الباريوم في البولونيت

أريوم، العنصر 56 من الجدول الدوري.

هيدروكسيد الباريوم، وكلوريد الباريوم، وكبريتات الباريوم... كواشف شائعة جدًا في كتب المدارس الثانوية. في عام ١٦٠٢، اكتشف الكيميائيون الغربيون حجر بولونيا (المعروف أيضًا باسم "حجر الشمس") الذي ينبعث منه الضوء. يتميز هذا النوع من الخام ببلورات صغيرة مضيئة، والتي ستصدر الضوء باستمرار بعد تعرضها لأشعة الشمس. أثارت هذه الخصائص فضول السحرة والكيميائيين. في عام ١٦١٢، نشر العالم خوليو سيزار لاغارا كتاب "الظواهر في مدار القمر"، الذي سجل سبب تلألؤ حجر بولونيا بأنه مشتق من مكونه الرئيسي، الباريت (BaSO4). ومع ذلك، في عام ٢٠١٢، كشفت التقارير أن السبب الحقيقي وراء تلألؤ حجر بولونيا هو كبريتيد الباريوم المضاف إليه أيونات النحاس أحادية وثنائية التكافؤ. في عام ١٧٧٤، اكتشف الكيميائي السويدي شيلر أكسيد الباريوم وأطلق عليه اسم "باريتا" (أي التراب الثقيل)، إلا أن معدن الباريوم لم يُستخرج قط. ولم يُستخرج من الباريت، حتى عام ١٨٠٨، بواسطة التحليل الكهربائي، معدن منخفض النقاء، وهو الباريوم. سُمي لاحقًا نسبةً إلى الكلمة اليونانية "باريس" (أي ثقيل) والرمز العنصري "با". أما الاسم الصيني "با" فيشتق من قاموس كانغشي، ويعني خام الحديد والنحاس غير المصهور.

معدن الباريومالباريوم عنصر نشط للغاية ويتفاعل بسهولة مع الهواء والماء. يمكن استخدامه لإزالة الغازات النزرة في الأنابيب المفرغة وأنابيب الصور، بالإضافة إلى تصنيع السبائك والألعاب النارية والمفاعلات النووية. في عام ١٩٣٨، اكتشف العلماء الباريوم عندما درسوا نواتج قصف اليورانيوم بالنيوترونات البطيئة، وتوقعوا أن يكون الباريوم أحد نواتج الانشطار النووي لليورانيوم. على الرغم من الاكتشافات العديدة حول الباريوم المعدني، لا يزال الناس يستخدمون مركبات الباريوم بشكل أكثر تواترًا.

كان الباريت - كبريتات الباريوم - أقدم مركب استُخدم. ونجده في مواد متنوعة، مثل الأصباغ البيضاء في ورق الصور، والطلاء، والبلاستيك، وطلاء السيارات، والخرسانة، والأسمنت المقاوم للإشعاع، وفي العلاجات الطبية، وغيرها. وفي المجال الطبي تحديدًا، تُعتبر كبريتات الباريوم "وجبة الباريوم" التي نتناولها أثناء تنظير المعدة. مسحوق الباريوم هو مسحوق أبيض عديم الرائحة والطعم، غير قابل للذوبان في الماء والزيت، ولا يمتصه الغشاء المخاطي المعوي، ولا يتأثر بحمض المعدة أو سوائل الجسم الأخرى. بفضل معامله الذري الكبير، يُولّد الباريوم تأثيرًا كهروضوئيًا بالأشعة السينية، ويُشعّ أشعة سينية مميزة، ويُشكّل ضبابًا على الفيلم بعد مروره عبر الأنسجة البشرية. يُستخدم لتحسين تباين العرض، بحيث تُظهر الأعضاء أو الأنسجة، سواءً كانت مُزوّدة بعامل تباين أم لا، تباينًا مختلفًا بين الأبيض والأسود على الفيلم، مما يُحقق تأثير الفحص، ويُظهر التغيرات المرضية في الأعضاء البشرية بوضوح. الباريوم ليس عنصرًا أساسيًا للبشر، ويُستخدم كبريتات الباريوم غير القابلة للذوبان في مسحوق الباريوم، لذا لن يكون له تأثير كبير على جسم الإنسان.

لكن معدن الباريوم الشائع الآخر، كربونات الباريوم، يختلف. بمجرد اسمه، يمكن للمرء أن يلاحظ ضرره. الفرق الرئيسي بينه وبين كبريتات الباريوم هو أنه قابل للذوبان في الماء والحمض، مما ينتج المزيد من أيونات الباريوم، مما يؤدي إلى نقص بوتاسيوم الدم. التسمم الحاد بأملاح الباريوم نادر نسبيًا، وغالبًا ما يكون ناتجًا عن الابتلاع العرضي لأملاح الباريوم القابلة للذوبان. تتشابه الأعراض مع التهاب المعدة والأمعاء الحاد، لذلك يوصى بالذهاب إلى المستشفى لغسل المعدة أو تناول كبريتات الصوديوم أو ثيوكبريتات الصوديوم لإزالة السموم. بعض النباتات لها وظيفة امتصاص وتجميع الباريوم، مثل الطحالب الخضراء، التي تتطلب الباريوم للنمو بشكل جيد؛ يحتوي جوز البرازيل أيضًا على 1٪ باريوم، لذلك من المهم استهلاكه باعتدال. ومع ذلك، لا يزال الويثيريت يلعب دورًا مهمًا في الإنتاج الكيميائي. وهو أحد مكونات التزجيج. عند دمجه مع أكاسيد أخرى، يمكنه أيضًا إظهار لون فريد، والذي يستخدم كمادة مساعدة في الطلاءات الخزفية والزجاج البصري.

تُجرى تجربة التفاعل الكيميائي الماص للحرارة عادةً باستخدام هيدروكسيد الباريوم: بعد خلط هيدروكسيد الباريوم الصلب مع ملح الأمونيوم، يمكن أن يحدث تفاعل ماص للحرارة قوي. عند إسقاط بضع قطرات من الماء على قاع الإناء، يمكن رؤية الجليد المتكون منه، وحتى قطع الزجاج يمكن أن تتجمد وتلتصق به. يتميز هيدروكسيد الباريوم بقلوية عالية، ويُستخدم كمحفز لتصنيع الراتنجات الفينولية. يمكنه فصل أيونات الكبريتات وترسيبها، وتصنيع أملاح الباريوم. أما في التحليل، فيتطلب تحديد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء والتحليل الكمي للكلوروفيل استخدام هيدروكسيد الباريوم. في إنتاج أملاح الباريوم، ابتكر الباحثون تطبيقًا مثيرًا للاهتمام: فقد تم ترميم الجداريات بعد فيضان فلورنسا عام ١٩٦٦ عن طريق تفاعله مع الجبس (كبريتات الكالسيوم) لإنتاج كبريتات الباريوم.

وتظهر المركبات الأخرى المحتوية على الباريوم أيضًا خصائص ملحوظة، مثل خصائص الانكسار الضوئي لتيتانات الباريوم؛ وأصبحت الموصلية الفائقة عالية الحرارة لـ YBa2Cu3O7، فضلاً عن اللون الأخضر الذي لا غنى عنه لأملاح الباريوم في الألعاب النارية، من أبرز عناصر الباريوم.