ИСТОРИЯ

ЗАЙМЕМСЯ
ХИМИЕЙ


Название: Барий (barrium)
Порядковый номер: 56
Группа: ii
Период: 6
Электронное строение: 6s2
Атомная масса: 137,327
Электроотрицательность: 0,89
Температура плавления: 725?С
Температура кипения: 1897?С
Плотность (г/см3): 3,51
Характерные степени окисления: +2
Цвет элемента: Серебристо-белый
Кем открыт: Гемфри Дэви
Год открытия: 1808
Страна открытия: Англия
Кристалическая структура:
объемоцентрированный куб

Барий (лат. baryum), ba, химический элемент ii группы периодической системы Менделеева, атомный номер 56, атомная масса 137,34; серебристо-белый металл. Состоит из смеси 7 стабильных изотопов, среди которых преобладает 138 ba (71,66%). При ядерном делении урана и плутония образуется радиоактивный изотоп 140 ba, используемый как радиоактивный индикатор. Б. был открыт шведским химиком К. Шееле (1774) в виде окиси bao , названной «тяжёлой землёй», или баритом (от греч. barys — тяжёлый). Металлический. Б. (в виде амальгамы) получил английский химик Х. Дэви (1808) электролизом влажной гидроокиси ba (oh) 2 с ртутным катодом. Содержание Б. в земной коре 0,05% по массе, в свободном состоянии в природе не встречается. Из минералов Б. промышленное значение имеют барит (тяжёлый шпат) baso 4 и реже встречающийся витерит ВаСОз.

Физические и химические свойства Б. Кристаллическая. решётка Б. кубическая объёмноцентрированная с периодом а = 5,019А; плотность 3,76 г/см 3 , t пл 710°С, t kип 1637—1640°С. Б. — мягкий металл (твёрже свинца, но мягче цинка), его твёрдость по минералогической шкале 2. Б. относится к щёлочноземельным металлам и по химическим свойствам сходен с кальцием и стронцием , превосходя их по активности. Б. реагирует с большинством др. элементов, образуя соединения, в которых он, как правило, 2-валентен (на внешней электронной оболочке атома Б. 2 электрона, её конфигурация 6 s 2 ) . На воздухе Б. быстро окисляется, образуя на поверхности плёнку из окиси (а также перекиси и нитрида Ва з n з ). При нагревании легко воспламеняется и горит жёлто-зелёным пламенем. Энергично разлагает воду, образуя бария гидроокись : Ва+2Н 2 o=Ва (ОН) 2 +Н 2 . Из-за химической активности Б. хранят под слоем керосина. Окись ВаО — бесцветные кристаллы; на воздухе легко переходит в карбонат baco 3 , с водой энергично взаимодействует, образуя ba (oh) 2 . Нагреванием bao на воздухе при 500°С получают перекись bao 2 , разлагающуюся при 700°С на bao и o 2 . Нагреванием перекиси с кислородом под высоким давлением получена высшая перекись bao 4 — вещество желтого цвета. разлагающееся при 50-60°С. С галогенами и серой Б. соединяется, образуя галогениды (например bacl 2 ) и сульфид bas, с водородом — гидрид bh 2 , бурно разлагающийся водой и кислотами. Из обычно применяемых солей Б. хорошо растворимы бария хлорид bacl 2 и др. галогениды, нитрат ba (no з ) 2 , сульфид bas, хлорат ba (cl0 з ) 2 , трудно растворимы — бария сульфат baso 4 , карбонат ВаСО з и хромат baco 4 .

Получение и применение Б. Основным сырьем для получения Б. и его соединений служит барит, который восстанавливают углем в пламенных печах: bas0 4 +4c=bas+4co. Образующийся растворимый bas перерабатывается на др. соли Б. Основной промышленный метод получения металлического Б. — термическое восстановление его окиси порошком алюминия: 4bao+2al=ЗВа+ВаО . al 2 o з .

Смесь нагревают при 1100—1200°С в вакууме (100 мн/м 2 , 10 -3 мм рт. ст. ) . Б. улетучивается, осаждаясь на холодных частях аппаратуры. Процесс ведут в электровакуумных аппаратах периодического действия, позволяющих последовательно проводить восстановление, дистилляцию, конденсацию и отливку металла, получая за один технологический цикл слиток Б. Двойной перегонкой в вакууме при 900°С металл очищают до содержания в нём примесей менее 1-10 -4 %.

Практическое применение металлического Б. невелико. Оно ограничено также и тем, что манипуляции с чистым Б. затруднительны. Обычно Б. или помещают в защитную оболочку из др. металла, или сплавляют с каким-либо металлом, придающим Б. стойкость. Иногда металлический Б. получают непосредственно в приборах, помещая в них таблетки из смеси окиси Б. и алюминия и проводя затем термическое восстановление в вакууме. Б., а также его сплавы с магнием и алюминием применяют в технике высокого вакуума в качестве поглотителя остаточных газов (геттера). В небольших количествах Б. применяют в металлургии меди и свинца для их раскисления, очистки от серы и газов. В некоторые антифрикционные материалы добавляют незначительное количество Б. Так, добавка Б. к свинцу заметно увеличивает твёрдость сплава, применяемого для типографских шрифтов. Сплавы Б. с никелем применяют при изготовлении электродов запальных свечей двигателей и в радиолампах.

Широко применяются соединения Б. Перекись bao 2 служит для получения перекиси водорода, для отбеливания шёлка и растительных волокон, как дезинфицирующее средство и как один из компонентов запальных смесей в алюминотермии . Сульфидом bas удаляют волосяной покров со шкур. Перхлорат ba (clo 4 ) 2 — один из лучших осушителей. Нитрат Ва (nО 3 ) 2 используют в пиротехнике. Окрашенные соли Б. — хромат ВаСгО4 (жёлтый) и манганат bamno 4 (зелёный) — хорошие пигменты при изготовлении красок. Платиноцианатом Б. ba [pt (cn) 4 ] покрывают экраны при работе с рентгеновским и радиоактивным излучением (в кристаллах этой соли под действием излучений возбуждается яркая жёлто-зелёная флуоресценция). Титанат Б. batio 3 — один из наиболее важных сегнетоэлектриков . Поскольку Б. хорошо поглощает рентгеновские лучи и гамма-излучение, его вводят в состав защитных материалов в рентгеновских установках и ядерных реакторах . Соединения Б. являются инертными носителями при извлечении радия из урановых руд. Нерастворимый сульфат Б. нетоксичен и применяется как контрастная масса при рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта. Карбонат Б. используется для уничтожения грызунов.

Лит.: Дымчишин Д. А., Производство бариевых солей, М.— Л., 1938; Беляев А. И., Металлургия легких металлов, 4 изд., М., 1954; Баранова М. К., Барий. (Обзор литературы), М., 1962.

Ю. И. Романьков.

Б. в организме. Б. присутствует во всех органах растений; его содержание в золе растения зависит от количества Б. в почве и колеблется от 0,06—0,2 до 3% (на месторождениях барита). Коэффициент накопления Б. (Б. в золе/Б. в почве) у травянистых растений равен 0,2—6, у древесных 1—30. Концентрация Б. больше в корнях и ветвях, меньше — в листьях; она увеличивается по мере старения побегов. Для животных Б. (его растворимые соли) ядовит, поэтому травы, содержащие много Б. (до 2—30% в золе), вызывают у травоядных отравление. Б. отлагается в костях и в небольших количествах в др. органах животных. Доза 0,2—0,5 г хлористого Б. вызывает у человека острое отравление, 0,8—0,9 г — смерть. Предельно допустимая концентрация Б. в воде, используемой с бытовыми целями, 4,0 г/м 3 (4,0 мг/л ) .

Назад



(С) Дистанционный творческий конкурс-проект "Моя Веб-страница", 2005
(С) Хмелев Алексей, 2005
http://www.eidos.ru/project/all/web/index.htm