Element 56: Baryum

1、 Základní úvodBaryum,
Prvek kovu alkalických zemin s chemickou značkou Ba se nachází ve skupině IIA šesté periody periodické tabulky. Je to měkký kov alkalických zemin se stříbrně bílým leskem a nejaktivnější prvek v kovech alkalických zemin. Název prvku pochází z řeckého slova beta alfa ρύς (barys), což znamená „těžký“.

2、 Objevování stručné historie
Sulfidy kovů alkalických zemin vykazují fosforescenci, což znamená, že po vystavení světlu po určitou dobu ve tmě emitují světlo. Sloučeniny barya začaly přitahovat pozornost lidí právě pro tuto vlastnost. V roce 1602 švec jménem Casio Lauro ve městě Bologna v Itálii pražil baryt obsahující síran barnatý spolu s hořlavými látkami a zjistil, že ve tmě může vyzařovat světlo, což v té době vzbudilo zájem učenců. Později byl tento typ kamene nazýván polonit a vzbudil zájem evropských chemiků o analytický výzkum. V roce 1774 švédský chemik CW Scheele objevil, že oxid barnatý je relativně těžká nová půda, kterou nazval „Baryta“ (těžká půda). V roce 1774 se Scheler domníval, že tento kámen je kombinací nové půdy (oxidu) a kyseliny sírové. V roce 1776 zahříval dusičnany v této nové půdě, aby získal čistou půdu (oxid). V roce 1808 použil britský chemik H. Davy rtuť jako katodu a platinu jako anodu k elektrolýze barytu (BaSO4) k výrobě amalgámu barya. Po destilaci k odstranění rtuti byl získán kov nízké čistoty a pojmenován podle řeckého slova barys (těžký). Symbol prvku je nastaven jako Ba, který se nazývábaryum.

3、 Fyzikální vlastnosti
Baryumje stříbrný bílý kov s bodem tání 725 °C, bodem varu 1846 °C, hustotou 3,51 g/cm3 a tažností. Hlavními rudami barya jsou baryt a arsenopyrit.

4,Baryumje chemický prvek s chemickými vlastnostmi.
Chemický symbol Ba, atomové číslo 56, patří do skupiny periodického systému IIA a je členem kovů alkalických zemin. Baryum má velkou chemickou aktivitu a je nejaktivnější mezi kovy alkalických zemin. Z potenciální a ionizační energie je vidět, že baryum má silnou redukovatelnost. Ve skutečnosti, pokud vezmeme v úvahu ztrátu prvního elektronu, má baryum nejsilnější redukovatelnost ve vodě. Pro baryum je však poměrně obtížné ztratit druhý elektron. S ohledem na všechny faktory se tedy redukovatelnost barya výrazně sníží. Přesto je to také jeden z nejreaktivnějších kovů v kyselých roztocích, hned za lithiem, cesiem, rubidiem a draslíkem.

5.Hlavní sloučeniny
1). Oxid barnatý pomalu oxiduje na vzduchu za vzniku oxidu barnatého, což je bezbarvý krychlový krystal. Rozpustný v kyselině, nerozpustný v acetonu a čpavkové vodě. Reaguje s vodou za vzniku hydroxidu barnatého, který je toxický. Při hoření vydává zelený plamen a vytváří peroxid barya.
2). Peroxid barnatý reaguje s kyselinou sírovou za vzniku peroxidu vodíku. Tato reakce je založena na principu přípravy peroxidu vodíku v laboratoři.
3). Hydroxid barnatý reaguje s vodou za vzniku hydroxidu barnatého a plynného vodíku. Vzhledem k nízké rozpustnosti hydroxidu barnatého a jeho vysoké sublimační energii není reakce tak intenzivní jako u alkalických kovů a výsledný hydroxid barnatý bude zakrývat výhled. Do roztoku se zavádí malé množství oxidu uhličitého, aby se vytvořila sraženina uhličitanu barnatého, a dále se zavádí přebytek oxidu uhličitého, aby se sraženina uhličitanu barnatého rozpustila a vytvořil se rozpustný hydrogenuhličitan barnatý.
4). Aminobaryum se může rozpouštět v kapalném čpavku a vytvářet modrý roztok s paramagnetismem a vodivostí, který v podstatě tvoří elektrony čpavku. Po dlouhé době skladování bude vodík v amoniaku redukován na plynný vodík pomocí elektronů amoniaku a celkovou reakcí je baryum, které reaguje s kapalným amoniakem za vzniku aminobaria a plynného vodíku.
5). Siřičitan barnatý je bílý krystal nebo prášek, toxický, mírně rozpustný ve vodě a po umístění na vzduch postupně oxiduje na síran barnatý. Rozpusťte se v neoxidujících silných kyselinách, jako je kyselina chlorovodíková, aby se vytvořil plynný oxid siřičitý se štiplavým zápachem. Při setkání s oxidujícími kyselinami, jako je zředěná kyselina dusičná, může být přeměněna na síran barnatý.
6). Síran barnatý má stabilní chemické vlastnosti a část síranu barnatého rozpuštěného ve vodě je zcela ionizována, což z něj činí silný elektrolyt. Síran barnatý je nerozpustný ve zředěné kyselině dusičné. Používá se hlavně jako gastrointestinální kontrastní látka.
Uhličitan barnatý je toxický a téměř nerozpustný ve studené vodě., Málo rozpustný ve vodě obsahující oxid uhličitý a rozpustný ve zředěné kyselině chlorovodíkové. Reaguje se síranem sodným za vzniku nerozpustnější bílé sraženiny síranu barnatého – trend konverze mezi sraženinami ve vodném roztoku: lze snadno převést směrem k nerozpustnějšímu směru.

6、 Pole aplikace
1. Používá se pro průmyslové účely při výrobě baryových solí, slitin, ohňostrojů, jaderných reaktorů atd. Je také výborným dezoxidantem pro rafinaci mědi. Široce se používá ve slitinách, včetně slitin olova, vápníku, hořčíku, sodíku, lithia, hliníku a niklu. Kovové baryum lze použít jako odplyňovací činidlo k odstranění stopových plynů z vakuových trubic a katodových trubic a také jako odplyňovací činidlo pro rafinaci kovů. Dusičnan barnatý smíchaný s chlorečnanem draselným, hořčíkovým práškem a kalafunou lze použít k výrobě signálních světlic a ohňostrojů. Rozpustné sloučeniny barya se běžně používají jako insekticidy, jako je chlorid barnatý, k hubení různých rostlinných škůdců. Může být také použit pro rafinaci solanky a kotelní vody pro elektrolytickou výrobu hydroxidu sodného. Používá se také pro přípravu pigmentů. Textilní a kožedělný průmysl jej používá jako mořidlo a matovací prostředek pro umělé hedvábí.
2. Síran barnatý pro lékařské použití je pomocný lék pro rentgenové vyšetření. Bílý prášek bez zápachu a chuti, látka, která dokáže zajistit pozitivní kontrast v těle při rentgenovém vyšetření. Lékařský síran barnatý se neabsorbuje v gastrointestinálním traktu a nezpůsobuje alergické reakce. Neobsahuje rozpustné sloučeniny barya, jako je chlorid barnatý, sulfid barnatý a uhličitan barnatý. Používá se hlavně pro zobrazování gastrointestinálního traktu, příležitostně se používá pro jiné účely vyšetření

7、 Způsob přípravy
Průmyslová výrobakovové baryumje rozdělena do dvou kroků: výroba oxidu barnatého a tepelná redukce kovu (tepelná redukce hliníku). Při 1000-1200 ℃,kovové baryumlze získat redukcí oxidu barnatého kovovým hliníkem a poté čistit vakuovou destilací. Způsob tepelné redukce hliníku pro výrobu kovového barya: Kvůli různým poměrům přísad mohou existovat dvě reakce pro redukci hliníku oxidu barnatého. Reakční rovnice je: obě reakce mohou produkovat pouze malé množství barya při 1000-1200 ℃. Proto musí být použito vakuové čerpadlo pro kontinuální přenos par barya z reakční zóny do studené kondenzační zóny, aby se reakce dále pohybovala doprava. Zbytek po reakci je toxický a musí být před likvidací ošetřen