En el món màgic de la química,barisempre ha cridat l'atenció dels científics amb el seu encant únic i àmplia aplicació. Tot i que aquest element metàl·lic de color blanc platejat no és tan enlluernador com l'or o la plata, té un paper indispensable en molts camps. Des d'instruments de precisió en laboratoris de recerca científica fins a matèries primeres clau en la producció industrial fins a reactius de diagnòstic en l'àmbit mèdic, el bari ha escrit la llegenda de la química amb les seves propietats i funcions úniques.
Ja l'any 1602, Cassio Lauro, un sabater de la ciutat italiana de Porra, va rostir una barita que contenia sulfat de bari amb una substància combustible en un experiment i es va sorprendre de trobar que podia brillar a la foscor. Aquest descobriment va despertar un gran interès entre els estudiosos de l'època, i la pedra va rebre el nom de pedra de Porra i es va convertir en el focus de recerca dels químics europeus.
No obstant això, va ser el químic suec Scheele qui va confirmar realment que el bari era un element nou. Va descobrir l'òxid de bari el 1774 i el va anomenar "Baryta" (terra pesada). Va estudiar aquesta substància en profunditat i va creure que estava composta per una nova terra (òxid) combinada amb àcid sulfúric. Dos anys més tard, va escalfar amb èxit el nitrat d'aquest nou sòl i va obtenir òxid pur.
Tanmateix, tot i que Scheele va descobrir l'òxid de bari, no va ser fins al 1808 que el químic britànic Davy va produir amb èxit el metall de bari electrolitzant un electròlit fet de barita. Aquest descobriment va marcar la confirmació oficial del bari com a element metàl·lic, i també va obrir el camí de l'aplicació del bari en diversos camps.
Des de llavors, els éssers humans han aprofundit contínuament en la seva comprensió del bari. Els científics han explorat els misteris de la natura i han promogut el progrés de la ciència i la tecnologia estudiant les propietats i els comportaments del bari. L'aplicació del bari en la investigació científica, la indústria i els camps mèdics també s'ha fet cada cop més àmplia, aportant comoditat i comoditat a la vida humana. L'encant del bari no només rau en la seva practicitat, sinó també en el misteri científic que hi ha darrere. Els científics han explorat contínuament els misteris de la natura i han promogut el progrés de la ciència i la tecnologia estudiant les propietats i els comportaments del bari. Al mateix temps, el bari també juga un paper en la nostra vida quotidiana, aportant comoditat i comoditat a les nostres vides.
Embarquem-nos en aquest viatge màgic d'exploració del bari, revelarem el seu vel misteriós i apreciarem el seu encant únic. En el següent article, presentarem de manera exhaustiva les propietats i aplicacions del bari, així com el seu paper important en la investigació científica, la indústria i la medicina. Crec que llegint aquest article, tindreu una comprensió i un coneixement més profunds del bari.
1. Camps d'aplicació del bari
El bari és un element químic comú. És un metall de color blanc platejat que existeix en forma de diversos minerals a la natura. Els següents són alguns dels usos quotidians del bari
Combustió i luminescència: el bari és un metall altament reactiu que produeix una flama brillant quan entra en contacte amb l'amoníac o l'oxigen. Això fa que el bari sigui àmpliament utilitzat en indústries com la fabricació de focs artificials, bengales i fabricació de fòsfor.
Indústria mèdica: els compostos de bari també s'utilitzen àmpliament a la indústria mèdica. Els àpats de bari (com les pastilles de bari) s'utilitzen en els exàmens de raigs X gastrointestinals per ajudar els metges a observar el funcionament del sistema digestiu. Els compostos de bari també s'utilitzen en algunes teràpies radioactives, com el iode radioactiu per al tractament de la malaltia de la tiroide.
Vidre i ceràmica: els compostos de bari s'utilitzen sovint en la fabricació de vidre i ceràmica a causa del seu bon punt de fusió i resistència a la corrosió. Els compostos de bari poden millorar la duresa i la resistència de la ceràmica i poden proporcionar algunes propietats especials de la ceràmica, com ara l'aïllament elèctric i un alt índex de refracció.
Aliatges metàl·lics: el bari pot formar aliatges amb altres elements metàl·lics, i aquests aliatges tenen algunes propietats úniques. Per exemple, els aliatges de bari poden augmentar el punt de fusió dels aliatges d'alumini i magnesi, facilitant-los el processament i la fosa. A més, també s'utilitzen aliatges de bari amb propietats magnètiques per fabricar plaques de bateries i materials magnètics.
El bari és un element químic amb el símbol químic Ba i el nombre atòmic 56. El bari és un metall alcalinotérreo que es troba al grup 6 de la taula periòdica, els elements del grup principal.
2. Propietats físiques del bari
Bari (Ba)és un element de metall alcalinotérreo. 1. Aspecte: el bari és un metall suau i de color blanc platejat amb una brillantor metàl·lica diferent quan es talla.
2. Densitat: el bari té una densitat relativament alta d'uns 3,5 g/cm³. És un dels metalls més densos de la terra.
3. Punts de fusió i ebullició: el punt de fusió del bari és d'uns 727 °C i el punt d'ebullició és d'uns 1897 °C.
4. Duresa: el bari és un metall relativament tou amb una duresa Mohs d'uns 1,25 a 20 graus centígrads.
5. Conductivitat: El bari és un bon conductor de l'electricitat amb una alta conductivitat elèctrica.
6. Ductilitat: tot i que el bari és un metall tou, té un cert grau de ductilitat i es pot processar en làmines fines o filferros.
7. Activitat química: El bari no reacciona fortament amb la majoria de no metalls i molts metalls a temperatura ambient, però forma òxids a altes temperatures i a l'aire. Pot formar compostos amb molts elements no metàl·lics, com òxids, sulfurs, etc.
8. Formes d'existència: Minerals que contenen bari a l'escorça terrestre, com la barita (sulfat de bari), etc. El bari també pot existir en forma d'hidrats, òxids, carbonats, etc. a la natura.
9. Radioactivitat: el bari té una varietat d'isòtops radioactius, entre els quals el bari-133 és un isòtop radioactiu comú utilitzat en aplicacions d'imatge mèdica i medicina nuclear.
10. Aplicació: Els compostos de bari s'utilitzen àmpliament a la indústria, com ara vidre, cautxú, catalitzadors de la indústria química, tubs electrònics, etc. El seu sulfat s'utilitza sovint com a agent de contrast en exàmens mèdics. El bari és un element metàl·lic important i les seves propietats fan que sigui àmpliament utilitzat en molts camps.
3. Propietats químiques del bari
Propietats metàl·liques: el bari és un sòlid metàl·lic amb un aspecte blanc platejat i una bona conductivitat elèctrica.
Densitat i punt de fusió: El bari és un element relativament dens amb una densitat de 3,51 g/cm3. El bari té un punt de fusió baix d'uns 727 graus centígrads (1341 graus Fahrenheit).
Reactivitat: el bari reacciona ràpidament amb la majoria dels elements no metàl·lics, especialment amb els halògens (com el clor i el brom), produint els corresponents compostos de bari. Per exemple, el bari reacciona amb el clor per produir clorur de bari.
Oxidabilitat: el bari es pot oxidar per formar òxid de bari. L'òxid de bari s'utilitza àmpliament en indústries com la fosa de metalls i la fabricació de vidre. Alta activitat: el bari té una alta activitat química i reacciona fàcilment amb l'aigua per alliberar hidrogen i generar hidròxid de bari.
4. Propietats biològiques del bari
El paper i les propietats biològiques debarien els organismes no s'entenen completament, però se sap que el bari té certa toxicitat per als organismes.
Via d'ingesta: la gent ingereix principalment bari a través dels aliments i l'aigua potable. Alguns aliments poden contenir traces de bari, com ara cereals, carn i productes lactis. A més, les aigües subterrànies de vegades contenen concentracions més elevades de bari.
Absorció biològica i metabolisme: el bari pot ser absorbit pels organismes i distribuït al cos a través de la circulació sanguínia. El bari s'acumula principalment als ronyons i als ossos, especialment en concentracions més altes als ossos.
Funció biològica: encara no s'ha trobat que el bari tingui cap funció fisiològica essencial en els organismes. Per tant, la funció biològica del bari continua sent controvertida.
5. Propietats biològiques del bari
Toxicitat: altes concentracions d'ions de bari o compostos de bari són tòxiques per al cos humà. La ingesta excessiva de bari pot causar símptomes d'enverinament agut, com ara vòmits, diarrea, debilitat muscular, arítmia, etc. Una intoxicació greu pot causar danys al sistema nerviós, danys renals i problemes cardíacs.
Acumulació òssia: el bari es pot acumular en els ossos del cos humà, especialment en la gent gran. L'exposició a llarg termini a altes concentracions de bari pot causar malalties òssies com l'osteoporosi.
Efectes cardiovasculars: el bari, com el sodi, pot interferir amb l'equilibri iònic i l'activitat elèctrica, afectant la funció cardíaca. La ingesta excessiva de bari pot provocar ritmes cardíacs anormals i augmentar el risc d'atacs cardíacs.
Carcinogenicitat: tot i que encara hi ha controvèrsia sobre la carcinogenicitat del bari, alguns estudis han demostrat que l'exposició a llarg termini a concentracions elevades de bari pot augmentar el risc de certs càncers, com el càncer d'estómac i el càncer d'esòfag. A causa de la toxicitat i el perill potencial del bari, les persones han de tenir cura d'evitar la ingesta excessiva o l'exposició a llarg termini a altes concentracions de bari. Les concentracions de bari en l'aigua potable i els aliments s'han de controlar i controlar per protegir la salut humana. Si sospita d'una intoxicació o té símptomes relacionats, busqueu atenció mèdica immediatament.
6. El bari a la natura
Minerals de bari: el bari pot existir a l'escorça terrestre en forma de minerals. Alguns minerals de bari comuns inclouen barita i witherita. Aquests minerals sovint es troben amb altres minerals, com el plom, el zinc i la plata.
Dissolt a les aigües subterrànies i les roques: el bari pot existir a les aigües subterrànies i les roques en estat dissolt. L'aigua subterrània conté traces de bari dissolt i la seva concentració depèn de les condicions geològiques i de les propietats químiques de la massa d'aigua. Sals de bari: el bari pot formar diferents sals, com ara clorur de bari, nitrat de bari i carbonat de bari. Aquests compostos poden existir a la natura com a minerals naturals.
Contingut al sòl:Baripoden existir al sòl de diferents formes, algunes de les quals provenen de la dissolució de partícules minerals naturals o roques. El contingut de bari al sòl sol ser baix, però pot haver-hi concentracions elevades de bari en determinades zones específiques.
Cal tenir en compte que la forma i el contingut del bari poden variar en diferents entorns i regions geològiques, de manera que s'han de tenir en compte les condicions geogràfiques i geològiques específiques quan es parla del bari.
7. Mineria i producció de bari
El procés d'extracció i preparació del bari sol incloure els passos següents:
1. Extracció del mineral de bari: el principal mineral del mineral de bari és la barita, també coneguda com a sulfat de bari. Normalment es troba a l'escorça terrestre i està àmpliament distribuït en roques i dipòsits minerals de la terra. La mineria sol implicar processos com ara voladures, mineria, trituració i classificació del mineral per obtenir minerals que contenen sulfat de bari.
2. Preparació del concentrat: l'extracció de bari del mineral de bari requereix un tractament concentrat del mineral. La preparació del concentrat sol incloure passos de selecció manual i flotació per eliminar les impureses i obtenir mineral que contingui més del 96% de sulfat de bari.
3. Preparació del sulfat de bari: El concentrat es sotmet a passos com l'eliminació de ferro i silici per obtenir finalment sulfat de bari (BaSO4).
4. Preparació del sulfur de bari: per preparar el bari a partir del sulfat de bari, cal convertir el sulfat de bari en sulfur de bari, també conegut com a cendra negra. La pols de mineral de sulfat de bari amb una mida de partícula inferior a 20 malles es barreja generalment amb carbó o coc de petroli en pols en una proporció de pes de 4:1. La barreja es rosteix a 1100 ℃ en un forn de reverberació i el sulfat de bari es redueix a sulfur de bari.
5. Dissolució de sulfur de bari: La solució de sulfur de bari de sulfat de bari es pot obtenir per lixiviació d'aigua calenta.
6. Preparació de l'òxid de bari: per convertir el sulfur de bari en òxid de bari, a la solució de sulfur de bari se sol afegir carbonat de sodi o diòxid de carboni. Després de barrejar carbonat de bari i pols de carboni, la calcinació a més de 800 ℃ pot produir òxid de bari.
7. Refrigeració i processament: cal tenir en compte que l'òxid de bari s'oxida per formar peròxid de bari a 500-700 ℃, i el peròxid de bari es pot descompondre per formar òxid de bari a 700-800 ℃. Per evitar la producció de peròxid de bari, el producte calcinat s'ha de refredar o apagar sota la protecció del gas inert.
L'anterior és el procés general d'extracció i preparació de l'element de bari. Aquests processos poden variar segons el procés industrial i l'equip, però els principis generals segueixen sent els mateixos. El bari és un metall industrial important utilitzat en una varietat d'aplicacions, com ara la indústria química, la medicina, l'electrònica i altres camps.
8. Mètodes habituals de detecció d'elements de bari
Bariés un element comú que s'utilitza habitualment en diverses aplicacions industrials i científiques. En química analítica, els mètodes per detectar el bari solen incloure l'anàlisi qualitativa i l'anàlisi quantitativa. A continuació es presenta una introducció detallada als mètodes de detecció d'elements de bari utilitzats habitualment:
1. Espectrometria d'absorció atòmica de flama (FAAS): Aquest és un mètode d'anàlisi quantitativa d'ús habitual adequat per a mostres amb concentracions més altes. La solució de mostra es ruixa a la flama i els àtoms de bari absorbeixen llum d'una longitud d'ona específica. La intensitat de la llum absorbida es mesura i és proporcional a la concentració de bari.
2. Espectrometria d'emissió atòmica de flama (FAES): aquest mètode detecta bari ruixant la solució de mostra a la flama, excitant els àtoms de bari perquè emetin llum d'una longitud d'ona específica. En comparació amb FAAS, FAES s'utilitza generalment per detectar concentracions més baixes de bari.
3. Espectrometria de fluorescència atòmica (AAS): aquest mètode és similar al FAAS, però utilitza un espectròmetre de fluorescència per detectar la presència de bari. Es pot utilitzar per mesurar traces de bari.
4. Cromatografia iònica: aquest mètode és adequat per a l'anàlisi de bari en mostres d'aigua. Els ions de bari es separen i es detecten per cromatografia iònica. Es pot utilitzar per mesurar la concentració de bari en mostres d'aigua.
5. Espectrometria de fluorescència de raigs X (XRF): És un mètode analític no destructiu adequat per a la detecció de bari en mostres sòlides. Després que la mostra sigui excitada pels raigs X, els àtoms de bari emeten una fluorescència específica i el contingut de bari es determina mesurant la intensitat de la fluorescència.
6. Espectrometria de masses: es pot utilitzar l'espectrometria de masses per determinar la composició isotòpica del bari i determinar el contingut de bari. Aquest mètode s'utilitza normalment per a anàlisis d'alta sensibilitat i pot detectar concentracions molt baixes de bari. A dalt hi ha alguns mètodes d'ús habitual per detectar bari. El mètode específic per triar depèn de la naturalesa de la mostra, el rang de concentració de bari i el propòsit de l'anàlisi. Si necessiteu més informació o teniu altres preguntes, no dubteu a fer-m'ho saber. Aquests mètodes s'utilitzen àmpliament en aplicacions de laboratori i industrials per mesurar i detectar de manera precisa i fiable la presència i la concentració de bari. El mètode específic a utilitzar depèn del tipus de mostra que s'ha de mesurar, del rang de contingut de bari i del propòsit específic de l'anàlisi.
Hora de publicació: 09-12-2024