სახლში > გეოგრაფია > ბარიუმი. ბარიუმის თვისებები


ბარიუმი. ბარიუმის თვისებები




ქიმიური ფორმულით BaSO 4. ეს არის უსუნო თეთრი ფხვნილი, წყალში ხსნადი. მისი სითეთრე და გამჭვირვალეობა, ისევე როგორც მისი მაღალი სიმკვრივე, განსაზღვრავს მის ძირითად გამოყენებას.

სახელის ისტორია

ბარიუმი მიეკუთვნება დედამიწის ტუტე ლითონებს. ამ უკანასკნელებს ასე ეძახიან, რადგან, დ.ი.მენდელეევის აზრით, მათი ნაერთები ქმნიან დედამიწის უხსნად მასას, ხოლო ოქსიდებს „მიწიერი იერი აქვთ“. ბარიუმი ბუნებაში გვხვდება მინერალური ბარიტის სახით, რომელიც არის ბარიუმის სულფატი სხვადასხვა მინარევებით.

ის პირველად აღმოაჩინეს შვედმა ქიმიკოსებმა შელემ და ჰანმა 1774 წელს, როგორც ეგრეთ წოდებული მძიმე სპარის ნაწილი. აქედან წარმოიშვა მინერალის სახელი (ბერძნულიდან "baris" - მძიმე), შემდეგ კი თავად ლითონი, როდესაც 1808 წელს იგი იზოლირებული იქნა მისი სუფთა სახით ჰამფრი დევის მიერ.

ფიზიკური თვისებები

ვინაიდან BaSO 4 არის გოგირდმჟავას მარილი, მის ფიზიკურ თვისებებს ნაწილობრივ განსაზღვრავს თავად ლითონი, რომელიც არის რბილი, რეაქტიული და ვერცხლისფერი თეთრი. ბუნებრივი ბარიტი არის უფერო (ზოგჯერ თეთრი) და გამჭვირვალე. ქიმიურად სუფთა BaSO 4-ს აქვს ფერი თეთრიდან ღია ყვითელამდე, ის არ არის აალებადი, დნობის წერტილით 1580°C.

რა არის ბარიუმის სულფატის მასა? მისი მოლური მასაა 233,43 გ/მოლი. მას აქვს უჩვეულოდ მაღალი ხვედრითი წონა - 4,25-დან 4,50 გ/სმ 3-მდე. წყალში უხსნადობის გათვალისწინებით, მისი მაღალი სიმკვრივე მას შეუცვლელს ხდის, როგორც შემავსებელი წყალსაბურღი სითხეებისთვის.

ქიმიური თვისებები

BaSO 4 წყალში ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად ხსნადი ნაერთია. მისი მიღება შესაძლებელია ორი ძალიან ხსნადი მარილისგან. მიიღეთ ნატრიუმის სულფატის წყალხსნარი - Na 2 SO 4. წყალში მისი მოლეკულა იშლება სამ იონად: ორი Na + და ერთი SO 4 2-.

Na 2 SO 4 → 2Na + + SO 4 2-

ავიღოთ აგრეთვე ბარიუმის ქლორიდის წყალხსნარი - BaCl 2, რომლის მოლეკულა იშლება სამ იონად: ერთი Ba 2+ და ორი Cl - .

BaCl 2 → Ba 2+ + 2Cl -

შეურიეთ სულფატის წყალხსნარი და ქლორიდის შემცველი ნარევი. ბარიუმის სულფატი წარმოიქმნება ერთი და იგივე სიდიდის და საპირისპირო მუხტის მქონე ორი იონის ერთ მოლეკულაში გაერთიანების შედეგად.

Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4

ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ ამ რეაქციის სრული განტოლება (ე.წ. მოლეკულური განტოლება).

Na 2 SO 4 + BaCl 2 → 2NaCl + BaSO 4

შედეგად, წარმოიქმნება ბარიუმის სულფატის უხსნადი ნალექი.

სასაქონლო ბარიტი

პრაქტიკაში, კომერციული ბარიუმის სულფატის წარმოებისთვის განკუთვნილი საკვები საბურღი სითხეებში ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილების ბურღვისას, როგორც წესი, არის მინერალური ბარიტი.

ტერმინი "პირველადი" ბარიტი ეხება კომერციულ პროდუქტებს, რომლებიც მოიცავს ნედლეულს (მიღებულ მაღაროებიდან და კარიერებიდან), ასევე მარტივი გამდიდრების პროდუქტებს ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა გარეცხვა, დასახლება, გამოყოფა მძიმე მედიაში, ფლოტაცია. ნედლი ბარიტის უმეტესობა უნდა მიიყვანდეს მინიმალურ სიწმინდესა და სიმკვრივემდე. მინერალი, რომელიც გამოიყენება როგორც შემავსებელი, დაფქვა და გაცრილი ერთგვაროვანი ზომით ისე, რომ მისი ნაწილაკების მინიმუმ 97% იყოს 75 მიკრონი ზომით და არაუმეტეს 30% იყოს 6 მიკრონიზე ნაკლები. პირველადი ბარიტი ასევე უნდა იყოს საკმარისად მკვრივი, რომ ჰქონდეს ხვედრითი წონა 4.2 გ/სმ3 ან მეტი, მაგრამ საკმარისად რბილი, რომ არ დაზიანდეს საკისრები.

ქიმიურად სუფთა პროდუქტის მიღება

მინერალური ბარიტი ხშირად დაბინძურებულია სხვადასხვა მინარევებით, ძირითადად რკინის ოქსიდებით, რომლებიც მას სხვადასხვა ფერებში აფერადებენ. მუშავდება კარბოთერმულად (თბება კოქსით). შედეგი არის ბარიუმის სულფიდი.

BaSO 4 + 4 C → BaS + 4 CO

ეს უკანასკნელი სულფატისაგან განსხვავებით წყალში ხსნადია და ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, ჰალოგენებთან და მჟავებთან.

BaS + H 2 SO 4 → BaSO 4 + H 2 S

გოგირდის მჟავა გამოიყენება მაღალი სისუფთავის საბოლოო პროდუქტის მისაღებად. ამ პროცესის შედეგად წარმოქმნილ ბარიუმის სულფატს ხშირად მოიხსენიებენ როგორც blancfix, რაც ფრანგულად ნიშნავს "თეთრ ფიქსირებულს". ის ხშირად გვხვდება სამომხმარებლო პროდუქტებში, როგორიცაა საღებავები.

ლაბორატორიულ პირობებში ბარიუმის სულფატი წარმოიქმნება ხსნარში ბარიუმის იონებისა და სულფატის იონების შერწყმით (იხ. ზემოთ). ვინაიდან სულფატი არის ბარიუმის ყველაზე ნაკლებად ტოქსიკური მარილი მისი უხსნადობის გამო, ბარიუმის სხვა მარილების შემცველი ნარჩენები ზოგჯერ მუშავდება ნატრიუმის სულფატით, რათა შეაერთოს მთელი ბარიუმი, რომელიც საკმაოდ ტოქსიკურია.

სულფატიდან ჰიდროქსიდამდე და უკან

ისტორიულად, ბარიტი გამოიყენებოდა ბარიუმის ჰიდროქსიდის, Ba(OH) 2-ის დასამზადებლად, რომელიც საჭიროა შაქრის გადამუშავებაში. ეს არის ზოგადად ძალიან საინტერესო და ფართოდ გამოყენებული ნაერთი ინდუსტრიაში. ის ძალიან ხსნადია წყალში, ქმნის ხსნარს, რომელიც ცნობილია როგორც ბარიტის წყალი. მისი გამოყენება მოსახერხებელია სულფატის იონების დასაკავშირებლად სხვადასხვა კომპოზიციებში უხსნადი BaSO 4-ის წარმოქმნით.

ზემოთ ვნახეთ, რომ კოქსის თანდასწრებით გაცხელებისას ადვილია სულფატიდან წყალში ხსნადი ბარიუმის სულფიდის - BaS მიღება. ეს უკანასკნელი ცხელ წყალთან ურთიერთობისას წარმოქმნის ჰიდროქსიდს.

BaS + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 S

ბარიუმის ჰიდროქსიდი და ნატრიუმის სულფატი, მიღებული ხსნარებში, შერევისას, მიიღებენ ბარიუმის სულფატისა და ნატრიუმის ჰიდროქსიდის უხსნად ნალექს.

Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaOH

ირკვევა, რომ ბუნებრივი ბარიუმის სულფატი (ბარიტი) ჯერ ინდუსტრიულად გარდაიქმნება ბარიუმის ჰიდროქსიდად, შემდეგ კი ემსახურება იგივე სულფატის მიღებას სხვადასხვა მარილის სისტემების სულფატის იონებისგან გაწმენდისას. ანალოგიურად, რეაქცია ასევე მოხდება სპილენძის სულფატის ხსნარიდან SO 4 2- იონების გაწმენდის დროს. თუ თქვენ გააკეთებთ ნარევს "ბარიუმის ჰიდროქსიდი + სპილენძის სულფატი", შედეგი არის სპილენძის ჰიდროქსიდი და უხსნადი ბარიუმის სულფატი.

CuSO 4 + Ba(OH) 2 → Cu(OH) 2 + BaSO 4 ↓

თვით გოგირდმჟავასთან რეაქციაშიც კი, მისი სულფატური იონები მთლიანად შეკრული იქნება ბარიუმით.

გამოიყენეთ საბურღი სითხეებში

ბარიუმის სულფატის, გაწმენდილი და დაფქული ბარიტის მსოფლიო წარმოების დაახლოებით 80% მოხმარდება როგორც საბურღი სითხეების კომპონენტს ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილების შესაქმნელად. მისი დამატება ზრდის ჭაბურღილში შეყვანილი სითხის სიმკვრივეს, რათა უკეთ გაუძლოს რეზერვუარის მაღალ წნევას და თავიდან აიცილოს გამონაყარი.

ჭაბურღილის გაბურღისას, ბიტი გადის სხვადასხვა წარმონაქმნებში, თითოეულს აქვს საკუთარი მახასიათებლები. რაც უფრო დიდია სიღრმე, მით მეტია ბარიტის პროცენტული შემცველობა ხსნარის სტრუქტურაში. დამატებითი უპირატესობა ის არის, რომ ბარიუმის სულფატი არის არამაგნიტური ნივთიერება, ამიტომ ის არ უშლის ხელს სხვადასხვა გაზომვას ელექტრონული მოწყობილობების გამოყენებით.

საღებავებისა და ქაღალდის ინდუსტრია

სინთეზური BaSO 4-ის უმეტესი ნაწილი გამოიყენება საღებავებისთვის თეთრი პიგმენტის კომპონენტად. ასე რომ, ბლანფიქსი შერეული ტიტანის დიოქსიდით (TiO 2) იყიდება, როგორც თეთრი ზეთის საღებავი, რომელიც გამოიყენება ფერწერაში.

BaSO 4-ისა და ZnS-ის (თუთიის სულფიდი) კომბინაცია იძლევა არაორგანულ პიგმენტს, რომელსაც ლიტოპონს უწოდებენ. იგი გამოიყენება როგორც საფარი გარკვეული კლასის ფოტოგრაფიული ქაღალდისთვის.

ახლახან ბარიუმის სულფატი გამოიყენება ჭავლური პრინტერებისთვის განკუთვნილი ქაღალდის გასანათებლად.

გამოყენება ქიმიურ მრეწველობაში და ფერადი მეტალურგიაში

პოლიპროპილენისა და პოლისტიროლის წარმოებაში, BaSO 4 გამოიყენება როგორც შემავსებელი 70%-მდე პროპორციით. მას აქვს ეფექტი გაზარდოს პლასტმასის წინააღმდეგობა მჟავებისა და ტუტეების მიმართ, ასევე ანიჭებს მათ გამჭვირვალობას.

იგი ასევე გამოიყენება სხვა ბარიუმის ნაერთების, განსაკუთრებით ბარიუმის კარბონატის დასამზადებლად, რომელიც გამოიყენება ტელევიზორისა და კომპიუტერის ეკრანებისთვის LED მინის დასამზადებლად (ისტორიულად კათოდური სხივების მილებში).

ლითონის ჩამოსხმისას გამოყენებული ყალიბები ხშირად დაფარულია ბარიუმის სულფატით, რათა თავიდან აიცილონ გამდნარ ლითონზე გადაბმა. ეს კეთდება ანოდური სპილენძის ფირფიტების წარმოებაში. ისინი ყრიან სპილენძის ფორმებში, რომლებიც დაფარულია ბარიუმის სულფატის ფენით. როდესაც თხევადი სპილენძი მყარდება მზა ანოდურ ფირფიტაში, ის ადვილად შეიძლება ამოღებულ იქნეს ყალიბიდან.

პიროტექნიკური მოწყობილობები

ვინაიდან ბარიუმის ნაერთები წვისას ასხივებენ მწვანე შუქს, ამ ნივთიერების მარილები ხშირად გამოიყენება პიროტექნიკურ ფორმულებში. მიუხედავად იმისა, რომ ნიტრატი და ქლორატი სულფატზე უფრო გავრცელებულია, ეს უკანასკნელი ფართოდ გამოიყენება, როგორც კომპონენტი პიროტექნიკურ სტრობ ნათურებში.

რენტგენის კონტრასტული აგენტი

ბარიუმის სულფატი არის რადიოგამჭვირვალე აგენტი, რომელიც გამოიყენება გარკვეული სამედიცინო პრობლემების დიაგნოსტიკისთვის. ვინაიდან ასეთი ნივთიერებები გაუმჭვირვალეა რენტგენის მიმართ (მათი მაღალი სიმკვრივის გამო ბლოკავს მათ), სხეულის ის ადგილები, რომლებშიც ისინი ლოკალიზებულია, რენტგენის ფილაზე თეთრი უბნების სახით გამოჩნდება. ეს ქმნის აუცილებელ განსხვავებას ერთ (დიაგნოსტირებული) ორგანოსა და სხვა (მიმდებარე) ქსოვილებს შორის. კონტრასტი დაეხმარება ექიმს დაინახოს რაიმე განსაკუთრებული მდგომარეობა, რომელიც შეიძლება არსებობდეს ამ ორგანოსა თუ სხეულის ნაწილზე.

ბარიუმის სულფატს იღებენ პირის ღრუში ან რექტალურად კლიზმით. პირველ შემთხვევაში ის ხდის საყლაპავს, კუჭს ან წვრილი ნაწლავს გაუმჭვირვალეს რენტგენის მიმართ. ასე რომ, მათი გადაღება შესაძლებელია. თუ ნივთიერება შეჰყავთ კლიზმით, მაშინ მსხვილი ნაწლავი ან ნაწლავები შეიძლება ნახოთ და დაფიქსირდეს რენტგენის სხივებით.

ბარიუმის სულფატის დოზა განსხვავებული იქნება სხვადასხვა პაციენტისთვის, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ტესტის ტიპზე. პრეპარატი ხელმისაწვდომია სპეციალური სამედიცინო ბარიუმის სუსპენზიის ან ტაბლეტების სახით. სხვადასხვა ტესტები, რომლებიც საჭიროებენ კონტრასტულ და რენტგენოლოგიურ აღჭურვილობას, საჭიროებენ სხვადასხვა რაოდენობის სუსპენზიას (ზოგიერთ შემთხვევაში აუცილებელია ტაბლეტის სახით წამალი). კონტრასტული აგენტი უნდა იქნას გამოყენებული მხოლოდ ექიმის უშუალო მეთვალყურეობის ქვეშ.

ბარიუმი არის მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდი, ატომური ნომრით 56. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ba (ლათ. ბარიუმი). მარტივი ნივთიერება არის რბილი, დრეკადი ვერცხლისფერი თეთრი დედამიწის ტუტე ლითონი. ფლობს მაღალ ქიმიურ აქტივობას.

ბარიუმის აღმოჩენის ისტორია

ბარიუმი აღმოაჩინა ოქსიდის BaO-ს სახით 1774 წელს კარლ შელეს მიერ. 1808 წელს ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰამფრი დევიმ წარმოქმნა ბარიუმის ამალგამი სველი ბარიუმის ჰიდროქსიდის ელექტროლიზით ვერცხლისწყლის კათოდით; გაცხელებისას ვერცხლისწყლის აორთქლების შემდეგ მან გამოყო მეტალი ბარიუმი.

1774 წელს შვედმა ქიმიკოსმა კარლ ვილჰელმ შელემ და მისმა მეგობარმა იოჰან გოტლიბ ჰანმა გამოიკვლიეს ერთ-ერთი ყველაზე მძიმე მინერალი, მძიმე სპარ BaSO 4. მათ მოახერხეს აქამდე უცნობი „მძიმე მიწის“ იზოლირება, რომელსაც მოგვიანებით ბარიტი უწოდეს (ბერძნულიდან βαρυς - მძიმე). და 34 წლის შემდეგ, ჰამფრი დევიმ, რომელმაც სველი ბარიტი დედამიწა ელექტროლიზს დაუქვემდებარა, მისგან მიიღო ახალი ელემენტი - ბარიუმი. უნდა აღინიშნოს, რომ იმავე 1808 წელს, დევიზე ცოტა ადრე, ჯენე იაკობ ბერცელიუსმა და მისმა თანამშრომლებმა მიიღეს კალციუმის, სტრონციუმის და ბარიუმის ამალგამები. ასე დაიბადა ელემენტი ბარიუმი.

ძველმა ალქიმიკოსებმა BaSO 4 ხის ან ნახშირით დააკალცინეს და მიიღეს ფოსფორესცენტური „ბოლონის ძვირფასი ქვები“. მაგრამ ქიმიურად, ეს ძვირფასი ქვები არ არის BaO, არამედ ბარიუმის სულფიდი BaS.

სახელის წარმოშობა

მან მიიღო სახელი ბერძნული ბარიდან - "მძიმე", რადგან მისი ოქსიდი (BaO) ხასიათდებოდა, როგორც უჩვეულოდ მაღალი სიმკვრივის მქონე ასეთი ნივთიერებებისთვის.

ბუნებაში ბარიუმის პოვნა

დედამიწის ქერქი შეიცავს 0,05% ბარიუმს. ეს საკმაოდ ბევრია - ბევრად მეტი, ვიდრე, ვთქვათ, ტყვია, კალა, სპილენძი ან ვერცხლისწყალი. მისი სუფთა სახით ის დედამიწაზე არ არსებობს: ბარიუმი აქტიურია, შედის ტუტე მიწის ლითონების ქვეჯგუფში და ბუნებრივია, საკმაოდ მყარად არის შეკრული მინერალებით.

ბარიუმის ძირითადი მინერალებია უკვე ნახსენები მძიმე სპარი BaSO 4 (უფრო ხშირად უწოდებენ ბარიტს) და ვიტერიტი BaCO3, სახელწოდებით ინგლისელი უილიამ უიზერინგი (1741 ... 1799), რომელმაც აღმოაჩინა ეს მინერალი 1782 წელს. ბარიუმის მარილების მცირე კონცენტრაციით. გვხვდება ბევრ მინერალურ წყალში და ზღვის წყალში. დაბალი შემცველობა ამ შემთხვევაში არის პლუსი და არა მინუსი, რადგან ყველა ბარიუმის მარილი, გარდა სულფატისა, შხამიანია.

ბარიუმის საბადოების სახეები

მინერალური ასოციაციების მიხედვით, ბარიტის მადნები იყოფა მონომინერალურ და კომპლექსურად. კომპლექსები იყოფა ბარიტ-სულფიდად (შეიცავს ტყვიას, თუთიას, ზოგჯერ სპილენძს და რკინის პირიტის სულფიდებს, ნაკლებად ხშირად Sn, Ni, Au, Ag), ბარიტ-კალციტად (შეიცავს 75% კალციტს), რკინა-ბარიტს (შეიცავს მაგნეტიტს. , ჰემატიტი და გოეთიტი და ჰიდროგოეთიტი ზედა ზონებში) და ბარიტ-ფლუორიტი (ბარიტის და ფტორიტის გარდა, ისინი ჩვეულებრივ შეიცავს კვარცს და კალციტს, ხოლო თუთია, ტყვია, სპილენძი და ვერცხლისწყლის სულფიდები ზოგჯერ მცირე მინარევებით არის წარმოდგენილი).

პრაქტიკული თვალსაზრისით, ყველაზე დიდი ინტერესია ჰიდროთერმული ვენური მონომინერალური, ბარიტ-სულფიდური და ბარიტ-ფლუორიტის საბადოები. ზოგიერთი მეტასომატური ფურცლის საბადო და ელუვიური პლაცერები ასევე სამრეწველო მნიშვნელობისაა. დანალექი საბადოები, რომლებიც წარმოადგენენ წყლის აუზების ტიპურ ქიმიურ ნალექებს, იშვიათია და მნიშვნელოვან როლს არ თამაშობენ.

როგორც წესი, ბარიტის მადნები შეიცავს სხვა სასარგებლო კომპონენტებს (ფლუორიტი, გალენა, სფალერიტი, სპილენძი, ოქრო სამრეწველო კონცენტრაციებში), ამიტომ მათ კომბინირებულად იყენებენ.

ბარიუმის იზოტოპები

ბუნებრივი ბარიუმი შედგება შვიდი სტაბილური იზოტოპის ნარევისგან: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. ეს უკანასკნელი ყველაზე გავრცელებულია (71,66%). ასევე ცნობილია ბარიუმის რადიოაქტიური იზოტოპები, რომელთაგან ყველაზე მნიშვნელოვანია 140 ბა. იგი წარმოიქმნება ურანის, თორიუმის და პლუტონიუმის დაშლის დროს.

ბარიუმის მიღება

ლითონის მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა გზით, კერძოდ, ბარიუმის ქლორიდის და კალციუმის ქლორიდის გამდნარი ნარევის ელექტროლიზით. ბარიუმის მიღება შესაძლებელია ოქსიდიდან ალუმოთერმული მეთოდით აღდგენით. ამისათვის ვეტერიტი იწვება ნახშირით და მიიღება ბარიუმის ოქსიდი:

BaCO 3 + C → BaO + 2CO.

შემდეგ BaO-ს ნარევი ალუმინის ფხვნილთან თბება ვაკუუმში 1250°C-მდე. შემცირებული ბარიუმის ორთქლები კონდენსირდება მილის ცივ ნაწილებში, რომელშიც რეაქცია მიმდინარეობს:

3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.

საინტერესოა, რომ ბარიუმის პეროქსიდი BaO 2 ხშირად შედის ალუმინის თერმიისთვის ანთების ნარევების შემადგენლობაში.

ბარიუმის ოქსიდის მიღება ვეტერიტის მარტივი კალცინაციით რთულია: ვეტერიტი იშლება მხოლოდ 1800°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. უფრო ადვილია BaO-ს მიღება ბარიუმის ნიტრატის Ba (NO 3) 2 კალცინით:

2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2.

ორივე ელექტროლიზი და ალუმინის რედუქცია წარმოქმნის რბილ (ტყვიაზე უფრო მტკიცე, მაგრამ თუთიაზე უფრო რბილ) მბზინავ თეთრ ლითონს. დნება 710°C-ზე, დუღს 1638°C-ზე, სიმკვრივეა 3,76 გ/სმ 3. ეს ყველაფერი სრულად შეესაბამება ბარიუმის პოზიციას დედამიწის ტუტე ლითონების ქვეჯგუფში.

ბარიუმის შვიდი ბუნებრივი იზოტოპია. მათგან ყველაზე გავრცელებულია ბარიუმი-138; 70%-ზე მეტია.

ბარიუმი ძალიან აქტიურია. ზემოქმედებისას ის თვითინთება, ადვილად იშლება წყალი, წარმოქმნის ხსნად ბარიუმის ოქსიდის ჰიდრატს:

Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2.

ბარიუმის ჰიდროქსიდის წყალხსნარს ბარიტის წყალი ეწოდება. ეს "წყალი" გამოიყენება ანალიტიკურ ქიმიაში CO 2-ის დასადგენად გაზის ნარევებში. მაგრამ ეს უკვე არის ბარიუმის ნაერთების გამოყენების ისტორიიდან. მეტალის ბარიუმი პრაქტიკულად არ პოულობს პრაქტიკულ გამოყენებას. უკიდურესად მცირე რაოდენობით, იგი შეყვანილია ტარების და ბეჭდვის შენადნობებში. ბარიუმის და ნიკელის შენადნობი გამოიყენება რადიო მილებში, სუფთა ბარიუმი გამოიყენება მხოლოდ ვაკუუმ ტექნოლოგიაში, როგორც გამტარი (მიმღები).

მეტალი ბარიუმი მიიღება ოქსიდიდან ალუმინის შემცირებით ვაკუუმში 1200-1250°C ტემპერატურაზე:

4BaO + 2Al \u003d 3Ba + BaAl 2 O 4.

ბარიუმი იწმინდება ვაკუუმური დისტილაციით ან ზონის დნობით.

ბარიუმის ტიტანის მომზადება. მისი მიღება შედარებით მარტივია. Witherite BaCO 3 700 ... 800 ° C-ზე რეაგირებს ტიტანის დიოქსიდთან TYu 2, გამოდის ზუსტად ის, რაც გჭირდებათ:

BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2.

მთავარი გამოსაშვები. BaO-დან მეტალის ბარიუმის მიღების მეთოდია მისი შემცირება A1 ფხვნილით: 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO * A1 2 O 3. პროცესი ტარდება რეაქტორში 1100-1200°C ტემპერატურაზე Ar ატმოსფეროში ან ვაკუუმში (სასურველია ეს უკანასკნელი მეთოდი). BaO:A1-ის მოლური თანაფარდობა არის (1,5-2):1. რეაქტორი მოთავსებულია ღუმელში ისე, რომ მისი "ცივი ნაწილის" ტემპერატურა (წარმოქმნილი ბარიუმის ორთქლები მასში კონდენსირდება) არის დაახლოებით 520 ° C. ვაკუუმში დისტილაციით ბარიუმი იწმინდება მინარევების შემცველობამდე 10 ~ 4-ზე ნაკლები. % წონით, ხოლო ზონის დნობის გამოყენებისას - 10 ~ 6%-მდე.

ბარიუმის მცირე რაოდენობა ასევე მიიღება BaBeO 2-ის შემცირებით [სინთეზირებული Ba (OH) 2-ისა და Be (OH) 2-ის შერწყმით] 1300 ° C ტემპერატურაზე ტიტანთან, ასევე დაშლით 120 ° C Ba-ზე (N 3). ) 2, წარმოიქმნება ბარიუმის მარილების პ-კატიონების გაცვლისას NaN 3-თან.

Acetate Ba (OOCHN 3), - უფერო. კრისტალები; მ.პ. 490°С (დეკომპ.); მკვრივი 2,47 გ/სმ 3; სოლ. წყალში (58,8გრ 100გრ 0°C-ზე). 25 ° C-ზე ქვემოთ, ტრიჰიდრატი კრისტალიზდება წყალხსნარებიდან, 25-41 ° C ტემპერატურაზე - მონოჰიდრატი, 41 ° C-ზე ზემოთ - უწყლო მარილი. მიიღეთ ურთიერთქმედება. Ba (OH) 2, VaCO 3 ან BaS CH 3 CO 2 H-ით. გამოიყენება მატყლისა და ჩინცის შეღებვისას.

მანგანატი (VI) BaMnO 4 - მწვანე კრისტალები; არ იშლება 1000°C-მდე. მიიღება Ba(NO 3) 2-ის ნარევი MnO 2-თან კალცინით. პიგმენტი (კასელი ან მანგანუმის მწვანე), რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ფრესკული მხატვრობისთვის.

ქრომატი (VI) ВаСrO 4 - ყვითელი კრისტალები; მ.პ. 1380°C; - 1366,8 კჯ/მოლი; სოლ. ინორგ. მაქსიმუმ, არა სოლ. წყალში. მიიღეთ ურთიერთქმედება. Ba (OH) 2-ის ან BaS-ის წყალხსნარები ტუტე ლითონის ქრომატებით (VI). პიგმენტი (ბარიტი ყვითელი) კერამიკისთვის. MPC 0.01 მგ / მ 3 (Cr0 3 თვალსაზრისით). Pirconate ВаZrО 3 - უფერო. კრისტალები; მ.პ. ~269°С; - 1762 კჯ/მოლი; სოლ. წყალში და ტუტეების წყალხსნარებში და NH 4 HCO 3, დაიშალა ძლიერი ინორგ. ტო-ტამი. მიიღეთ ურთიერთქმედება. ZrO 2 BaO, Ba(OH) 2 ან BaCO 3 გაცხელებისას. Ba ცირკონატი შერეული ВаТiO 3 -პიეზოელექტრიკით.

ბრომიდი BaBr 2 - თეთრი კრისტალები; მ.პ. 847°C; მკვრივი 4.79 გ/სმ 3; -757 კჯ/მოლი; კარგად სოლ. წყალში, მეთანოლში, უარესი - ეთანოლში. წყალხსნარებიდან დიჰიდრატი კრისტალიზდება, გადაიქცევა მონოჰიდრატად 75 ° C ტემპერატურაზე, უწყლო მარილში - 100 ° C-ზე ზემოთ. წყალხსნარებში ურთიერთქმედება. ჰაერის CO 2 და O 2, წარმოქმნის VaCO 3 და Br 2. მიიღეთ BaBr 2 ურთიერთქმედება. წყლის p-თხრილი Ba (OH) 2 ან VaCO 3 ჰიდრობრომის მჟავით.

იოდიდი BaI 2 - უფერო. კრისტალები; მ.პ. 740°С (დეკომპ.); მკვრივი 5,15 გ/სმ 3; . -607 კჯ/მოლი; კარგად სოლ. წყალში და ეთანოლში. ცხელი წყლის ხსნარებიდან დიჰიდრატი კრისტალიზდება (დეჰიდრატირდება 150 ° C ტემპერატურაზე), 30 ° C-ზე ქვემოთ - ჰექსაჰიდრატი. მიიღეთ VaI 2 ურთიერთქმედება. წყალი p-თხრილი Ba (OH) 2 ან VaCO 3 ჰიდროიოდური მჟავით.

ბარიუმის ფიზიკური თვისებები

ბარიუმი არის ვერცხლისფერი თეთრი ელასტიური ლითონი. მკვეთრი დარტყმით ტყდება. არსებობს ბარიუმის ორი ალოტროპული მოდიფიკაცია: α-Ba კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსით სტაბილურია 375 °C-მდე (პარამეტრი a = 0,501 ნმ), β-Ba სტაბილურია ზემოთ.

სიმტკიცე მინერალოგიური მასშტაბით 1,25; მოჰსის მასშტაბით 2.

მეტალი ბარიუმი ინახება ნავთი ან პარაფინის ფენის ქვეშ.

ბარიუმის ქიმიური თვისებები

ბარიუმი დედამიწის ტუტე მეტალია. ის ინტენსიურად იჟანგება ჰაერში, წარმოქმნის ბარიუმის ოქსიდს BaO და ბარიუმის ნიტრიდს Ba 3 N 2 და ოდნავ გაცხელებისას აალდება. ენერგიულად რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდროქსიდს Ba (OH) 2:

Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2

აქტიურად ურთიერთქმედებს განზავებულ მჟავებთან. ბარიუმის ბევრი მარილი წყალში უხსნადი ან ოდნავ ხსნადია: ბარიუმის სულფატი BaSO 4, ბარიუმის სულფიტი BaSO 3, ბარიუმის კარბონატი BaCO 3, ბარიუმის ფოსფატი Ba 3 (PO 4) 2. ბარიუმის სულფიდი BaS, კალციუმის სულფიდისგან განსხვავებით, წყალში ძალიან ხსნადია.

ბუნებრივი მაისიდან ბარიუმს აქვს შვიდი სტაბილური იზოტოპი. თავი 130, 132, 134-137 და 138 (71,66%). თერმული ნეიტრონების დაჭერის ჯვარი არის 1,17-10 28 მ 2 . გარე კონფიგურაცია ელექტრონული გარსი 6s 2; ჟანგვის მდგომარეობა + 2, იშვიათად + 1; იონიზაციის ენერგია Ba° -> Ba + -> Ba 2+ შედ. 5.21140 და 10.0040 eV; პაულინგის ელექტრონეგატიურობა 0,9; ატომური რადიუსი 0,221 ნმ, იონური რადიუსი Ba 2+ 0,149 ნმ (კოორდინაციის ნომერი 6).

ადვილად რეაგირებს ჰალოგენებთან ჰალოგენების წარმოქმნით.

წყალბადით გაცხელებისას იგი წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდრიდს BaH 2, რომელიც, თავის მხრივ, ლითიუმის ჰიდრიდთან LiH იძლევა Li კომპლექსს.

რეაგირებს ამიაკით გათბობაზე:

6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2

ბარიუმის ნიტრიდი Ba 3 N 2 რეაგირებს CO-სთან გაცხელებისას და წარმოქმნის ციანიდს:

Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO

თხევადი ამიაკით იგი იძლევა მუქ ლურჯ ხსნარს, საიდანაც შესაძლებელია ამიაკის იზოლირება, რომელსაც აქვს ოქროსფერი ბზინვარება და ადვილად იშლება NH 3-ის გამოდევნით. პლატინის კატალიზატორის თანდასწრებით, ამიაკი იშლება ბარიუმის ამიდის წარმოქმნით:

Ba (NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2

ბარიუმის კარბიდი BaC 2 მიიღება რკალის ღუმელში ნახშირით BaO-ს გაცხელებით.

ფოსფორით ის ქმნის ფოსფიდს Ba 3 P 2 .

ბარიუმი ამცირებს მრავალი ლითონის ოქსიდებს, ჰალოიდებსა და სულფიდებს შესაბამის ლითონამდე.

ბარიუმის გამოყენება

ბარიუმის შენადნობი A1-ით (ალბას შენადნობი, 56% Ba) არის მიმღებების (მიმღების) საფუძველი. თავად გეტერის მისაღებად ბარიუმი აორთქლდება შენადნობიდან მაღალი სიხშირის გაცხელებით მოწყობილობის ევაკუირებულ კოლბაში; ბარიუმის სარკე (ან დიფუზური საფარი აზოტის ატმოსფეროში აორთქლების დროს). თერმიონული კათოდების აბსოლუტური უმრავლესობის აქტიური ნაწილია BaO. ბარიუმი ასევე გამოიყენება როგორც Cu და Pb დეოქსიდიზატორი, როგორც ანტიფრიქციების დანამატი. შენადნობები, შავი და ფერადი ლითონები, ასევე შენადნობები, საიდანაც მზადდება ტიპოგრაფიული შრიფტები მათი სიხისტის ასამაღლებლად. ბარიუმის შენადნობები Ni-თან ერთად გამოიყენება შიდა ძრავების ნათურების ელექტროდების დასამზადებლად. წვა და რადიო მილებში. 140 Va (T 1/2 12,8 დღე) არის იზოტოპური მაჩვენებელი, რომელიც გამოიყენება ბარიუმის ნაერთების შესწავლაში.

ბარიუმის ლითონი, ხშირად ალუმინის შენადნობაში, გამოიყენება მაღალი ვაკუუმის ელექტრო მოწყობილობებში.

ანტიკოროზიული მასალა

ბარიუმს ცირკონიუმთან ერთად ემატება თხევადი ლითონის გამაგრილებლები (ნატრიუმის, კალიუმის, რუბიდიუმის, ლითიუმის, ცეზიუმის შენადნობები), რათა შეამციროს ამ უკანასკნელის აგრესიულობა მილსადენებზე და მეტალურგიაში.

ბარიუმის ფტორი გამოიყენება ერთკრისტალების სახით ოპტიკაში (ლინზები, პრიზმები).

ბარიუმის პეროქსიდი გამოიყენება პიროტექნიკისთვის და როგორც ჟანგვის აგენტი. ბარიუმის ნიტრატი და ბარიუმის ქლორატი გამოიყენება პიროტექნიკაში ცეცხლის შეღებვისთვის (მწვანე ცეცხლი).

ბარიუმის ქრომატი გამოიყენება წყალბადისა და ჟანგბადის წარმოებაში თერმოქიმიური მეთოდით (Oak Ridge ციკლი, აშშ).

ბარიუმის ოქსიდი, სპილენძისა და იშვიათი მიწიერი ლითონების ოქსიდებთან ერთად, გამოიყენება ზეგამტარი კერამიკის სინთეზისთვის, რომელიც მოქმედებს თხევადი აზოტის ტემპერატურაზე და ზემოთ.

ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალური ტიპის შუშის დნობისთვის, რომელიც გამოიყენება ურანის ღეროების დასაფარავად. ასეთი სათვალეების ერთ-ერთ გავრცელებულ სახეობას აქვს შემდეგი შემადგენლობა - (ფოსფორის ოქსიდი - 61%, BaO - 32%, ალუმინის ოქსიდი - 1,5%, ნატრიუმის ოქსიდი - 5,5%). ბირთვული ინდუსტრიისთვის მინის წარმოებაში ასევე გამოიყენება ბარიუმის ფოსფატი.

ბარიუმის ფტორი გამოიყენება მყარი მდგომარეობის ფტორის ბატარეებში, როგორც ფტორის ელექტროლიტის კომპონენტი.

ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება ძლიერ სპილენძის ოქსიდის ბატარეებში, როგორც აქტიური მასის კომპონენტი (ბარიუმის ოქსიდი-სპილენძის ოქსიდი).

ბარიუმის სულფატი გამოიყენება როგორც უარყოფითი ელექტროდის აქტიური მასის გამაფართოებელი ტყვიის მჟავა ბატარეების წარმოებაში.

შუშის მასას ემატება ბარიუმის კარბონატი BaCO 3 მინის რეფრაქციული ინდექსის გაზრდის მიზნით. ბარიუმის სულფატი გამოიყენება ქაღალდის მრეწველობაში, როგორც შემავსებელი; ქაღალდის ხარისხს დიდწილად მისი წონა განსაზღვრავს, ბარიტი BaSO 4 ქაღალდს ამძიმებს. ეს მარილი აუცილებლად შედის ყველა ძვირადღირებულ ქაღალდში. გარდა ამისა, ბარიუმის სულფატი ფართოდ გამოიყენება თეთრი ლითოპონური საღებავის წარმოებაში, ბარიუმის სულფიდის ხსნარების თუთიის სულფატთან რეაქციის პროდუქტი:

BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS.

თეთრი ფერის მქონე ორივე მარილი ნალექია, ხსნარში რჩება სუფთა წყალი.

ნავთობისა და გაზის ღრმა ჭაბურღილების ბურღვისას, წყალში ბარიუმის სულფატის სუსპენზია გამოიყენება როგორც საბურღი სითხე.

კიდევ ერთი ბარიუმის მარილი მნიშვნელოვან გამოყენებას პოულობს. ეს არის ბარიუმის ტიტანატი BaTiO 3 - ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფეროელექტრიკა (ფეროელექტრიკები პოლარიზებულია დამოუკიდებლად, გარე ველზე ზემოქმედების გარეშე. დიელექტრიკებს შორის ისინი გამოირჩევიან ისევე, როგორც ფერომაგნიტური მასალები გამტარებლებს შორის. ასეთი პოლარიზაციის უნარი არის შენარჩუნებულია მხოლოდ გარკვეულ ტემპერატურაზე.პოლარიზებული ფეროელექტრიკები განსხვავდება უფრო მაღალი დიელექტრიკული მუდმივობით), რომლებიც ითვლება ძალიან ღირებულ ელექტრო მასალად.

1944 წელს ამ კლასს დაემატა ბარიუმის ტიტანატი, რომლის ფეროელექტრული თვისებები აღმოაჩინა საბჭოთა ფიზიკოსმა ბ.მ. ვულომ. ბარიუმის ტიტანატის თვისება ის არის, რომ ის ინარჩუნებს ფეროელექტრო თვისებებს ძალიან ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონში - აბსოლუტური ნულიდან +125°C-მდე.

ბარიუმი ასევე გამოიყენებოდა მედიცინაში. მისი სულფატური მარილი გამოიყენება კუჭის დაავადებების დიაგნოსტიკაში. BaSO 4 ურევენ წყალს და პაციენტს უშვებენ გადაყლაპვას. ბარიუმის სულფატი გაუმჭვირვალეა რენტგენის მიმართ და, შესაბამისად, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ის ნაწილები, რომლებშიც „ბარიუმის ფაფა“ გადის, ეკრანზე ბნელი რჩება. ასე რომ, ექიმი იღებს წარმოდგენას კუჭისა და ნაწლავების ფორმის შესახებ, ადგენს ადგილს, სადაც შეიძლება გაჩნდეს წყლული.

ბარიუმის გავლენა ადამიანის სხეულზე

სხეულში შესვლის გზები.
ბარიუმის ადამიანის ორგანიზმში შეღწევის ძირითადი გზა არის საკვები. ამრიგად, ზღვის ზოგიერთ ბინადარს შეუძლია ბარიუმის დაგროვება მიმდებარე წყლიდან, ხოლო კონცენტრაციებში 7-100 (და ზოგიერთი ზღვის მცენარეებისთვის 1000-მდე) უფრო მაღალია, ვიდრე მისი შემცველობა ზღვის წყალში. ზოგიერთ მცენარეს (მაგალითად, სოიოსა და პომიდორს) ასევე შეუძლია ნიადაგიდან ბარიუმის დაგროვება 2-20-ჯერ. თუმცა, იმ ადგილებში, სადაც წყალში ბარიუმის კონცენტრაცია მაღალია, სასმელმა წყალმა ასევე შეიძლება წვლილი შეიტანოს ბარიუმის მთლიან მიღებაში. ჰაერიდან ბარიუმის მიღება უმნიშვნელოა.

ჯანმრთელობის საფრთხე.
ჯანმო-ს ეგიდით ჩატარებული სამეცნიერო ეპიდემიოლოგიური კვლევების მსვლელობისას არ დადასტურებულა მონაცემები გულ-სისხლძარღვთა დაავადებებით გამოწვეული სიკვდილიანობასა და სასმელ წყალში ბარიუმის შემცველობას შორის კავშირის შესახებ. მოხალისეებში ჩატარებულ ხანმოკლე კვლევებში არ იყო არასასურველი გავლენა გულ-სისხლძარღვთა სისტემაზე ბარიუმის კონცენტრაციით 10 მგ/ლ-მდე. მართალია, ვირთხებზე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში, როდესაც ეს უკანასკნელი მოიხმარდა წყალს ბარიუმის დაბალი შემცველობითაც კი, დაფიქსირდა სისტოლური არტერიული წნევის მატება. ეს მიუთითებს ადამიანებში არტერიული წნევის მატების პოტენციურ საშიშროებაზე ბარიუმის შემცველი წყლის ხანგრძლივი გამოყენებისას (ასეთი მონაცემები აქვს USEPA-ს).
USEPA-ს მონაცემები ასევე ვარაუდობს, რომ წყლის ერთჯერადი სასმელიც კი, რომელიც შეიცავს მაქსიმალურ ბარიუმს, შეიძლება გამოიწვიოს კუნთების სისუსტე და მუცლის ტკივილი. თუმცა, გასათვალისწინებელია, რომ USEPA-ს ხარისხის სტანდარტით დადგენილი ბარიუმის სტანდარტი (2,0 მგ/ლ) მნიშვნელოვნად აღემატება WHO-ს მიერ რეკომენდებულ მნიშვნელობას (0,7 მგ/ლ). რუსული სანიტარული სტანდარტები ადგენს კიდევ უფრო მკაცრ MPC მნიშვნელობას წყალში ბარიუმისთვის - 0,1 მგ/ლ. წყლის მოცილების ტექნოლოგიები: იონური გაცვლა, უკუ ოსმოზი, ელექტროდიალიზი.

განმარტება

ბარიუმიმდებარეობს პერიოდული ცხრილის მთავარი (A) ქვეჯგუფის II ჯგუფის მეექვსე პერიოდში.

ეკუთვნის ოჯახს ს- ელემენტები. მეტალი. აღნიშვნა - ბა. რიგითი რიცხვი - 56. ფარდობითი ატომური მასა - 137,34 ა.მ.

ბარიუმის ატომის ელექტრონული სტრუქტურა

ბარიუმის ატომი შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისგან (+56), რომლის შიგნით არის 56 პროტონი და 81 ნეიტრონი, ხოლო 56 ელექტრონი მოძრაობს ექვს ორბიტაზე.

ნახ.1. ბარიუმის ატომის სქემატური სტრუქტურა.

ელექტრონების განაწილება ორბიტალებში ასეთია:

56ბა) 2) ​​8) 18) 18) 8) 2;

1ს 2 2ს 2 2გვ 6 3ს 2 3გვ 6 3დ 10 4ს 2 4გვ 6 4დ 10 5ს 2 5გვ 6 6ს 2 .

ბარიუმის ატომის გარე ენერგეტიკული დონე შეიცავს 2 ელექტრონს, რომლებიც ვალენტურია. ძირითადი მდგომარეობის ენერგეტიკული დიაგრამა იღებს შემდეგ ფორმას:

ბარიუმის ატომს ახასიათებს აღგზნებული მდგომარეობის არსებობა. ელექტრონები 6 ს- ქვედონეები დაუწყვილებელია და ერთ-ერთი მათგანი იკავებს ვაკანტურ ორბიტალ 6-ს გვ- ქვედონე:

ორი დაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობა იმაზე მეტყველებს, რომ ბარიუმს აქვს +2 დაჟანგვის მდგომარეობა.

ბარიუმის ატომის ვალენტური ელექტრონები შეიძლება დახასიათდეს ოთხი კვანტური რიცხვის სიმრავლით: ნ(მთავარი კვანტური), ლ(ორბიტალური), მ ლ(მაგნიტური) და ს(დატრიალება):

ქვედონე

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

განმარტება

ბარიუმიპერიოდული ცხრილის ორმოცდამეექვსე ელემენტია. აღნიშვნა - Ba ლათინური "ბარიუმიდან". მდებარეობს მეექვსე პერიოდში, ჯგუფი IIA. ეხება ლითონებს. ძირითადი გადასახადი არის 56.

ბარიუმი ბუნებაში ძირითადად გვხვდება სულფატებისა და კარბონატების სახით, რომლებიც ქმნიან მინერალებს ბარიტს BaSO 4 და ვიტერიტ BaCO 3 . ბარიუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 0,05% (წონა), რაც გაცილებით ნაკლებია კალციუმის შემცველობაზე.

მარტივი ნივთიერების სახით ბარიუმი არის მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონი (ნახ. 1), რომელიც ჰაერში დაფარულია ჰაერის შემადგენელ ნაწილებთან ურთიერთქმედების პროდუქტების მოყვითალო ფენით. ბარიუმი სიმკვრივით ტყვიის მსგავსია. სიმკვრივე 3.76 გ/სმ 3. დნობის წერტილი 727 o C, დუღილის წერტილი 1640 o C. მას აქვს სხეულზე ორიენტირებული ბროლის ბადე.

ბრინჯი. 1. ბარიუმი. გარეგნობა.

ბარიუმის ატომური და მოლეკულური წონა

განმარტება

ნივთიერების შედარებითი მოლეკულური წონა(M r) არის რიცხვი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ აღემატება მოცემული მოლეკულის მასას ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-ზე და ელემენტის ფარდობითი ატომური მასა(A r) - რამდენჯერ მეტია ქიმიური ელემენტის ატომების საშუალო მასა ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-ზე.

იმის გამო, რომ ბარიუმი თავისუფალ მდგომარეობაში არსებობს Ba-ს მოლეკულების სახით, მისი ატომური და მოლეკულური მასების მნიშვნელობები ემთხვევა ერთმანეთს. ისინი უდრის 137.327.

ბარიუმის იზოტოპები

ცნობილია, რომ ბარიუმი ბუნებაში შეიძლება აღმოჩნდეს შვიდი სტაბილური იზოტოპის სახით 130Ba, 132Ba, 134Ba, 135Ba, 136Ba, 137Ba და 138Ba, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია 137Ba (71,66%). მათი მასობრივი რიცხვია 130, 132, 134, 135, 136, 137 და 138, შესაბამისად. ბარიუმის 130 Ba იზოტოპის ატომის ბირთვი შეიცავს ორმოცდათექვსმეტ პროტონს და სამოცდათოთხმეტი ნეიტრონს, ხოლო დარჩენილი იზოტოპები მისგან განსხვავდება მხოლოდ ნეიტრონების რაოდენობით.

არსებობს ხელოვნური არასტაბილური ბარიუმის იზოტოპები მასობრივი ნომრებით 114-დან 153-მდე, ასევე ბირთვების ათი იზომერული მდგომარეობა, რომელთა შორის 133 Ba იზოტოპი ნახევარგამოყოფის პერიოდით 10,51 წელი ყველაზე ხანგრძლივად ითვლება.

ბარიუმის იონები

ბარიუმის ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე არის ორი ვალენტური ელექტრონი:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 6 s 2 .

ქიმიური ურთიერთქმედების შედეგად ბარიუმი თმობს თავის ვალენტურ ელექტრონებს, ე.ი. არის მათი დონორი და იქცევა დადებითად დამუხტულ იონად:

Ba 0 -2e → Ba 2+.

ბარიუმის მოლეკულა და ატომი

თავისუფალ მდგომარეობაში, ბარიუმი არსებობს მონატომური Ba მოლეკულების სახით. აქ არის რამოდენიმე თვისება, რომელიც ახასიათებს ბარიუმის ატომს და მოლეკულას:

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

1808 წელს დევი ჰემფრიმ მიიღო ბარიუმი ამალგამის სახით მისი ნაერთების ელექტროლიზით.

ქვითარი:

ბუნებაში, იგი ქმნის მინერალებს ბარიტს BaSO 4 და witherite BaCO 3 . მიიღება ალუმინოთერმიით ან აზიდის დაშლით:
3BaO+2Al=Al 2 O 3 +3Ba
Ba(N 3) 2 \u003d Ba + 3N 2

ფიზიკური თვისებები:

ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი უფრო მაღალი დნობის და დუღილის წერტილით და უფრო დიდი სიმკვრივით, ვიდრე ტუტე ლითონები. Ძალიან რბილი. Tm.= 727°C.

ქიმიური თვისებები:

ბარიუმი ყველაზე ძლიერი შემცირების საშუალებაა. ჰაერში ის სწრაფად იფარება ოქსიდის, პეროქსიდისა და ბარიუმის ნიტრიდის ფენით, ანთებს გაცხელებისას ან უბრალოდ დამსხვრევისას. ენერგიულად ურთიერთქმედებს ჰალოგენებთან წყალბადთან და გოგირდთან გაცხელებისას.
ბარიუმი ენერგიულად რეაგირებს წყალთან და მჟავებთან. შეინახეთ, ისევე როგორც ტუტე ლითონები, ნავთი.
ნაერთებში იგი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +2.

ყველაზე მნიშვნელოვანი კავშირები:

ბარიუმის ოქსიდი.მყარი, რომელიც ენერგიულად რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ჰიდროქსიდს. შთანთქავს ნახშირორჟანგს, გადაიქცევა კარბონატად. როდესაც თბება 500 ° C-მდე, ის რეაგირებს ჟანგბადთან პეროქსიდის წარმოქმნით
ბარიუმის პეროქსიდი BaO 2, თეთრი ნივთიერება, ცუდად ხსნადი, ჟანგვის აგენტი. გამოიყენება პიროტექნიკაში, წყალბადის ზეჟანგის, გაუფერულების წარმოებისთვის.
ბარიუმის ჰიდროქსიდი Ba(OH) 2, Ba(OH) 2 ოქტაჰიდრატი *8H 2 O, უფერო. კრისტალი, ტუტე. გამოიყენება სულფატის და კარბონატული იონების გამოსავლენად, მცენარეული და ცხოველური ცხიმების გასაწმენდად.
ბარიუმის მარილებიუფერო კრისტალები. ნივთიერებები. ხსნადი მარილები ძალიან ტოქსიკურია.
ქლორიდიბარიუმი მიიღება ბარიუმის სულფატის ნახშირთან და კალციუმის ქლორიდთან ურთიერთქმედებით 800°C - 1100°C ტემპერატურაზე. რეაგენტი სულფატის იონისთვის. გამოიყენება ტყავის მრეწველობაში.
ნიტრატიბარიუმი, ბარიუმის ნიტრატი, მწვანე პიროტექნიკური კომპოზიციების კომპონენტი. გაცხელებისას ის იშლება ბარიუმის ოქსიდის წარმოქმნით.
სულფატიბარიუმი პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში და მჟავებში, ამიტომ ოდნავ ტოქსიკურია. გამოიყენება ქაღალდის გასათეთრებლად, ფლუოროსკოპიისთვის, ბარიტის ბეტონის შემავსებლისთვის (რადიოაქტიური გამოსხივებისგან დაცვა).

განაცხადი:

ბარიუმის ლითონი გამოიყენება როგორც მრავალი შენადნობის კომპონენტი, დეოქსიდიზატორი სპილენძისა და ტყვიის წარმოებაში. ხსნადი ბარიუმის მარილები შხამიანია, MPC 0,5 მგ/მ3. Იხილეთ ასევე:
ს.ი. ვენეცკი იშვიათი და მიმოფანტული შესახებ. ლითონის ისტორიები.