается в кристаллический.

  • Реакция с сульфатом аммония (NH4)2SO4.
    В этой реакции насыщенный раствор сульфата аммония образует с ионами бария белый кристаллический осадок.
    Для этого опыта к 3-5 каплям соли бария добавьте 5-8 капель насыщенного раствора сульфата аммония - выпадает осадок сульфата бария ВаSО4.
    Данный реактив не осаждает ионы кальция, так как образуется растворимая комплексная соль (NH4)2[Ca(SO4)2].
  • Реакция с гипсовой водой (насыщенный раствор сульфата кальция) CaSO4.
    Гипсовая вода при взаимодействии с ионами бария на холоде вызывает немедленное образование осадка сульфата BaSO4.
    Выполнение: к 3-4 каплям соли бария добавить 3-5 капель гипсовой воды. Выпадает осадок сульфата BaSO4.
  • Реакция с оксалатом аммония (NH4)2С2O4: данный реактив с ионами бария образует белый кристаллический осадок оксалат бария ВаС2O4:

    ВаСl2 + (NH4)2С2O4 = ВаС2O4 + 2Nh5Сl

    Ba2+ + С2O42- → ВаС2O4

    К раствору соли бария прилить 3-5 капель 2н раствора оксалата аммония. Выпадает кристаллический осадок, который растворим в 2н растворах соляной и азотной кислот, в кипящей уксусной кислоте СН3СООН и не растворим в уксусной кислоте СН3СООН на холоде.

    ВаС2O4 + 2H+ → Ba2+ + Н2С2О4

  • Горение: соли бария (лучше хлорид бария ВаСl2) окрашивают пламя горелки в желто-зеленый цвет.
  • 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: свойства, взаимодействие, соединения, определение

    БАРИЙ, Ва (лат. Baryum, от греч. barys — тяжёлый * а. barium; н. Barium; ф. barium; и. bario), — химический элемент главной подгруппы 11 группы периодической системы элементов Менделеева, атомный номер 56, атомная масса 137,33. Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов; преобладает 138Ва (71,66%). Барий открыт в 1774 шведским химиком К. Шееле в виде ВаО. Металлический барий впервые получил английский химик Х. Дэви в 1808.

    Свойства бария

    Барий — тягучий ковкий металл серебристо-белого цвета. Барий кристаллизуется по типу кубической. объёмноцентрированной решётки с параметром а=5,019 Е. Плотность 3630 кг/м3 (20°С). t плавления 727°С, t кипения около 1860°С. Теплота плавления 8673,3±335,2 кДж/кг, удельная теплоёмкость 2,84•102 Дж/кг•К (0-100°С). Удельное электрическое сопротивление 6 • 10-7 ом • м, термический коэффициент линейного расширения 1,9 • 10-5 град-1 (0-100°С).

    Соединения бария

    По химическим свойствам барий сходен с кальцием и стронцием, превосходя их по химической активности. Быстро окисляется на воздухе, образуя плёнку, содержащую оксид, переоксид и нитрид бария. При нагревании на воздухе легко воспламеняется и сгорает. Энергичнее кальция разлагает воду с выделением водорода. Наиболее характерная для бария степень окисления +2, однако известны соединения, в которых степень окисления бария + 1 (напр., BaCl). При нагревании барий взаимодействует с водородом и азотом, образуя гидриды и нитриды (ВаН2 и Ba3N2). В дуговой печи получают карбид ВаС2 и фосфид Ва3Р2. Сульфид бария, BaS, образуется при нагревании сульфата бария до 1200°С в восстановительным атмосфере. Барий непосредственно реагирует с галогенами, образуя соли соответствующих галогеноводородных кислот. Со свинцом, никелем, оловом, железом барий даёт сплавы. При взаимодействии бария с разбавленными кислотами получаются соли BaSO4, Ba(NO3)2. Галогениды, нитрат, хлорид и некоторые другие соединения бария токсичны.

    Барий — довольно распространённый элемент; содержание его в земной коре составляет 5•10-2%. Основная масса бария находится в рассеянном состоянии в изверженных и осадочных породах. Из осадочных пород наиболее обогащены барием глины и глинистые сланцы, из изверженных — кислые и щелочные. Главные концентраты бария в изверженных породах — калиевые полевые шпаты и слюды, в которых накопления барий обусловлено К+ — Ва+ -изоморфизмом. Важная геохимическая особенность бария — тенденция концентрироваться в постмагматические фазу. Переносится барий в виде растворимых соединений. Известно 10 собственных минералов бария. Главный минерал бария — барит. Менее распространены витерит, цельзиан — BaAl2Si2О3, гиалофан — К2BaAl2Si4О12 и др.

    Об основных генетических типах месторождений природного сырья бария и его обогащении см. в ст. Баритовые руды.

    Получение бария

    Металлический барий получают термическим восстановлением в вакууме при 1100-1200°С окиси бария порошком алюминия. Барий применяют в сплавах — со свинцом (типографские и антифрикционные сплавы), алюминием и магнием (газопоглотители в вакуумных установках). Широко используют его искусственные радиоактивные изотопы.

    Применение бария

    Барий и его соединения добавляют в материалы, предназначенные для защиты от радиоактивного и рентгеновского излучения. Широко применяются соединения бария: оксид, пероксид и гидроксид (для получения перекиси водорода), нитрид (в пиротехнике), сульфат (как контрастное вещество при рентгенологии, исследованиях), хромат и манганат (при изготовлении красок), титанат (один из важнейших сегнетоэлектриков), сульфид (в кожевенной промышленности) и т.д.

    №56 Барий

    Таблица
      ^   =>>
    v

    История открытия:

    Уже алхимиков заинтересовали свойства одного из тяжелых минералов, тяжелого шпата, как теперь известно природного сульфата бария. В 1774 г. Юхан Ган и его друг Карл Шееле исследовали тяжелый шпат и установили, что в нем содержится особая "земля" (оксид неизвестного металла). Несколько позднее ей было предложено название барит (baryte). Под этими названиями бариевая земля описывалась в учебниках химии конца XVIII и начала XIX в. Содержащийся в ней неизвестный металл стали называть барий (Barium) от греческого слова тяжелый. В 1808 году Дэви Гемфри электролизом барита впервые получил металлический барий в виде амальгамы.

    Получение:

    В природе образует минералы барит BaSO4 и витерит BaCO3. Получают алюмотермией или разложением азида:
    3BaO+2Al=Al2O3+3Ba
    Ba(N3)2=Ba+3N2

    Физические свойства:

    Серебристо-белый металл с более высокой температурой плавления и кипения и большей плотностью, чем у щелочных металлов. Очень мягкий. Тпл.= 727°С.

    Химические свойства:

    Барий является сильнейшим восстановителем. На воздухе быстро покрывается пленкой оксида, пероксида и нитрида бария, загорается при нагревании или при простом раздавливании. Энергично взаимодействует с галогенами, при нагревании с водородом и серой.
    Барий энергично взаимодействует с водой и кислотами. Хранят, как и щелочные металлы, в керосине.
    В соединениях проявляет степень окисления +2.

    Важнейшие соединения:

    Оксид бария.Твердое вещество, энергично взаимодействует с водой, образуя гидроксид. Поглощает углекислый газ, переходя в карбонат. При нагревании до 500°С реагирует с кислородом с образованием пероксида
    Пероксид бария BaO2, белое вещество, плохо растворим, окислитель. Применяется в пиротехнике, для получения пероксида водорода, отбеливатель.
    Гидроксид бария Ba(OH)2, октагидрат Ba(OH)2*8H2O, бесцв. крист., щелочь. Применяют для обнаружения сульфат и карбонат ионов, для очистки растительных и животных жиров.
    Соли бария бесцветные крист. вещества. Растворимые соли сильно ядовиты.
    Хлорид бария получают взаимодействием сульфата бария с углем и хлоридом кальция при 800°С - 1100°С. Реактив на сульфат-ион. применяется в кожевенной промышленности.
    Нитрат бария, бариевая селитра, компонент пиротехнических составов зеленого цвета. При нагревании разлагается с образованием оксида бария.
    Сульфат бария практически нерастворим в воде и в кислотах, поэтому малоядовит. применяется для отбеливания бумаги, при рентгеноскопии, наполнитель баритобетона (защита от радиоактивного излучения).

    Применение:

    Металлический барий используется как компонент ряда сплавов, раскислитель при производстве меди и свинца. Растворимые соли бария ядовиты, ПДК 0,5 мг/м3.


    См. также:
    С.И. Венецкий О редких и рассеянных. Рассказы о металлах. Удача сапожника из Болоньи.

    Барий. Обнаружение и определение : Farmf

    Барий. Обнаружение и определение

    Барий. Токсикологическое значение
    Из соединений бария токсикологическое значение имеют его гидроксид, хлорид, нитрат, карбонат, хлорат и др. Все растворимые соли бария ядовиты. Соединения бария применяю для получения препаратов бария, в керамическом и стекольном производстве (ВаСОз), в текстильной и резиновой промышленности, в сельском хозяйстве (ВаСl2) для борьбы с вредителями растений; селенит бария (BaSeО3) и бария карбонат применяют для дератизации.

    Некоторые препараты бария, например бария хлорид, гидрат окиси бария, имеют применение в аналитических лабораториях. Бария сульфат, применяемый при рентгеноскопии, практически нетоксичен. Смерть наступает от паралича сердца.

    В истории отравлений барием различают два периода: первый – до введения бария сульфата в качестве контрастного вещества при рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта, второй – после введения бария сульфата в рентгеноскопию. В первом периоде отравления соединениями бария были редкими. Причиной их было применение бария карбоната в смеси с мукой для отравления крыс или бария хлорида для аппретуры белья.

    С момента внедрения бария сульфата в медицинскую практику отравления солями бария стали встречаться чаще. Причиной этих интоксикаций, как правило, является бария сульфат, нерастворимый в воде и в жидкостях организма, а растворимые соли его, содержащиеся в бария сульфате в виде примесей, или ошибочное применение растворимых солей бария вместо бария сульфата.

    Известны случаи отравления бария карбонатом, находящимся в бария сульфате в виде примесей. Такие отравления объясняются тем, что для рентгеноскопии используют большие (до 100 г и более) количества бария сульфата, который по способу своего получения может содержать бария карбонат, переходящий в организме под влиянием соляной кислоты желудочного сока в растворимый бария хлорид.

    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.

    Барий и его соединения оказываются действия:

    • нейротоксическое (паралитическое)
    • кардиотоксическое
    • гемотоксическое

    Барий. Основные симптомы отравления:

    • жжение во рту и пищеводе
    • боли в животе
    • тошнота
    • рвота
    • диарея
    • головокружение
    • кожные покровы бледные, покрыты холодным потом.
    • пульс медленный, слабый
    • экстрасистолия, мерцание предсердий, возможна остановка сердца
    • снижение АД
    • одышка, цианоз.

    Через 2-3 ч после отравления – нарастающая мышечная слабость (особенно мышц верхних конечностей и шеи), иногда гемолиз.

    Соединения бария выделяются из организма главным образом через кишечник. Следовые количества этих соединений выводятся через почки и частично откладываются в костях. Сведения о содержании бария как нормальной составной части клеток и тканей организма в литературе отсутствует.

    Барий. Патологоанатомическая картина
    Патологоанатомическая картина неспецифична: наблюдаются гиперемия и кровоизлияния в слизистой оболочке желудка, кишках, серозных покровах и в легких, жировое перерождение печени. Химико-токсикологическое исследование оказывает серьезную помощь в диагностике отравлений.

    Выделение бария происходит главным образом через желудочно-кишечный тракт. Ва2+ в незначительных количествах содержится во всех органах и тканях живых существ в качестве естественной составной части организма (А. О. Войнар).

    Барий. Исследование фильтрата

    1. Реакция перекристаллизации BaSО4 из концентрированной кислоты серной.
    Часть исследуемого осадка на фильтре переносят на предметное стекло и слегка подсушивают. Затем к осадку прибавляют 2 капли концентрированной кислоты серной и осторожно нагревают до появления паров. (Кислота серная не должна растекаться на предметном стекле). При наличии в осадке бария сульфата на стекле через 15 – 20 мин после охлаждения появляются бесцветные кристаллы, имеющие форму квадратов с вытянутыми углами или в виде мелких крестов и прямоугольных пластинок.

    2. Реакция образования бария йодата

    BaSO4 = BaS   +  2CO2

    BaS   +  2HСl = BaCl2   +  H2S

    BaCl2   +  2KIO3 = Ba(IO3)2   +  2KCl

    На предметное стекло наносят несколько капель 10 % раствора кислоты хлороводородной. Затем платиновой петлёй забирают часть исследуемого осадка и нагревают его в восстановительной части пламени горелки. При этом бария сульфат восстанавливается в бария сульфид, а пламя горелки окрашивается в зелёный цвет.

    При исследовании больших количеств осадка и при поступлении на химико–токсикологический анализ химических соединений бария возможно проведение дополнительных подтверждающих реакций.

    3. Реакция с калия бихроматом

    2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O = 2BaCrO4 ¯ + 2KCl + 2HCl

    Выпадает жёлтый кристаллический осадок.

    4. Реакция с кислотой серной

    BaCl2  +  H2SO4 = BaSO4 ¯   +  2HCl

    Выпадает белый кристаллический осадок.

    5. Реакция с натрия родизонатом

    В присутствии катиона бария на бумаге появляется красновато–коричневое пятно не исчезающее от добавления капли кислоты хлороводородной (отличие от стронция).

    Объектами исследования на наличие бария могут быть не только органы трупов и биологические жидкости, но и химические соединения этого металла, которые в народном хозяйстве широко используются для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и для других целей.

     Исследование минерализата после отделения осадка (BaSО4 и PbSО4)

    Исследование обычно начинают с Mn2+ и Cr3+,  так как определенное мешающее влияние оказывают Cl. В основу обнаружения и определения этих катионов положены реакции окисления – восстановления.

    Барий реакции - Справочник химика 21

        Однотипны/ли реакциями можно назвать реакции, в которых каждому компоненту одной реакции соответствует однотипный (нли одинаковый) компонент другой реакции, находящийся к тому же в одинаковом с ним агрегатном состоянии, например реакции термической диссоциации карбонатов кальция, стронция и бария. Реакции термической диссоциации карбонатов бериллия н магния являются однотипными с такими же реакциями карбонатов щелочноземельных металлов, но все же несколько большее отличие свойств магния и тем более бериллия от свойств щелочноземельных металлов может проявиться и в несколько меньшей аналогии между параметрами этих реакций и указанных реакций кальция, стронция и бария. В однотипных реакциях стехиометрические коэффициенты при однотипных соединениях в уравнениях сравниваемых реакций должны быть одинаковыми. [c.291]
        Цветные реакции. Сульфат-ионы не имеют окрашенных комплексов. Едва ли не все описанные цветные реакции и колориметрические методы определения сульфатов основаны на образовании осадка сульфата бария при разрушении окрашенной бариевой соли с органическим или неорганическим реагентом и освобождении окрашенного реагента. Выделение осадка BaS04, медленное в разбавленных растворах, влияет на чувствительность реакций этого типа. Для понижения растворимости осадка сульфата бария реакции проводят в водно-органических средах [35]. [c.32]

        Нетрудно видеть, что в обеих реакциях состав осадка одинаков. Это объясняется тем, что и в водном растворе серной кислоты, и в растворе сульфата калия содержатся сульфат-ионы. Эти ионы реагируют с ионами бария Ва , образуя плохо растворимый сульфат бария. Реакцию можно представить уравнением [c.222]

        Сульфатную жесткость устраняют карбонатом, гидроокисью или алюминатом бария. Реакции умягчения [c.121]

        Составьте уравнения реакций окисления сильнощелочным раствором перманганата в присутствии иона бария (реакция Штамма) следующих веществ иодида, фосфита (НРО] ), гипофосфита (НгРО ),цианида, тиоцианата, формиата. [c.412]

        Противоизносная присадка, содержащая ССЬ-группу, была также получена конденсацией ацетона с хлороформом и дальнейшей обработкой продукта конденсации пятисернистым фосфором и гидратом окиси бария. Реакцию проводили при 10—15 °С в течение 3—4 ч в щелочной среде. Реакция протекает по следующему уравнению  [c.41]

        В избытке гидроксида бария реакция идет так  [c.72]

        Хемосорбционный метод, основанный на ионном обмене между кислыми группами лигнина и раствором гидроксида бария. Реакция практически необратима [c.378]

        Препараты лигнина Поглощенная гидроокись бария Реакция с ацетатом кальция (карбоксила ) Разность (фенольный гидроксил ) [c.291]

        При прибавлении к раствору препарата раствора хлорида бария Реакция на ион натрия (см. Бензоат натрия) [c.110]

        Количественные расчеты температурной зависимости давления диссоциации и теплового эффекта этой реакции могут 4, J j — производиться с помощью уравнения изо-[що],А,0Яб бары реакции. [c.272]


        При 100-кратном количестве стронция чувствительность приведенных на барий реакций достигает следующих величин  [c.185]

        Титриметрическое определение основано на образовании сульфата бария при добавлении хлорида бария в качестве титранта в присутствии металло-индикатора на ион бария. Реакция с реагентом и переход окраски из краснофиолетовой в зеленовато-голубую имеют место после полного связывания сульфатов. [c.25]

        Чтобы почучить сульфат бария, удовлетворяющий всем требованиям фармакопеи, для производства перекиси водорода пользуются способом Вальтера Фельда (Walter Feld), который является без сомнения лучшим из способов, имеющих исходный сырьем перекись бария Реакции происходят по следующим уравнениям [c.45]

        Двойной обмен — наиболее часто встречающаяся реакция образования коллоидной фазы. Например, очень нетрудно приготовить коллоидный сернокислый барий реакцией двойного обмена, исходя нз роданистого бария и сернокислого калия  [c.179]

        Таким образом все три приведенные для бария реакции полезны. Однако реакция с хроматом калия (стр. 175) всегда более чувствительна. Остальные реакции на барий представляют интерес, потому что они обладают большей селективностью, а следовательно, и более надежны. [c.186]

        В присутствии гидроокиси бария реакция протекает иначе. Выделяющиеся газы содержат водород при молярном соотношении Ва(0Н)2 и N H , равном 1 1, газы содержат точно 50% водорода. [c.141]

        Там, где реакция (б) происходит при стационарной концентрации экситонов, возникающих в результате поглощения квантов света с длиной волны 2537 А [реакция (а) ], скорость реакции определяется стадией термического переноса электрона на ион бария [реакция (в)]. После того как образовался комплекс ВаКз, стадия (г) уже не определяет скорость процесса, поскольку экситонов имеется в достаточном количестве. Согласно этой схеме, суммарная энергия активации равна энергии активации реакции (в), т. е. 20 ккал-моль . [c.172]

        При осторожном подогревании пробирки со смесью содержимое ее буреет, выделяются пузырьки газа, которые, проходя через раствор баритовой воды, вызывают ее помутнение в связи с образованием углекислого бария. Реакции протекают по следующим уравнениям  [c.69]

        Обнаружение бария. Реакция с родизонатом натрия - . Это вещество с солями двухвалентных тяжелых металлов образует [c.146]

        Во вращающийся автоклав на 250 мл помещают, тщательно предохраняя от влаги и кислорода воздуха. 27,2 г (0.15 моль) возогнанного У(т)-С5Н5)г. Для удаления посторонних газов систему дважды продувают Нг при ПО бар. Реакцию проводят при давлении Hj 100 бар и далее СО до 320 бар. При медленном нагревании до необходимой температуры 140 °С рабочее давление системе повышается до 470 бар. Реакция начинается уже при 75°С, что заметно по небольшому падению давления. Через 5 ч реакции при 140 °С давление, как правило, составляет около 400 бар, через 20 ч — около 320 бар-(140 °С). [c.1965]

        Барий металл 2-Метилбугадиен- 1,3 ический, амальгама бар Реакции п Полимер ия, металлоорганические соединения бария олимеризации Ва или Зг (получают разложением соответствующего гексааммиаката) в я-гептане, 40° С. В полимере 70% 1,4-г

    {-}} \), \ (\ ce {Nh4 (aq)} \) в разбавленных растворах (<0,2 М), \ (\ ce {NaOH} \) в разбавленных растворах (<0,2 М)

    ,
    Барий - Свойства, Воздействие на здоровье, Использование Бария
      • Классы
        • Класс 1 - 3
        • Класс 4 - 5
        • Класс 6 - 10
        • Класс 11 - 12
      • КОНКУРСЫ
        • BBS
        • 000000000 Книги
          • NCERT Книги для 5 класса
          • NCERT Книги Класс 6
          • NCERT Книги для 7 класса
          • NCERT Книги для 8 класса
          • NCERT Книги для 9 класса
          • NCERT Книги для 10 класса
          • NCERT Книги для 11 класса
          • NCERT Книги для 12-го класса
        • NCERT Exemplar
          • NCERT Exemplar Class 8
          • NCERT Exemplar Class 9
          • NCERT Exemplar Class 10
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT Exemplar Class 12
          • 9000al Aggar Agard Agard Agard Agard Agulis Class 12
            • RS Решения Aggarwal класса 10
            • RS Решения Aggarwal класса 11
            • RS Решения Aggarwal класса 10
            • 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
            • Решения RS Aggarwal класса 8
            • Решения RS Aggarwal класса 7
            • Решения RS Aggarwal класса 6
          • Решения RD Sharma
            • Решения класса RD Sharma
            • Решения класса 9 Шарма 7 Решения RD Sharma Class 8
            • Решения RD Sharma Class 9
            • Решения RD Sharma Class 10
            • Решения RD Sharma Class 11
            • Решения RD Sharma Class 12
          • ФИЗИКА
            • Механика
            • 000000 Электромагнетизм
          • ХИМИЯ
            • Органическая химия
            • Неорганическая химия
            • Периодическая таблица
          • МАТС
            • Теорема Пифагора
            • Отношения и функции
            • Последовательности и серии
            • Таблицы умножения
            • Детерминанты и матрицы
            • Прибыль и убыток
            • Полиномиальные уравнения
            • Делительные дроби
          • 000 ФОРМУЛЫ
            • Математические формулы
            • Алгебровые формулы
            • Тригонометрические формулы
            • Геометрические формулы
          • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
            • Математические калькуляторы
            • S000
            • S0003
            • Pегипс Класс 6
            • Образцы документов CBSE для класса 7
            • Образцы документов CBSE для класса 8
            • Образцы документов CBSE для класса 9
            • Образцы документов CBSE для класса 10
            • Образцы документов CBSE для класса 11
            • Образец образца CBSE pers for Class 12
          • CBSE Документ с вопросами о предыдущем году
            • CBSE Документы за предыдущий год Class 10
            • CBSE Вопросы за предыдущий год Class 12
          • HC Verma Solutions
            • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
            • Решения HC Verma Class 12 Physics
          • Решения Lakhmir Singh
            • Решения Lakhmir Singh Class 9
            • Решения Lakhmir Singh Class 10
            • Решения Lakhmir Singh Class 8
          • Примечания
          • CBSE
          • Notes
              CBSE Класс 7 Примечания CBSE
            • Класс 8 Примечания CBSE
            • Класс 9 Примечания CBSE
            • Класс 10 Примечания CBSE
            • Класс 11 Примечания CBSE
            • Класс 12 Примечания CBSE
          • Примечания пересмотра
          • CBSE Редакция
          • CBSE
          • CBSE Class 10 Примечания к пересмотру
          • CBSE Class 11 Примечания к пересмотру 9000 4
          • Замечания по пересмотру CBSE класса 12
        • Дополнительные вопросы CBSE
          • Дополнительные вопросы CBSE 8 класса
          • Дополнительные вопросы CBSE 8 по естественным наукам
          • CBSE 9 класса Дополнительные вопросы
          • CBSE 9 дополнительных вопросов по науке CBSE
          • 9000 Класс 10 Дополнительные вопросы по математике
          • CBSE Класс 10 Дополнительные вопросы по науке
        • Класс CBSE
          • Класс 3
          • Класс 4
          • Класс 5
          • Класс 6
          • Класс 7
          • Класс 8
          • Класс 9
          • Класс 10
          • Класс 11
          • Класс 12
        • Решения для учебников
      • Решения NCERT
        • Решения NCERT для класса 11
            Решения NCERT для физики класса 11
          • Решения NCERT для класса 11 Химия
          • Решения для класса 11 Биология
          • NCERT Решения для класса 11 Математика
          • 9 0003 NCERT Solutions Class 11 Бухгалтерский учет
          • NCERT Solutions Class 11 Бизнес исследования
          • NCERT Solutions Class 11 Экономика
    .

    фактов о барие | Живая наука

    Назван в честь греческого слова барис для «тяжелый», барий является относительно плотным и химически активным щелочноземельным металлом. Он встречается в природе только в сочетании с другими элементами, и соединения, содержащие барий, имеют широкий спектр применения; они обнаружены в яде крысы, утяжелителях в буровых растворах и белой жидкости, используемой для визуализации кишечника в рентгенодиагностическом тесте, называемом бариевой клизмой.

    Просто факты

    • Атомный номер (количество протонов в ядре): 56
    • Атомный символ (в периодической таблице элементов): Ва
    • Атомный вес (средняя масса атома): 137.327
    • Плотность: 2,09 унции на кубический дюйм (3,62 г на кубический см)
    • Фаза при комнатной температуре: твердая
    • Точка плавления: 1341 градус Фаренгейта (727 градусов по Цельсию)
    • Точка кипения: 3447 F (1 897 C)
    • Количество естественных изотопов (атомов одного и того же элемента с различным числом нейтронов): 7
    • Наиболее распространенный изотоп: Ba-138

    Открытие бария

    Винченцо Кашароло, итальянский алхимик 17-го века, впервые заметил барий в форме необычной гальки, которая светилась годами после воздействия тепла, по данным Королевского химического общества.Он назвал эти камешки "Болонскими камнями" в честь своего родного города, но позднее они были определены как сульфат бария (BaSO 4 ). В конце 18 века оксид бария (BaO) и карбонат бария (BaCO 3 ) были открыты немецким химиком Карлом Шееле и английским химиком Уильямом Уизерингом соответственно.

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

    Источники бария

    Барий встречается в природе только в сочетании с другими элементами из-за его высокого уровня 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 самым распространенным элементом в земной коре, согласно Роберту Кребсу в его книге «История и использование химических элементов нашей Земли: справочное руководство» (Greenwood Publishing Group, 2006). Горные запасы в Великобритании, Италии, Чехии, Соединенных Штатах и ​​Германии содержат более 400 миллионов тонн бария, согласно Джону Эмсли в его книге «Строительные блоки природы: руководство по элементам AZ» (Oxford University Press, 1999 ).

    Для получения чистого элементарного бария его необходимо отделить от других элементов, присутствующих в природных соединениях бария. Барий можно извлечь из хлорида бария путем электролиза. Барий также может быть получен восстановлением оксида бария с использованием алюминия или кремния в высокотемпературном вакууме низкого давления.

    Электронная конфигурация и элементные свойства бария. (Фото предоставлено Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock)

    Свойства бария

    Чистый барий - это мягкий серебристо-белый металл.Классифицированный как щелочноземельный металл, он расположен в группе или столбце 2 в таблице Менделеева вместе с бериллием, магнием, кальцием, стронцием и радием. Каждый из их атомов содержит два валентных (внешних) электрона. Барий находится в периоде или ряду 5, поэтому он удерживает свои валентные электроны в своей пятой оболочке и может очень легко потерять электроны или окислиться. Это объясняет высокий уровень реактивности бария, особенно с электроотрицательными элементами, такими как кислород.

    Коммерческое использование бария

    Элементарный барий не имеет большого практического применения, опять же из-за его высокого уровня реакционной способности.Однако его сильное притяжение к кислороду делает его полезным в качестве «добытчика» для удаления последних следов воздуха в вакуумных трубках. Чистый барий также можно комбинировать с другими металлами для образования сплавов, которые используются для изготовления элементов машин, таких как подшипники или свечи зажигания в двигателях внутреннего сгорания. По словам Кребса, поскольку барий свободно держит свои электроны, его сплавы легко испускают электроны при нагревании и улучшают эффективность свечей зажигания.

    Соединения, содержащие барий, имеют различные коммерческие применения.Сульфат бария, или барит, используется в литопоне (осветляющем пигменте в бумаге для принтеров и красках), в буровых растворах для нефтяных скважин, при производстве стекла и при создании резины. Карбонат бария используется как крысиный яд, а нитрат бария и хлорат бария дают зеленый цвет при фейерверке.

    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 злаковые зерна. Уровень бария в ваших зубах может помочь ученым определить, когда дети переходят от грудного вскармливания к твердой пище.Эти низкие уровни бария не играют биологической роли и не вредны.

    Однако большое количество растворимых солей бария может быть токсичным и даже смертельно опасным, согласно Джону Эмсли в его книге «Элементы убийства: история отравления» (Oxford University Press, 2005). Барий может вызвать рвоту, колики, диарею, тремор и паралич. Было несколько убийств с соединениями бария, в том числе убийство в 1994 году человека в Мэнсфилде, штат Техас, его 16-летней дочерью Мари Робардс, которая украла ацетат бария из ее химической лаборатории средней школы.Несколько пациентов были также случайно убиты барием, когда растворимый карбонат бария, а не нерастворимый сульфат бария был ошибочно использован во время гастроэнтерологического (GI) диагностического теста, названного клизмой бария.

    Врачи выполняют клизмы бария, чтобы визуализировать и диагностировать аномалии толстой кишки и прямой кишки, согласно медицине Джонса Хопкинса. Во время процедуры через прямую кишку закапывают сульфат бария, чтобы покрыть внутренние стенки толстой кишки. Воздух обычно подается рядом, чтобы убедиться, что бариевое покрытие заполняет все поверхностные отклонения.Затем рентгеновские лучи используются для получения изображения нижнего желудочно-кишечного тракта. Сульфат бария поглощает рентгеновские лучи и выглядит белым на рентгеновской пленке, в отличие от воздуха и окружающей ткани, которые выглядят черными. Анализ рентгеновского изображения от бариевой клизмы позволяет врачам диагностировать такие расстройства, как язвенный колит, болезнь Крона, полипы, рак и синдром раздраженного кишечника.

    Дополнительные ресурсы

    ,

    барий

    Барий химического элемента классифицируется как щелочноземельный металл. Он был открыт в 1774 году Карлом В. Шеелем.

    зона данных

    Классификация: Барий является щелочноземельным металлом
    Цвет: серебристо-белый
    Атомный вес: 137,33
    Штат: твердый
    Точка плавления: 725 o С, 998.2 К
    Точка кипения: 1897 o C, 2170 K
    электронов: 56
    Протонов: 56
    Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 82
    Электронных оболочек: 2,8,18,18,8,2
    Электронная конфигурация: [Xe] 6с 2
    Плотность при 20 o C: 3.59 г / см 3
    Показать больше, в том числе: тепло, энергии, окисление, реакции,
    соединений, радиусы, проводимости
    Атомный объем: 39,24 см 3 / моль
    Структура: ОЦК: объемно-центрированный куб
    Твердость: 1,25 Мос
    Удельная теплоемкость 0,204 Дж г -1 К -1
    Тепло плавления 7.12 кДж моль -1
    Теплота распыления 182 кДж моль -1
    Теплота испарения 140,3 кДж моль -1
    1 st энергия ионизации 502,9 кДж моль -1
    2 и энергия ионизации 965,2 кДж моль -1
    3 rd энергия ионизации 3600 кДж моль -1
    Сродство к электрону 14 кДж моль -1
    Минимальный номер окисления 0
    мин.общее окисление нет. 0
    Максимальная степень окисления 2
    Макс. общее окисление нет. 2
    электроотрицательность (шкала Полинга) 0,89
    Объем поляризуемости 39,7 Å 3
    Реакция с воздухом энергичный, с / х ⇒ BaO, Ba 2 N 3
    Реакция с 15 М HNO 3 мягкий, ⇒ Ba (NO 3 ) 2
    Реакция с 6 М HCl энергичный, ⇒ H 2 , BaCl 2
    Реакция с 6 М NaOH пассивировал
    Оксид (ы) BaO, BaO 2
    Гидрид (ы) BaH 2
    Хлорид (ы) BaCl 2
    Атомный радиус 215 вечера
    Ионный радиус (1+ ион) -
    Ионный радиус (2+ ион) 149 вечера
    Ионный радиус (3+ ион) -
    Ионный радиус (1-ионный) -
    Ионный радиус (2-ионный) -
    Ионный радиус (3-ионный) -
    Теплопроводность 18.4 Вт м -1 К -1
    Электропроводность 2,8 х 10 6 м -1
    Точка замерзания / плавления: 725 o C, 998,2 K

    Барий. Фото Матиаса Цеппера.

    Барий был впервые обнаружен в барите, также известном как сульфат бария. Этот минерал привлек внимание в 17 900–35 900 гг., Когда было обнаружено, что он излучает красный свет после нагревания.Изображение из Департамента природных ресурсов Миссури.

    Когда Винсент Каскиорол увидел светящиеся в темноте скалы, он подумал, что может смотреть на философский камень. В настоящее время почти все видели фосфоресцентные материалы в действии. Изображение Луу Ли.

    Открытие бария

    Доктор Дуг Стюарт

    В начале 1600-х Vincentius Casciorolus, сапожник, увлекающийся алхимией, был взволнован. Он узнал, что в горах недалеко от Болоньи, Италия, есть тяжелый серебристо-белый минерал с замечательными свойствами.Возможно, подумал он, это может быть даже философский камень.

    Когда минерал нагревался и сжигался, его продукт излучал фосфоресцентное красное свечение - очень аккуратное. Но то, что действительно взволновало Casciorolus - и других - то, что, если сгоревший материал был выставлен солнечному свету, он будет светиться в темноте в течение часа после этого.

    Теперь мы знаем, что серебристо-белый минерал был нечистым сульфатом бария, BaSO 4 . После нагревания стал нечистым сульфид бария BaS. (1), (2), (3), (4)

    К сожалению для Casciorolus, хотя свойства этого материала были интересны, он оказался бесполезным в качестве средства для изготовления золота из других металлов и не смог сделать его бессмертным. Вместо «философского камня» он стал известен как «Болонский камень» - любопытство.

    К сожалению, никто не воспользовался возможностью открыть новый элемент, присутствующий в болонском камне. Конечно, в то время никто не подозревал, что были обнаружены какие-либо новые элементы!

    Прошло около 170 лет, прежде чем барий был впервые признан в качестве нового элемента шведским ученым Карлом В.Шил. Исследуя оксид магния в 1774 году, Шееле обнаружил новый земной металл: «Земля, отличающаяся от всех известных нам земных хетеро». Он назвал этот новый металл «terra ponderosa» (лат. «Тяжелая земля»).

    Сравнение было сделано с Болонским камнем, и оба были найдены, чтобы содержать то же самое вещество. (До этого момента люди думали, что болонский камень представляет собой соединение кальция. (2) )

    Металлический барий был впервые выделен в 1808 году английским химиком сэром Хамфри Дэви в Лондоне.Дэви последовал совету шведского химика Якоба Берцелиуса, который сказал ему, что сульфат бария может разлагаться электролизом. Это было правильно, и Дэви изолировал стронций подобным образом. Детали эксперимента находятся на нашей странице стронция.

    Элемент был назван барием, потому что он был найден в барите (сульфате бария) - минерале, получившем свое название из-за его высокой плотности. Греческое «барыс» означает тяжелый.

    Периодическая таблица Бария Окрестности

    Барий сидит близко к нижней части группы 2 периодической таблицы.Это последний стабильный элемент Группы 2. Радий, который следует, радиоактивен. Элементы группы 2 достаточно реакционноспособны, поэтому свободные металлы никогда не обнаруживаются в природе; однако они гораздо менее химически активны, чем металлы группы 1. В целом, реактивность возрастает, если смотреть на группу 2; так что барий более реактивен, чем стронций и кальций, например.

    Барий используется в медицине для выявления нарушений в пищеварительной системе.

    ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *