56 элемент: барий

1, Элементтік кіріспеБарий,
Ba химиялық таңбасы бар сілтілі жер металл элементі периодтық жүйенің алтыншы периодының IIA тобында орналасқан. Бұл жұмсақ, күміс ақ жылтыр сілтілі жер металы және сілтілі жер металдарындағы ең белсенді элемент. Элемент атауы гректің beta alpha ρύς (барыс) сөзінен шыққан, ол «ауыр» дегенді білдіреді.

2、 Қысқаша тарихты ашу
Сілтілік жер металдарының сульфидтері фосфоресценция көрсетеді, яғни олар жарыққа ұшырағаннан кейін қараңғыда біраз уақыт жарық шығаруды жалғастырады. Барий қосылыстары дәл осы қасиетіне байланысты адамдардың назарын аудара бастады. 1602 жылы Италияның Болонья қаласында Касио Лауро есімді етікші құрамында барий сульфаты бар баритті жанғыш заттармен бірге қуырып, оның қараңғыда жарық шығаратынын анықтап, сол кездегі ғалымдардың қызығушылығын тудырған. Кейінірек бұл тас түрі полонит деп аталды және еуропалық химиктердің аналитикалық зерттеулерге қызығушылығын тудырды. 1774 жылы швед химигі CW Scheele барий оксиді салыстырмалы түрде ауыр жаңа топырақ екенін анықтады, ол оны «Барыта» (ауыр топырақ) деп атады. 1774 жылы Шелер бұл тас жаңа топырақ (оксид) мен күкірт қышқылының қосындысы деп есептеді. 1776 жылы ол таза топырақ (оксид) алу үшін осы жаңа топырақтағы нитратты қыздырды. 1808 жылы британ химигі Х.Дэви барий амальгамасын алу үшін баритті (BaSO4) электролиздеу үшін катод ретінде сынапты, ал анод ретінде платинаны пайдаланды. Сынапты кетіру үшін дистилляциядан кейін тазалығы төмен металл алынды және оны гректің барыс (ауыр) сөзімен атады. Элемент таңбасы шақырылған Ba ретінде орнатыладыбарий.

3, Физикалық қасиеттері
Барийбалқу температурасы 725°С, қайнау температурасы 1846°С, тығыздығы 3,51г/см3, иілгіштігі бар күміс ақ түсті металл. Барийдің негізгі кендері барит пен арсенопирит болып табылады.

4、Барийхимиялық қасиеттері бар химиялық элемент болып табылады.
Химиялық таңбасы Ba, атомдық нөмірі 56, периодтық жүйе IIA тобына жатады және сілтілі жер металдарының мүшесі болып табылады. Барий үлкен химиялық белсенділікке ие және сілтілі жер металдарының ішінде ең белсендісі болып табылады. Потенциалды және иондану энергиясынан барийдің тотықсыздану қабілеті күшті екенін көруге болады. Шындығында, егер бірінші электронның жоғалуын ескерсек, барий судағы ең күшті тотықсыздандырғышқа ие. Алайда барийдің екінші электронын жоғалтуы салыстырмалы түрде қиын. Сондықтан барлық факторларды ескере отырып, барийдің тотықсыздану қабілеті айтарлықтай төмендейді. Соған қарамастан ол қышқыл ерітінділердегі ең реактивті металдардың бірі болып табылады, тек литий, цезий, рубидий және калийден кейін екінші орында.

5. Негізгі қосылыстар
1). Барий оксиді ауада баяу тотығады және барий оксидін түзеді, ол түссіз текше кристалды құрайды. Қышқылда ериді, ацетон мен аммиак суында ерімейді. Сумен әрекеттесіп барий гидроксиді түзеді, ол улы. Жанған кезде ол жасыл жалын шығарады және барий пероксидін тудырады.
2). Барий пероксиді күкірт қышқылымен әрекеттесіп, сутегі асқын тотығын түзеді. Бұл реакция зертханада сутегі асқын тотығын дайындау принципіне негізделген.
3). Барий гидроксиді сумен әрекеттесіп, барий гидроксиді мен сутегі газын түзеді. Барий гидроксидінің ерігіштігі төмен болғандықтан және оның сублимациялану энергиясы жоғары болғандықтан, реакция сілтілік металдардағыдай қарқынды емес, нәтижесінде пайда болған барий гидроксиді көріністі жасырады. Барий карбонатының тұнбасын қалыптастыру үшін ерітіндіге көмірқышқыл газының аз мөлшері енгізіледі, ал артық көмірқышқыл газы барий карбонатының тұнбасын еріту және еритін барий бикарбонатын алу үшін одан әрі енгізіледі.
4). Аминобарий сұйық аммиакта еріп, парамагнетизмі және өткізгіштігі бар көк түсті ерітінді түзе алады, ол аммиак электрондарын түзеді. Ұзақ сақтау мерзімінен кейін аммиактағы сутегі аммиак электрондары арқылы сутегі газына дейін тотықсызданады және жалпы реакция барий сұйық аммиакпен әрекеттесіп, амин барий мен сутегі газын шығарады.
5). Барий сульфиті – ақ кристал немесе ұнтақ, улы, суда аз ериді, ауада бірте-бірте барий сульфатына айналады. Өткір иісі бар күкірт диоксиді газын алу үшін тұз қышқылы сияқты тотықтырмайтын күшті қышқылдарда ерітіңіз. Сұйылтылған азот қышқылы сияқты тотықтырғыш қышқылдармен кездескен кезде оны барий сульфатына айналдыруға болады.
6). Барий сульфаты тұрақты химиялық қасиеттерге ие және суда еріген барий сульфатының бөлігі толығымен иондалған, бұл оны күшті электролитке айналдырады. Барий сульфаты сұйылтылған азот қышқылында ерімейді. Негізінен асқазан-ішек жолдарының контраст агенті ретінде қолданылады.
Барий карбонаты улы және суық суда дерлік ерімейді., құрамында көмірқышқыл газы бар суда аз ериді және сұйылтылған тұз қышқылында ериді. Ол натрий сульфатымен әрекеттесіп, барий сульфатының анағұрлым ерімейтін ақ тұнбасын түзеді – сулы ерітіндідегі тұнбалар арасындағы конверсия тенденциясы: оны ерімейтін бағытқа айналдыру оңай.

6、 Қолданба өрістері
1. Өнеркәсіптік мақсатта барий тұздары, қорытпалар, отшашулар, ядролық реакторлар және т.б. өндіруде қолданылады.Сонымен қатар мысты тазарту үшін тамаша тотықсыздандырғыш. Қорытпаларда, соның ішінде қорғасын, кальций, магний, натрий, литий, алюминий және никель қорытпаларында кеңінен қолданылады. Барий металын вакуумдық түтіктер мен катод-сәулелік түтіктерден микрогаздарды кетіру үшін дегазациялаушы, сонымен қатар металдарды тазарту үшін дегазациялаушы агент ретінде пайдалануға болады. Калий хлоратымен, магний ұнтағымен және канифольмен араласқан барий нитраты сигналдық алаулар мен отшашуларды жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. Еритін барий қосылыстары әдетте әртүрлі өсімдік зиянкестерімен күресу үшін барий хлориді сияқты инсектицидтер ретінде қолданылады. Ол сондай-ақ электролиттік каустикалық сода өндіру үшін тұзды ерітінді мен қазандық суды тазарту үшін пайдаланылуы мүмкін. Сондай-ақ пигменттерді дайындау үшін қолданылады. Тоқыма және былғары өнеркәсібі оны жасанды жібек үшін мордан және мат агент ретінде пайдаланады.
2. Медициналық мақсаттағы барий сульфаты рентгендік зерттеуге арналған көмекші дәрі болып табылады. Иіссіз және дәмсіз ақ ұнтақ, рентгендік зерттеу кезінде ағзада оң контрастты қамтамасыз ете алатын зат. Медициналық барий сульфаты асқазан-ішек жолында сіңбейді және аллергиялық реакцияларды тудырмайды. Оның құрамында барий хлориді, барий сульфиді және барий карбонаты сияқты еритін барий қосылыстары жоқ. Негізінен асқазан-ішек жолдарын бейнелеу үшін қолданылады, кейде зерттеудің басқа мақсаттары үшін қолданылады

7, Дайындау әдісі
өнеркәсіптік өндірісіметалл барийекі кезеңге бөлінеді: барий оксидін алу және металды термиялық қалпына келтіру (алюминийдің термиялық тотықсыздануы). 1000-1200 ℃ температурада,металл барийбарий оксидін металл алюминиймен тотықсыздандыру арқылы алуға болады, содан кейін вакуумды айдау арқылы тазартылады. Металл барийін алу үшін алюминийді термиялық қалпына келтіру әдісі: Әртүрлі ингредиент қатынасына байланысты барий оксидінің алюминийді тотықсыздандыратын екі реакциясы болуы мүмкін. Реакция теңдеуі: екі реакция да 1000-1200 ℃ температурада аз ғана барий бере алады. Сондықтан реакцияның оңға қарай жылжуын жалғастыру үшін барий буын реакция аймағынан суық конденсация аймағына үздіксіз беру үшін вакуумдық сорғыны пайдалану керек. Реакциядан кейінгі қалдық улы болып табылады және қоқысқа тастамас бұрын өңдеуді қажет етеді