العنصر 56: باريوم

1 、 مقدمة عنصريةالباريوم,
يقع العنصر المعدني الأرضي القلوي ، مع الرمز الكيميائي BA ، في المجموعة IIA في الفترة السادسة من الجدول الدوري. إنه معدن الأرض القلوي اللامع الناعم والفضي والأكثر نشاطًا في المعادن الأرضية القلوية. يأتي اسم العنصر من الكلمة اليونانية Beta Alpha ρύς (Barys) ، وهو ما يعني "ثقيل".

2 、 اكتشاف تاريخ موجز
تظهر كبريتيدات المعادن الأرضية القلوية مضانًا ، مما يعني أنها تستمر في انبعاث الضوء لفترة من الوقت في الظلام بعد تعرضه للضوء. بدأت مركبات الباريوم في جذب انتباه الناس على وجه التحديد بسبب هذه الخاصية. في عام 1602 ، قام صانع أحذية يدعى Casio Lauro في مدينة بولونيا ، إيطاليا ، بتحميص باريت يحتوي على كبريتات الباريوم مع مواد قابلة للاشتعال واكتشف أنها قد تنبعث من الضوء في الظلام ، مما أثار اهتمام العلماء في ذلك الوقت. في وقت لاحق ، كان هذا النوع من الحجر يسمى البولونيت وأثار اهتمام الكيميائيين الأوروبيين في الأبحاث التحليلية. في عام 1774 ، اكتشف الكيميائي السويدي CW Scheele أن أكسيد الباريوم كان تربة جديدة ثقيلة نسبيًا ، أطلق عليها اسم "Baryta" (التربة الثقيلة). في عام 1774 ، اعتقد شيلر أن هذا الحجر كان مزيجًا من التربة الجديدة (أكسيد) وحمض الكبريتيك. في عام 1776 ، قام بتسخين النترات في هذه التربة الجديدة للحصول على تربة نقية (أكسيد). في عام 1808 ، استخدم الكيميائي البريطاني H. Davy الزئبق ككاثود والبلاتين كأنود إلى Electroleze Barite (Baso4) لإنتاج مزيج الباريوم. بعد التقطير لإزالة الزئبق ، تم الحصول على معدن نقاء منخفض وتسمية على اسم الكلمة اليونانية Barys (ثقيلة). تم تعيين رمز العنصر على أنه BA ، والذي يسمىالباريوم.

3 、 الخصائص الفيزيائية
الباريومهو معدن أبيض فضية مع نقطة انصهار من 725 درجة مئوية ، ونقطة الغليان من 1846 درجة مئوية ، وكثافة 3.51 جم/سم 3 ، والليونة. خامات الباريوم الرئيسية هي الباريت والرسائل.

4 、الباريومهو عنصر كيميائي مع الخواص الكيميائية.
ينتمي الرمز الكيميائي BA ، الرقم الذري 56 ، إلى مجموعة النظام الدوري IIA وهو عضو في المعادن الأرضية القلوية. الباريوم له نشاط كيميائي رائع وهو الأكثر نشاطًا بين المعادن الأرضية القلوية. من الطاقة المحتملة والتأين ، يمكن أن نرى أن الباريوم لديه انخفاض قوي. في الواقع ، إذا فكرت فقط في فقدان الإلكترون الأول ، فإن الباريوم لديه أقوى قابلية في الماء. ومع ذلك ، من الصعب نسبيًا على Barium فقدان الإلكترون الثاني. لذلك ، بالنظر إلى جميع العوامل ، فإن تقليل الباريوم سوف ينخفض ​​بشكل كبير. ومع ذلك ، فهي أيضًا واحدة من أكثر المعادن تفاعل في المحاليل الحمضية ، والثانية فقط إلى الليثيوم والسيزيوم والروبيديوم والبوتاسيوم.

5. مركبات
1). يتأكسد أكسيد الباريوم ببطء في الهواء لتشكيل أكسيد الباريوم ، وهو بلورة مكعب عديمة اللون. قابل للذوبان في الحمض ، غير قابل للذوبان في أسيتون ومياه الأمونيا. يتفاعل مع الماء لتشكيل هيدروكسيد الباريوم ، وهو سامة. عند حرقها ، تنبعث من لهب أخضر ويولد بيروكسيد الباريوم.
2). يتفاعل بيروكسيد الباريوم مع حمض الكبريتيك لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين. يعتمد هذا التفاعل على مبدأ إعداد بيروكسيد الهيدروجين في المختبر.
3). يتفاعل هيدروكسيد الباريوم بالماء لإنتاج هيدروكسيد الباريوم وغاز الهيدروجين. نظرًا لانخفاض قابلية الذوبان في هيدروكسيد الباريوم وطاقة تساميه العالية ، فإن التفاعل ليس بنفس القدر من المعادن القلوية ، وسيحجب هيدروكسيد الباريوم الناتج الرأي. يتم إدخال كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون في محلول لتشكيل كربونات الباريوم ، ويتم إدخال ثاني أكسيد الكربون الزائد لحل كربونات الباريوم وتوليد بيكربونات الباريوم القابلة للذوبان.
4). يمكن أن يذوب الباريوم الأميني في الأمونيا السائلة ، مما يولد محلول أزرق مع المغناطيسية والموصلية ، والتي تشكل بشكل أساسي إلكترونات الأمونيا. بعد فترة طويلة من التخزين ، سيتم تقليل الهيدروجين في الأمونيا إلى غاز الهيدروجين بواسطة إلكترونات الأمونيا ، والتفاعل الكلي هو رد فعل الباريوم مع الأمونيا السائل لإنتاج الباريوم الأميني وغاز الهيدروجين.
5). كبريتيت الباريوم عبارة عن بلورة أو مسحوق أبيض ، سامة ، قابلة للذوبان قليلاً في الماء ، وتتأكسد تدريجياً في كبريتات الباريوم عند وضعها في الهواء. تذوب في الأحماض القوية غير المؤكسدة مثل حمض الهيدروكلوريك لتوليد غاز ثاني أكسيد الكبريت مع رائحة نفاذة. عند مواجهة الأحماض المؤكسدة مثل حمض النيتريك المخفف ، يمكن تحويلها إلى كبريتات الباريوم.
6). يحتوي كبريتات الباريوم على خصائص كيميائية مستقرة ، وجزء من كبريتات الباريوم المذاب في الماء مؤين تمامًا ، مما يجعله بالكهرباء القوية. كبريتات الباريوم غير قابلة للذوبان في حمض النيتريك المخفف. يستخدم بشكل رئيسي كعامل تباين معدي.
كربونات الباريوم سامة وغير قابلة للذوبان تقريبا في الماء البارد. ، قابل للذوبان قليلاً في الماء الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون وذوبان في حمض الهيدروكلوريك المخفف. يتفاعل مع كبريتات الصوديوم لإنتاج ترسب أبيض غير قابل للذوبان أكثر من كبريتات الباريوم - اتجاه التحويل بين الرواسب في محلول مائي: من السهل التحويل نحو اتجاه غير قابل للذوبان أكثر.

6 、 حقول التطبيق
1. يتم استخدامه للأغراض الصناعية في إنتاج أملاح الباريوم ، والسبائك ، والألعاب النارية ، والمفاعلات النووية ، وما إلى ذلك. إنه أيضًا مأكسد من التأكسج الممتاز لتكرير النحاس. يستخدم على نطاق واسع في السبائك ، بما في ذلك الرصاص والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والليثيوم والألومنيوم والنيكل. يمكن استخدام المعدن الباريوم كعامل degassing لإزالة غازات التتبع من أنابيب الفراغ وأنابيب أشعة الكاثود ، بالإضافة إلى عامل degassing لتكرير المعادن. يمكن استخدام نترات الباريوم المخلوط مع كلورات البوتاسيوم ، ومسحوق المغنيسيوم ، والورسين لتصنيع مشاعل الإشارات والألعاب النارية. عادة ما تستخدم مركبات الباريوم القابلة للذوبان كمبيدات حشرية ، مثل كلوريد الباريوم ، للتحكم في آفات النبات المختلفة. يمكن استخدامه أيضًا لتكرير مياه محلول ملحي ومرجل لإنتاج الصودا الكاوية الكهربائية. يستخدم أيضا لإعداد الأصباغ. تستخدمها صناعات النسيج والجلد كوكيل مراوغ وعامل للحرير الاصطناعي.
2. كبريتات الباريوم للاستخدام الطبي هو دواء مساعد لفحص الأشعة السينية. مسحوق أبيض لا طعم له الرائحة ، وهو مادة يمكن أن توفر تباينًا إيجابيًا في الجسم أثناء فحص الأشعة السينية. لا يتم امتصاص كبريتات الباريوم الطبية في الجهاز الهضمي ولا يسبب تفاعلات الحساسية. لا يحتوي على مركبات الباريوم القابلة للذوبان مثل كلوريد الباريوم وكبريتيد الباريوم وكربونات الباريوم. يستخدم بشكل أساسي للتصوير المعوي ، يستخدم أحيانًا لأغراض الفحص الأخرى

7 、 طريقة التحضير
الإنتاج الصناعي لالباريوم المعدنيينقسم إلى خطوتين: إنتاج أكسيد الباريوم والاختزال الحراري المعدني (التخفيض الحراري الألومنيوم). في 1000-1200 ℃ ،الباريوم المعدنييمكن الحصول عليها عن طريق تقليل أكسيد الباريوم مع الألومنيوم المعدني ، ثم تنقيته عن طريق التقطير الفراغ. طريقة التقليل الحراري للألمنيوم لإنتاج الباريوم المعدني: بسبب نسب المكونات المختلفة ، قد يكون هناك تفاعلين لتقليل الألومنيوم من أكسيد الباريوم. معادلة التفاعل هي: يمكن أن تنتج كلا التفاعلات كمية صغيرة فقط من الباريوم عند 1000-1200 ℃. لذلك ، يجب استخدام مضخة الفراغ لنقل بخار الباريوم بشكل مستمر من منطقة التفاعل إلى منطقة التكثيف البارد من أجل الاستمرار في الانتقال إلى اليمين. البقايا بعد التفاعل سامة ويجب معالجتها قبل التخلص منها