1. Introducció elementalBari,
L'element metàl·lic alcalinoterrós, amb símbol químic Ba, es troba al grup IIA del sisè període de la taula periòdica. És un metall alcalinoterrós tou, de color blanc platejat i lluent, i l'element més actiu dels metalls alcalinoterrós. El nom de l'element prové de la paraula grega beta alpha ρύς (barys), que significa "pesat".
2. Descobrint una breu història
Els sulfurs dels metalls alcalinoterris presenten fosforescència, és a dir, continuen emetent llum durant un període de temps a la foscor després d'estar exposats a la llum. Els compostos de bari van començar a atreure l'atenció de la gent precisament per aquesta característica. El 1602, un sabater anomenat Casio Lauro de la ciutat de Bolonya, Itàlia, va torrar una barita que contenia sulfat de bari juntament amb substàncies inflamables i va descobrir que podia emetre llum a la foscor, cosa que va despertar l'interès dels estudiosos de l'època. Més tard, aquest tipus de pedra es va anomenar polonita i va despertar l'interès dels químics europeus per la investigació analítica. El 1774, el químic suec CW Scheele va descobrir que l'òxid de bari era un sòl nou relativament pesat, que va anomenar "Baryta" (sòl pesat). El 1774, Scheler creia que aquesta pedra era una combinació de sòl nou (òxid) i àcid sulfúric. El 1776, va escalfar el nitrat d'aquest sòl nou per obtenir sòl pur (òxid). El 1808, el químic britànic H. Davy va utilitzar mercuri com a càtode i platí com a ànode per electrolitzar barita (BaSO4) per produir amalgama de bari. Després de la destil·lació per eliminar el mercuri, es va obtenir un metall de baixa puresa que va rebre el nom de la paraula grega barys (pesant). El símbol de l'element s'estableix com a Ba, que s'anomenabari.
3. Propietats físiques
Bariés un metall blanc platejat amb un punt de fusió de 725 °C, un punt d'ebullició de 1846 °C, una densitat de 3,51 g/cm3 i ductilitat. Els principals minerals del bari són la barita i l'arsenopirita.
nombre atòmic | 56 |
nombre de protons | 56 |
radi atòmic | 222pm |
volum atòmic | 39,24 cm3/mol |
punt d'ebullició | 1846 ℃ |
Punt de fusió | 725 ℃ |
Densitat | 3,51 g/cm³3 |
pes atòmic | 137.327 |
Duresa de Mohs | 1,25 |
Mòdul de tracció | 13 GPa |
mòdul de cisallament | 4,9 GPa |
expansió tèrmica | 20,6 µm/(m·K) (25℃) |
conductivitat tèrmica | 18,4 W/(m·K) |
resistivitat | 332 nΩ·m (20℃) |
Seqüència magnètica | Paramagnètic |
electronegativitat | 0,89 (escala de bitlles) |
4,Bariés un element químic amb propietats químiques.
El símbol químic Ba, nombre atòmic 56, pertany al grup del sistema periòdic IIA i és un membre dels metalls alcalinoterris. El bari té una gran activitat química i és el més actiu entre els metalls alcalinoterris. A partir de l'energia potencial i d'ionització, es pot veure que el bari té una forta reducibilitat. De fet, si només es considera la pèrdua del primer electró, el bari té la reductibilitat més forta en aigua. Tanmateix, és relativament difícil que el bari perdi el segon electró. Per tant, considerant tots els factors, la reductibilitat del bari disminuirà significativament. No obstant això, també és un dels metalls més reactius en solucions àcides, només superat pel liti, el cesi, el rubidi i el potassi.
Cicle de pertinença | 6 |
grups ètnics | IIA |
Distribució de capes electròniques | 2-8-18-18-8-2 |
estat d'oxidació | 0 +2 |
Disseny electrònic perifèric | 6s2 |
5. Compostos principals
1). L'òxid de bari s'oxida lentament a l'aire per formar òxid de bari, que és un cristall cúbic incolor. Soluble en àcid, insoluble en acetona i aigua amb amoníac. Reacciona amb l'aigua per formar hidròxid de bari, que és tòxic. Quan es crema, emet una flama verda i genera peròxid de bari.
2). El peròxid de bari reacciona amb l'àcid sulfúric per produir peròxid d'hidrogen. Aquesta reacció es basa en el principi de la preparació de peròxid d'hidrogen al laboratori.
3). L'hidròxid de bari reacciona amb l'aigua per produir hidròxid de bari i gas hidrogen. A causa de la baixa solubilitat de l'hidròxid de bari i la seva alta energia de sublimació, la reacció no és tan intensa com la dels metalls alcalins, i l'hidròxid de bari resultant obstruirà la vista. S'introdueix una petita quantitat de diòxid de carboni a la solució per formar un precipitat de carbonat de bari, i s'introdueix un excés de diòxid de carboni per dissoldre el precipitat de carbonat de bari i generar bicarbonat de bari soluble.
4). L'aminobari es pot dissoldre en amoníac líquid, generant una solució blava amb paramagnetisme i conductivitat, que essencialment forma electrons d'amoníac. Després d'un llarg període d'emmagatzematge, l'hidrogen de l'amoníac es reduirà a gas hidrogen pels electrons d'amoníac, i la reacció total és el bari reaccionant amb amoníac líquid per produir aminobari i gas hidrogen.
5). El sulfit de bari és un cristall o pols blanc, tòxic, lleugerament soluble en aigua i s'oxida gradualment a sulfat de bari quan es col·loca a l'aire. Es dissol en àcids forts no oxidants com l'àcid clorhídric per generar gas diòxid de sofre amb una olor acre. Quan es troba amb àcids oxidants com l'àcid nítric diluït, es pot convertir en sulfat de bari.
6). El sulfat de bari té propietats químiques estables i la porció de sulfat de bari dissolta en aigua està completament ionitzada, convertint-lo en un electròlit fort. El sulfat de bari és insoluble en àcid nítric diluït. S'utilitza principalment com a agent de contrast gastrointestinal.
El carbonat de bari és tòxic i gairebé insoluble en aigua freda. Lleugerament soluble en aigua que conté diòxid de carboni i soluble en àcid clorhídric diluït. Reacciona amb el sulfat de sodi per produir un precipitat blanc de sulfat de bari més insoluble; la conversió entre precipitats en solució aquosa es redueix fàcilment a una direcció més insoluble.
6. Camps d'aplicació
1. S'utilitza amb finalitats industrials en la producció de sals de bari, aliatges, focs artificials, reactors nuclears, etc. També és un excel·lent desoxidant per al refinament del coure. S'utilitza àmpliament en aliatges, incloent-hi aliatges de plom, calci, magnesi, sodi, liti, alumini i níquel. El metall de bari es pot utilitzar com a agent desgasificador per eliminar els gasos traça dels tubs de buit i els tubs de raigs catòdics, així com com a agent desgasificador per al refinament de metalls. El nitrat de bari barrejat amb clorat de potassi, pols de magnesi i colofònia es pot utilitzar per fabricar bengales de senyalització i focs artificials. Els compostos de bari solubles s'utilitzen habitualment com a insecticides, com el clorur de bari, per controlar diverses plagues de les plantes. També es pot utilitzar per al refinament de salmorra i aigua de caldera per a la producció de sosa càustica electrolítica. També s'utilitza per a la preparació de pigments. Les indústries tèxtil i del cuir l'utilitzen com a mordent i agent mat per a la seda artificial.
2. El sulfat de bari per a ús mèdic és un medicament auxiliar per a l'examen de raigs X. Pols blanca inodora i insípida, una substància que pot proporcionar un contrast positiu al cos durant l'examen de raigs X. El sulfat de bari mèdic no s'absorbeix al tracte gastrointestinal i no causa reaccions al·lèrgiques. No conté compostos de bari solubles com el clorur de bari, el sulfur de bari i el carbonat de bari. S'utilitza principalment per a imatges gastrointestinals, ocasionalment s'utilitza per a altres finalitats d'examen.
7. Mètode de preparació
La producció industrial debari metàl·lices divideix en dues etapes: la producció d'òxid de bari i la reducció tèrmica del metall (reducció tèrmica de l'alumini). A 1000-1200 ℃,bari metàl·lices pot obtenir reduint l'òxid de bari amb alumini metàl·lic i després purificant-lo per destil·lació al buit. Mètode de reducció tèrmica d'alumini per produir bari metàl·lic: a causa de les diferents proporcions d'ingredients, hi pot haver dues reaccions per a la reducció de l'alumini de l'òxid de bari. L'equació de reacció és: ambdues reaccions només poden produir una petita quantitat de bari a 1000-1200 ℃. Per tant, s'ha d'utilitzar una bomba de buit per transferir contínuament el vapor de bari de la zona de reacció a la zona de condensació freda per tal que la reacció continuï movent-se cap a la dreta. El residu després de la reacció és tòxic i s'ha de tractar abans de la seva eliminació.
Data de publicació: 12 de setembre de 2024