Penerapan barium. Barium

Isi artikel

BARIUM– unsur kimia golongan 2 sistem periodik, nomor atom 56, massa atom relatif 137,33. Terletak pada periode keenam antara sesium dan lantanum. Barium alam terdiri dari tujuh isotop stabil dengan nomor massa 130(0,101%), 132(0,097%), 134(2,42%), 135(6,59%), 136(7,81%), 137(11,32%) dan 138 ( 71,66%). Barium di sebagian besar senyawa kimia menunjukkan bilangan oksidasi maksimum +2, tetapi dapat juga memiliki bilangan oksidasi nol. Di alam, barium hanya terdapat dalam keadaan divalen.

Sejarah penemuan.

Pada tahun 1602, Casciarolo (pembuat sepatu dan alkemis Bolognese) mengambil sebuah batu di sekitar pegunungan yang sangat berat sehingga Casciarolo menduga itu adalah emas. Mencoba mengisolasi emas dari batu, sang alkemis mengkalsinasinya dengan batu bara. Meskipun emas tidak dapat diisolasi, percobaan tersebut memberikan hasil yang menggembirakan: produk kalsinasi yang didinginkan bersinar kemerahan dalam gelap. Berita tentang penemuan yang tidak biasa tersebut menciptakan sensasi nyata di komunitas alkimia dan mineral yang tidak biasa, yang menerima sejumlah nama - batu matahari (Lapis solaris), batu Bolognese (Lapis Boloniensis), fosfor Bolognese (Phosphorum Boloniensis) menjadi peserta dalam berbagai eksperimen. Namun waktu berlalu, dan emas bahkan tidak berpikir untuk menonjol, sehingga minat terhadap mineral baru tersebut berangsur-angsur menghilang, dan untuk waktu yang lama dianggap sebagai bentuk modifikasi dari gipsum atau kapur. Hanya satu setengah abad kemudian, pada tahun 1774, ahli kimia Swedia terkenal Karl Scheele dan Johan Hahn dengan cermat mempelajari “batu Bologna” dan menemukan bahwa di dalamnya terdapat semacam “tanah yang berat”. Kemudian, pada tahun 1779, Guiton de Morveau menamai “tanah” ini barote (barote) dari kata Yunani “barue” - berat, dan kemudian berganti nama menjadi baryte (baryte). Dengan nama ini, barium bumi muncul dalam buku teks kimia pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19. Misalnya, dalam buku teks karya A.L. Lavoisier (1789), barit dimasukkan dalam daftar benda sederhana tanah pembentuk garam, dan nama lain untuk barit diberikan - "tanah berat" (terre pesante, bahasa Latin terra Ponderosa). Logam yang masih belum diketahui kandungan mineralnya mulai disebut barium (Latin - Barium). Dalam sastra Rusia abad ke-19. nama barit dan barium juga digunakan. Mineral barium berikutnya yang diketahui adalah barium karbonat alami, ditemukan pada tahun 1782 oleh Withering dan kemudian dinamai witherite untuk menghormatinya. Logam barium pertama kali dibuat oleh orang Inggris Humphry Davy pada tahun 1808 dengan elektrolisis barium hidroksida basah dengan katoda merkuri dan selanjutnya penguapan merkuri dari barium amalgam. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1808 yang sama, lebih awal dari Davy, barium amalgam diperoleh oleh ahli kimia Swedia Jens Berzelius. Terlepas dari namanya, barium ternyata merupakan logam yang relatif ringan dengan kepadatan 3,78 g/cm 3, sehingga pada tahun 1816 ahli kimia Inggris Clark mengusulkan penolakan nama “barium” dengan alasan jika barium tanah (barium oksida) memang benar. lebih berat dari tanah lainnya (oksida), maka logam sebaliknya lebih ringan dari logam lainnya. Clark ingin menamai unsur plutonium ini untuk menghormati dewa Romawi kuno, penguasa kerajaan bawah tanah Pluto, tetapi usulan ini tidak mendapat dukungan dari ilmuwan lain dan logam ringan terus disebut “berat”.

Barium di alam.

Kerak bumi mengandung 0,065% barium, terdapat dalam bentuk sulfat, karbonat, silikat dan aluminosilikat. Mineral barium utama adalah barit (barium sulfat), juga disebut spar berat atau Persia, dan layu (barium karbonat). Sumber daya mineral barit dunia diperkirakan pada tahun 1999 sebesar 2 miliar ton, sebagian besar terkonsentrasi di Cina (sekitar 1 miliar ton) dan Kazakhstan (0,5 miliar ton). Ada cadangan barit yang besar di Amerika Serikat, India, Turki, Maroko, dan Meksiko. Sumber daya barit Rusia diperkirakan mencapai 10 juta ton, produksinya dilakukan di tiga ladang utama yang terletak di wilayah Khakassia, Kemerovo dan Chelyabinsk. Total produksi barit tahunan dunia sekitar 7 juta ton, Rusia memproduksi 5 ribu ton dan mengimpor 25 ribu ton barit per tahun.

Kuitansi.

Bahan baku utama untuk produksi barium dan senyawanya adalah barit dan, lebih jarang, layu. Dengan mereduksi mineral-mineral ini dengan batu bara, kokas atau gas alam, masing-masing diperoleh barium sulfida dan barium oksida:

BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO

BaSO 4 + 2CH 4 = BaS + 2C + 4H 2 O

BaCO 3 + C = BaO + 2CO

Logam barium diperoleh dengan mereduksinya dengan aluminium oksida.

3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

Proses ini pertama kali dilakukan oleh ahli kimia fisik Rusia N.N. Beginilah cara dia menggambarkan eksperimennya: “Saya mengambil barium oksida anhidrat dan, menambahkan sejumlah barium klorida, seperti fluks, ke dalamnya, saya memasukkan campuran ini bersama dengan potongan tanah liat (aluminium) ke dalam wadah karbon dan memanaskannya selama beberapa waktu. jam. Setelah wadahnya didinginkan, saya menemukan di dalamnya paduan logam dengan jenis dan sifat fisik yang sama sekali berbeda dari tanah liat. Paduan ini memiliki struktur kristal kasar, sangat rapuh, retakan baru memiliki sedikit kilau kekuningan; analisis menunjukkan bahwa pada 100 jam terdiri dari 33,3 barium dan 66,7 lempung, atau sebaliknya, untuk satu bagian barium mengandung dua bagian lempung…” Saat ini, proses reduksi dengan aluminium dilakukan dalam ruang hampa pada suhu 1100 hingga 1250 °C, sedangkan barium yang dihasilkan menguap dan mengembun di bagian reaktor yang lebih dingin.

Selain itu, barium dapat diperoleh dengan elektrolisis campuran cair barium dan kalsium klorida.

Substansi sederhana.

Barium adalah logam lunak berwarna putih keperakan yang pecah jika dipukul dengan tajam. Titik lebur 727° C, titik didih 1637° C, massa jenis 3,780 g/cm 3 . Pada tekanan normal ia ada dalam dua modifikasi alotropik: a -Ba dengan kisi berpusat badan kubik stabil hingga 375° C; b -Ba stabil di atas 375° C. Pada tekanan tinggi, modifikasi heksagonal terbentuk. Barium logam memiliki aktivitas kimia yang tinggi; ia teroksidasi secara intensif di udara, membentuk lapisan film yang mengandung BaO, BaO 2 dan Ba ​​3 N 2, dan terbakar dengan sedikit pemanasan atau benturan.

2Ba + O 2 = 2BaO; Ba + O 2 = BaO 2; 3Ba + N 2 = Ba 3 N 2,

Oleh karena itu, barium disimpan di bawah lapisan minyak tanah atau parafin. Barium bereaksi hebat dengan air dan larutan asam, membentuk barium hidroksida atau garam yang sesuai:

Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

Ba + 2HCl = BaCl 2 + H 2

Dengan halogen, barium membentuk halida; dengan hidrogen dan nitrogen, ketika dipanaskan, masing-masing membentuk hidrida dan nitrida.

Ba + Cl 2 = BaCl 2; Ba + H 2 = BaH 2

Barium logam larut dalam amonia cair untuk membentuk larutan biru tua, dari mana amonia Ba(NH 3) 6 dapat diisolasi - kristal dengan kilau emas yang mudah terurai dengan pelepasan amonia. Dalam senyawa ini, barium memiliki bilangan oksidasi nol.

Aplikasi dalam industri dan sains.

Penggunaan logam barium sangat terbatas karena reaktivitas kimianya yang tinggi; senyawa barium digunakan lebih luas. Paduan barium dengan aluminium - paduan Alba yang mengandung 56% Ba - merupakan dasar getter (penyerap gas sisa dalam teknologi vakum). Untuk mendapatkan pengambil itu sendiri, barium diuapkan dari paduan dengan memanaskannya dalam labu yang dievakuasi pada perangkat, sebagai akibatnya "cermin barium" terbentuk pada bagian labu yang dingin. Dalam jumlah kecil, barium digunakan dalam metalurgi untuk memurnikan lelehan tembaga dan timbal dari pengotor belerang, oksigen, dan nitrogen. Barium ditambahkan ke paduan pencetakan dan antifriction; paduan barium dan nikel digunakan untuk membuat suku cadang tabung radio dan elektroda busi di mesin karburator. Selain itu, ada penggunaan barium yang tidak standar. Salah satunya adalah penciptaan komet buatan: uap barium yang dilepaskan dari pesawat ruang angkasa mudah terionisasi oleh sinar matahari dan berubah menjadi awan plasma terang. Komet buatan pertama diciptakan pada tahun 1959 selama penerbangan stasiun antarplanet otomatis Soviet Luna-1. Pada awal tahun 1970-an, fisikawan Jerman dan Amerika, yang melakukan penelitian di medan elektromagnetik bumi, melepaskan 15 kilogram bubuk barium kecil ke Kolombia. Awan plasma yang dihasilkan membentang di sepanjang garis medan magnet, sehingga memungkinkan untuk memperjelas posisinya. Pada tahun 1979, pancaran partikel barium digunakan untuk mempelajari aurora.

Senyawa barium.

Senyawa barium divalen memiliki kepentingan praktis yang paling besar.

Barium oksida(BaO): produk antara dalam produksi barium - bubuk putih tahan api (titik leleh sekitar 2020 ° C), bereaksi dengan air, membentuk barium hidroksida, menyerap karbon dioksida dari udara, berubah menjadi karbonat:

BaO + H 2 O = Ba(OH) 2; BaO + CO 2 = BaCO 3

Ketika dikalsinasi di udara pada suhu 500–600° C, barium oksida bereaksi dengan oksigen, membentuk peroksida, yang, setelah dipanaskan lebih lanjut hingga 700° C, kembali berubah menjadi oksida, menghilangkan oksigen:

2BaO + O 2 = 2BaO 2 ; 2BaO2 = 2BaO + O2

Beginilah cara oksigen diperoleh hingga akhir abad ke-19, hingga metode pelepasan oksigen dengan menyuling udara cair dikembangkan.

Di laboratorium, barium oksida dapat dibuat dengan mengkalsinasi barium nitrat:

2Ba(NO3)2 = 2BaO + 4NO2 + O2

Sekarang barium oksida digunakan sebagai bahan penghilang air, untuk memperoleh barium peroksida dan untuk membuat magnet keramik dari barium ferrat (untuk ini, campuran bubuk barium dan besi oksida disinter di bawah tekanan dalam medan magnet yang kuat), tetapi penggunaan utama barium oksida adalah pembuatan katoda termionik. Pada tahun 1903, ilmuwan muda Jerman Wehnelt menguji hukum emisi elektron oleh benda padat, yang ditemukan tak lama sebelumnya oleh fisikawan Inggris Richardson. Percobaan pertama dengan kawat platina sepenuhnya menegaskan hukum tersebut, tetapi percobaan kontrol gagal: aliran elektron jauh melebihi yang diharapkan. Karena sifat logam tidak dapat berubah, Wehnelt berasumsi bahwa ada semacam pengotor pada permukaan platina. Setelah menguji kemungkinan kontaminan permukaan, ia menjadi yakin bahwa elektron tambahan dipancarkan oleh barium oksida, yang merupakan bagian dari pelumas pompa vakum yang digunakan dalam percobaan tersebut. Namun, dunia ilmiah tidak serta merta mengakui penemuan ini, karena pengamatannya tidak dapat direproduksi. Hampir seperempat abad kemudian, Kohler dari Inggris menunjukkan bahwa untuk menghasilkan emisi termionik yang tinggi, barium oksida harus dipanaskan pada tekanan oksigen yang sangat rendah. Fenomena ini baru dapat dijelaskan pada tahun 1935. Ilmuwan Jerman Pohl mengemukakan bahwa elektron dipancarkan oleh pengotor kecil barium dalam oksida: pada tekanan rendah, sebagian oksigen menguap dari oksida, dan sisa barium mudah terionisasi untuk membentuk elektron bebas, yang meninggalkan kristal ketika dipanaskan:

2BaO = 2Ba + O 2 ; Ba = Ba 2+ + 2е

Kebenaran hipotesis ini akhirnya ditetapkan pada akhir tahun 1950-an oleh ahli kimia Soviet A. Bundel dan P. Kovtun, yang mengukur konsentrasi pengotor barium dalam oksida dan membandingkannya dengan fluks emisi elektron termionik. Sekarang barium oksida adalah bagian aktif dari sebagian besar katoda termionik. Misalnya, berkas elektron yang membentuk gambar di layar TV atau monitor komputer dipancarkan oleh barium oksida.

Barium hidroksida, oktahidrat(Ba(OH)2· 8H2O). Bubuk putih, sangat larut dalam air panas (lebih dari 50% pada 80° C), lebih buruk dalam air dingin (3,7% pada 20° C). Titik leleh oktahidrat adalah 78° C; jika dipanaskan hingga 130° C, ia berubah menjadi Ba(OH) 2 anhidrat. Barium hidroksida diproduksi dengan melarutkan oksida dalam air panas atau dengan memanaskan barium sulfida dalam aliran uap super panas. Barium hidroksida mudah bereaksi dengan karbon dioksida, sehingga larutan encernya, yang disebut “air barit”, digunakan dalam kimia analitik sebagai reagen untuk CO2. Selain itu, “air barit” berfungsi sebagai reagen untuk ion sulfat dan karbonat. Barium hidroksida digunakan untuk menghilangkan ion sulfat dari minyak tumbuhan dan hewan serta larutan industri, untuk memperoleh rubidium dan cesium hidroksida, sebagai komponen pelumas.

Barium karbonat(BaCO3). Di alam, mineralnya adalah layu. Bubuk putih, tidak larut dalam air, larut dalam asam kuat (kecuali asam sulfat). Ketika dipanaskan hingga 1000° C, ia terurai, melepaskan CO 2:

BaCO 3 = BaO + CO 2

Barium karbonat ditambahkan ke kaca untuk meningkatkan indeks biasnya dan ditambahkan ke enamel dan glasir.

Barium sulfat(BaSO4). Di alam - barit (spar berat atau Persia) - mineral utama barium - berbentuk bubuk putih (titik leleh sekitar 1680 ° C), praktis tidak larut dalam air (2,2 mg / l pada 18 ° C), larut perlahan dalam sulfur pekat asam.

Produksi cat telah lama dikaitkan dengan barium sulfat. Benar, pada awalnya penggunaannya bersifat kriminal: barit yang dihancurkan dicampur dengan timbal putih, yang secara signifikan mengurangi biaya produk akhir dan, pada saat yang sama, menurunkan kualitas cat. Namun, pewarna putih yang dimodifikasi tersebut dijual dengan harga yang sama dengan pewarna putih biasa, sehingga menghasilkan keuntungan yang signifikan bagi pemilik pabrik pewarna. Pada tahun 1859, Departemen Manufaktur dan Perdagangan Dalam Negeri menerima informasi tentang intrik penipuan dari pemilik pabrik Yaroslavl yang menambahkan tiang berat ke timah putih, yang “menipu konsumen tentang kualitas sebenarnya dari produk, dan permintaan juga diterima untuk melarang kata produsen dari penggunaan spar dalam produksi timbal putih.” Namun keluhan tersebut tidak membuahkan hasil. Cukuplah untuk mengatakan bahwa pada tahun 1882 sebuah pabrik spar didirikan di Yaroslavl, yang pada tahun 1885 memproduksi 50 ribu pon spar berat yang dihancurkan. Pada awal tahun 1890-an, D.I. Mendeleev menulis: “...Barit dicampur ke dalam campuran warna putih di banyak pabrik, karena warna putih yang dibawa dari luar negeri mengandung campuran ini untuk menurunkan harga.”

Barium sulfat merupakan bagian dari lithopone, cat putih tidak beracun dengan daya sembunyi tinggi, banyak diminati di pasaran. Untuk membuat lithopon, larutan encer barium sulfida dan seng sulfat dicampur, di mana reaksi pertukaran terjadi dan campuran barium sulfat kristal halus dan seng sulfida - lithopon - mengendap, dan air murni tetap berada dalam larutan.

BaS + ZnSO 4 = BaSO 4 + ZnSЇ

Dalam produksi kertas dengan kualitas mahal, barium sulfat berperan sebagai bahan pengisi dan pembobot, membuat kertas lebih putih dan padat; juga digunakan sebagai bahan pengisi untuk karet dan keramik;

Lebih dari 95% barit yang ditambang di dunia digunakan untuk menyiapkan larutan kerja untuk pengeboran sumur dalam.

Barium sulfat sangat menyerap sinar-x dan sinar gamma. Properti ini banyak digunakan dalam pengobatan untuk mendiagnosis penyakit gastrointestinal. Untuk melakukan ini, pasien diperbolehkan menelan suspensi barium sulfat dalam air atau campurannya dengan bubur semolina - “bubur barium” dan kemudian disinari. Bagian saluran pencernaan yang dilalui “bubur barium” tampak sebagai bintik hitam pada gambar. Dengan cara ini dokter bisa mendapatkan gambaran tentang bentuk lambung dan usus serta menentukan lokasi penyakitnya. Barium sulfat juga digunakan untuk membuat beton barit, digunakan dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir untuk melindungi dari penetrasi radiasi.

Barium sulfida(dasar). Produk antara dalam produksi barium dan senyawanya. Produk komersialnya berupa bubuk gembur berwarna abu-abu, sulit larut dalam air. Barium sulfida digunakan untuk memproduksi lithopone, di industri kulit untuk menghilangkan bulu dari kulit, dan untuk menghasilkan hidrogen sulfida murni. BaS adalah komponen dari banyak fosfor - zat yang bersinar setelah menyerap energi cahaya. Inilah yang diperoleh Casciarolo dengan mengkalsinasi barit dengan batu bara. Barium sulfida sendiri tidak bersinar: memerlukan penambahan zat pengaktif - garam bismut, timbal, dan logam lainnya.

Barium titanat(BaTiO3). Salah satu senyawa barium yang paling penting secara industri adalah zat kristal putih tahan api (titik leleh 1616 ° C), tidak larut dalam air. Barium titanat diperoleh dengan menggabungkan titanium dioksida dengan barium karbonat pada suhu sekitar 1300° C:

BaCO3 + TiO2 = BaTiO3 + CO2

Barium titanat adalah salah satu feroelektrik terbaik (), bahan listrik yang sangat berharga. Pada tahun 1944, fisikawan Soviet B.M. Vul menemukan kemampuan feroelektrik yang luar biasa (konstanta dielektrik yang sangat tinggi) barium titanat, yang mempertahankannya dalam kisaran suhu yang luas - hampir dari nol mutlak hingga +125 ° C. Keadaan ini, serta kekuatan mekanik yang besar dan Ketahanan barium titanat terhadap kelembapan telah menjadikannya salah satu feroelektrik terpenting, yang digunakan, misalnya, dalam pembuatan kapasitor listrik. Barium titanat, seperti semua feroelektrik, juga memiliki sifat piezoelektrik: ia mengubah karakteristik listriknya di bawah tekanan. Ketika terkena medan listrik bolak-balik, osilasi terjadi pada kristalnya, dan oleh karena itu digunakan dalam elemen piezo, sirkuit radio, dan sistem otomatis. Barium titanat digunakan dalam upaya mendeteksi gelombang gravitasi.

Senyawa barium lainnya.

Barium nitrat dan klorat (Ba(ClO 3) 2) merupakan bagian integral dari kembang api; penambahan senyawa ini memberikan warna hijau cerah pada nyala api. Barium peroksida adalah komponen campuran pengapian untuk aluminotermi. Barium (Ba) tetracyanoplatinate(II) bersinar jika terkena sinar-X dan sinar gamma. Pada tahun 1895, fisikawan Jerman Wilhelm Roentgen, mengamati pancaran zat ini, mengemukakan adanya radiasi baru, yang kemudian disebut sinar-X. Sekarang barium tetracyanoplatinate(II) digunakan untuk menutupi layar instrumen bercahaya. Barium tiosulfat (BaS 2 O 3) memberikan warna mutiara pada pernis tidak berwarna, dan dengan mencampurkannya dengan lem, Anda dapat mendapatkan tiruan mutiara yang lengkap.

Toksikologi senyawa barium.

Semua garam barium yang larut beracun. Barium sulfat yang digunakan dalam fluoroskopi praktis tidak beracun. Dosis mematikan barium klorida adalah 0,8–0,9 g, barium karbonat adalah 2–4 g. Ketika senyawa barium beracun tertelan, sensasi terbakar di mulut, nyeri di perut, air liur, mual, muntah, pusing, kelemahan otot, dan terjadi sesak napas, detak jantung lambat dan tekanan darah turun. Pengobatan utama keracunan barium adalah bilas lambung dan penggunaan obat pencahar.

Sumber utama barium yang masuk ke dalam tubuh manusia adalah makanan (terutama makanan laut) dan air minum. Menurut rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia, kandungan barium dalam air minum tidak boleh melebihi 0,7 mg/l; di Rusia, standar yang jauh lebih ketat berlaku - 0,1 mg/l.

Yuri Krutyakov

Barium(lat. Baryum), Ba, unsur kimia golongan II sistem periodik Mendeleev, nomor atom 56, massa atom 137,34; logam berwarna putih keperakan. Ini terdiri dari campuran 7 isotop stabil, di antaranya 138 Ba (71,66%) mendominasi. Fisi nuklir uranium dan plutonium menghasilkan isotop radioaktif 140 Va, yang digunakan sebagai pelacak radioaktif. Barium ditemukan oleh ahli kimia Swedia K. Scheele (1774) dalam bentuk BaO oksida, yang disebut “tanah berat”, atau barit (dari bahasa Yunani barys - berat). Barium logam (dalam bentuk amalgam) diperoleh oleh ahli kimia Inggris G. Davy (1808) dengan elektrolisis hidroksida Ba(OH)2 basah dengan katoda merkuri. Kandungan Barium di kerak bumi adalah 0,05% beratnya; tidak terdapat di alam dalam keadaan bebas. Dari mineral Barium, barit (heavy spar) BaSO 4 dan witherite BaCO 3 yang kurang umum memiliki kepentingan industri.

Sifat fisik Barium. Kisi kristal Barium berpusat pada benda kubik dengan periode a = 5,019 Å; massa jenis 3,76 g/cm 3, tnl 710°C, titik didih 1637-1640°C. Barium merupakan logam lunak (lebih keras dari timbal, tetapi lebih lunak dari seng), kekerasannya pada skala mineralogi adalah 2.

Sifat kimia Barium. Barium termasuk dalam logam alkali tanah dan memiliki sifat kimia yang mirip dengan kalsium dan strontium, sehingga aktivitasnya melebihi mereka. Barium bereaksi dengan sebagian besar unsur lainnya, membentuk senyawa yang biasanya bervalensi 2 (ada 2 elektron pada kulit elektron terluar atom Barium, konfigurasinya 6s 2). Di udara, Barium dengan cepat teroksidasi, membentuk lapisan oksida (serta peroksida dan nitrida Ba 3 N 2) di permukaan. Saat dipanaskan, mudah terbakar dan terbakar dengan nyala kuning kehijauan. Menguraikan air dengan kuat, membentuk barium hidroksida: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2. Karena aktivitas kimianya, Barium disimpan di bawah lapisan minyak tanah. BaO oksida - kristal tidak berwarna; di udara mudah berubah menjadi karbonat BaCO 3 dan bereaksi kuat dengan air, membentuk Ba(OH) 2. Dengan memanaskan BaO di udara pada suhu 500 °C, diperoleh BaO 2 peroksida, yang terurai pada suhu 700 °C menjadi BaO dan O 2. Dengan memanaskan peroksida dengan oksigen di bawah tekanan tinggi, diperoleh peroksida BaO 4 yang lebih tinggi - zat kuning yang terurai pada 50-60°C. Barium bergabung dengan halogen dan belerang, membentuk halida (misalnya, BaCl 2) dan BaS sulfida, dengan hidrogen - BaH 2 hidrida, yang dengan cepat terurai dengan air dan asam. Dari garam Barium yang umum digunakan, barium klorida BaCl 2 dan halida lainnya, nitrat Ba(NO 3) 2, sulfida BaS, klorat Ba(ClO 3) 2 sangat larut, barium sulfat BaSO 4, barium karbonat BaCO 3 dan kromat BaCrO 4 sedikit larut.

Memperoleh Barium. Bahan baku utama untuk produksi Barium dan senyawanya adalah barit, yang direduksi dengan batubara dalam tungku api: BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO. BaS terlarut yang dihasilkan diolah menjadi garam Barium lainnya. Metode industri utama untuk memproduksi logam Barium adalah reduksi termal oksidanya dengan bubuk aluminium: 4BaO + 2Al = 3Ba + BaO·Al 2 O 3 .

Campuran dipanaskan pada 1100-1200°C dalam ruang hampa (100 mn/m 2, 10 -3 mm Hg). Barium menguap, mengendap di bagian peralatan yang dingin. Proses ini dilakukan dalam peralatan vakum listrik periodik, yang memungkinkan dilakukannya reduksi, distilasi, kondensasi dan pengecoran logam secara berurutan, memperoleh ingot Barium dalam satu siklus teknologi. Dengan distilasi ganda dalam vakum pada suhu 900°C, logam dimurnikan hingga kandungan pengotor kurang dari 1·10 -4%.

Penerapan Barium. Penggunaan praktis logam barium kecil. Hal ini juga dibatasi oleh kenyataan bahwa manipulasi dengan Barium murni sulit dilakukan. Biasanya, Barium ditempatkan dalam cangkang pelindung dari logam lain, atau dicampur dengan beberapa logam yang memberikan ketahanan terhadap Barium. Kadang-kadang Barium logam diperoleh langsung di perangkat dengan menempatkan tablet campuran Barium dan aluminium oksida ke dalamnya dan kemudian melakukan reduksi termal dalam ruang hampa. Barium, serta paduannya dengan magnesium dan aluminium, digunakan dalam teknologi vakum tinggi sebagai penyerap gas sisa (pengambil). Barium digunakan dalam jumlah kecil dalam metalurgi tembaga dan timbal untuk deoksidasi dan pemurnian dari belerang dan gas. Sejumlah kecil Barium ditambahkan ke beberapa bahan antifriction. Dengan demikian, penambahan Barium ke timbal secara nyata meningkatkan kekerasan paduan yang digunakan untuk mencetak font. Paduan barium-nikel digunakan dalam pembuatan elektroda untuk busi mesin dan tabung radio.

Senyawa barium banyak digunakan. BaO 2 peroksida digunakan untuk memproduksi hidrogen peroksida, untuk memutihkan sutra dan serat tumbuhan, sebagai desinfektan dan sebagai salah satu komponen campuran penyalaan dalam aluminotermi. BaS sulfida digunakan untuk menghilangkan rambut dari kulit. Perklorat Ba(ClO 4) 2 adalah salah satu bahan pengering terbaik. Nitrat Ba(NO 3) 2 digunakan dalam teknik kembang api. Garam barium berwarna - BaCrO 4 kromat (kuning) dan BaMnO 4 manganat (hijau) - merupakan pigmen yang baik untuk membuat cat. Barium platinocyanate Ba digunakan untuk menutupi layar saat bekerja dengan sinar-X dan radiasi radioaktif (fluoresensi kuning-hijau cerah tereksitasi dalam kristal garam ini di bawah pengaruh radiasi). Barium titanat BaTiO 3 adalah salah satu feroelektrik terpenting. Karena Barium menyerap sinar-X dan radiasi gamma dengan baik, maka Barium termasuk dalam bahan pelindung di instalasi sinar-X dan reaktor nuklir. Senyawa barium adalah pembawa inert untuk ekstraksi radium dari bijih uranium. Barium sulfat yang tidak larut tidak beracun dan digunakan sebagai bahan kontras untuk pemeriksaan rontgen saluran cerna. Barium karbonat digunakan untuk membunuh hewan pengerat.

Barium dalam tubuh. Barium terdapat di semua organ tumbuhan; kandungannya dalam abu tanaman tergantung pada jumlah Barium di dalam tanah dan berkisar antara 0,06-0,2 hingga 3% (dalam endapan barit). Koefisien akumulasi Barium (Barium dalam abu / Barium dalam tanah) pada tanaman herba adalah 0,2-6, pada tanaman berkayu 1-30. Konsentrasi barium lebih besar pada akar dan cabang, lebih sedikit pada daun; itu meningkat seiring bertambahnya usia tunas. Barium (garamnya yang larut) beracun bagi hewan, sehingga tumbuhan yang mengandung banyak Barium (hingga 2-30% dalam abu) menyebabkan keracunan pada herbivora. Barium disimpan di tulang dan dalam jumlah kecil di organ hewan lainnya. Dosis 0,2-0,5 g barium klorida menyebabkan keracunan akut pada manusia, 0,8-0,9 g menyebabkan kematian.

DEFINISI

Barium terletak di periode keenam kelompok II subkelompok utama (A) tabel periodik.

Milik keluarga S-elemen. Logam. Penunjukan - Ba. Nomor seri - 56. Massa atom relatif - 137,34 sma.

Struktur elektronik atom barium

Atom barium terdiri dari inti bermuatan positif (+56), di dalamnya terdapat 56 proton dan 81 neutron, serta 56 elektron bergerak dalam enam orbit.

Gambar.1. Struktur skema atom barium.

Distribusi elektron antar orbital adalah sebagai berikut:

56Ba) 2) 8) 18) 18) 8) 2 ;

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4D 10 5S 2 5P 6 6S 2 .

Tingkat energi terluar atom barium mengandung 2 elektron, yaitu valensi. Diagram energi keadaan dasar berbentuk sebagai berikut:

Atom barium dicirikan oleh adanya keadaan tereksitasi. Elektron 6 S-sublevel keluar dan salah satunya menempati orbital 6 yang kosong P-subtingkat:

Kehadiran dua elektron tidak berpasangan menunjukkan bahwa barium memiliki bilangan oksidasi +2.

Elektron valensi atom barium dapat dicirikan oleh empat bilangan kuantum: N(kuantum utama), aku(orbital), ml(magnetik) dan S(putaran):

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

BARIUM, Ba (Latin Baryum, dari bahasa Yunani barys - berat * a. barium; n. Barium; f. barium; i. bario), - unsur kimia dari subkelompok utama golongan 11 sistem unsur periodik Mendeleev, nomor atom 56, massa atom 137,33. Barium alami terdiri dari campuran tujuh isotop stabil; 138 Va (71,66%) mendominasi. Barium ditemukan pada tahun 1774 oleh ahli kimia Swedia K. Scheele dalam bentuk BaO. Barium logam pertama kali diperoleh oleh ahli kimia Inggris H. Davy pada tahun 1808.

Memperoleh barium

Logam barium diperoleh dengan reduksi termal dalam ruang hampa pada 1100-1200°C bubuk barium oksida. Barium digunakan dalam paduan - dengan timbal (paduan pencetakan dan antifriction), aluminium dan (peredam gas dalam instalasi vakum). Isotop radioaktif buatannya banyak digunakan.

Aplikasi barium

Barium dan senyawanya ditambahkan ke bahan yang dimaksudkan untuk melindungi terhadap radiasi radioaktif dan sinar-X. Senyawa barium banyak digunakan: oksida, peroksida dan hidroksida (untuk menghasilkan hidrogen peroksida), nitrida (dalam kembang api), sulfat (sebagai zat kontras dalam radiologi, penelitian), kromat dan manganat (dalam pembuatan cat), titanat (satu dari feroelektrik terpenting), sulfida (dalam industri kulit), dll.

Barium adalah unsur subkelompok utama golongan kedua, periode keenam sistem periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, dengan nomor atom 56. Dilambangkan dengan simbol Ba (lat. Barium). Zat sederhananya adalah logam alkali tanah yang lembut dan mudah dibentuk, berwarna putih keperakan. Memiliki aktivitas kimia yang tinggi.

Barium ditemukan sebagai oksida BaO pada tahun 1774 oleh Karl Scheele. Pada tahun 1808, ahli kimia Inggris Humphry Davy memperoleh barium amalgam dengan elektrolisis barium hidroksida basah dengan katoda merkuri; Setelah merkuri menguap saat dipanaskan, ia melepaskan logam barium.

Pada tahun 1774, ahli kimia Swedia Carl Wilhelm Scheele dan temannya Johan Gottlieb Hahn menyelidiki salah satu mineral terberat - spar berat BaSO 4. Mereka berhasil mengisolasi “tanah berat” yang sebelumnya tidak diketahui, yang kemudian disebut barit (dari bahasa Yunani βαρυς - berat). Dan 34 tahun kemudian, Humphry Davy, setelah melakukan elektrolisis pada tanah barit basah, memperoleh elemen baru darinya - barium. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1808 yang sama, lebih awal dari Davy, Jene Jacob Berzelius dan rekan-rekannya memperoleh amalgam kalsium, strontium, dan barium. Ini adalah bagaimana unsur barium muncul.

Alkemis kuno mengkalsinasi BaSO 4 dengan kayu atau arang dan memperoleh “permata Bolognese” berpendar. Namun secara kimia permata ini bukanlah BaO, melainkan barium sulfida BaS.

asal usul nama

Ia mendapat namanya dari bahasa Yunani barys - "berat", karena oksidanya (BaO) dicirikan memiliki kepadatan yang luar biasa tinggi untuk zat tersebut.

Kerak bumi mengandung 0,05% barium. Jumlahnya cukup banyak - jauh lebih banyak daripada, katakanlah, timbal, timah, tembaga, atau merkuri. Ia tidak ditemukan di bumi dalam bentuk murninya: barium aktif, termasuk dalam subkelompok logam alkali tanah dan, secara alami, terikat cukup erat dalam mineral.

Mineral utama barium adalah spar berat BaSO 4 (lebih sering disebut barit) dan witherite BaCO3, dinamai menurut nama orang Inggris William Withering (1741...1799), yang menemukan mineral ini pada tahun 1782. Konsentrasi kecil garam barium banyak terkandung dalam air mineral dan air laut. Rendahnya kandungan dalam hal ini merupakan nilai plus, bukan minus, karena semua garam barium, kecuali sulfat, bersifat beracun.

Berdasarkan asosiasi mineralnya, bijih barit dibedakan menjadi monomineral dan kompleks. Kompleks kompleks dibagi menjadi barit-sulfida (mengandung sulfida timbal, seng, kadang-kadang tembaga dan besi pirit, lebih jarang Sn, Ni, Au, Ag), barit-kalsit (mengandung hingga 75% kalsit), besi-barit (mengandung magnetit, hematit, dan di zona atas goetit dan hidrogoetit) dan barit-fluorit (selain barit dan fluorit, biasanya mengandung kuarsa dan kalsit, dan seng, timbal, tembaga, dan merkuri sulfida terkadang terdapat dalam bentuk pengotor kecil ).

Dari sudut pandang praktis, endapan monomineral urat hidrotermal, barit-sulfida, dan barit-fluorit adalah yang paling menarik. Beberapa endapan strata metasomatik dan placer eluvial juga mempunyai kepentingan industri. Endapan sedimen, yang merupakan sedimen kimia khas cekungan air, jarang terjadi dan tidak berperan penting.

Biasanya, bijih barit mengandung komponen bermanfaat lainnya (fluorit, galena, sfalerit, tembaga, emas dalam konsentrasi industri), sehingga digunakan dalam kombinasi.

Barium alami terdiri dari campuran tujuh isotop stabil: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Yang terakhir adalah yang paling umum (71,66%). Isotop radioaktif barium juga diketahui, yang terpenting adalah 140 Ba. Ini terbentuk oleh peluruhan uranium, thorium dan plutonium.

Logam dapat diperoleh dengan berbagai cara, khususnya dengan elektrolisis campuran cair barium klorida dan kalsium klorida. Barium dapat diperoleh dengan mereduksinya dari oksidanya menggunakan metode aluminotermik. Untuk melakukan ini, layu dibakar dengan batu bara dan barium oksida diperoleh:

BaCO 3 + C → BaO + 2CO.

Kemudian campuran BaO dengan bubuk aluminium dipanaskan dalam ruang hampa hingga suhu 1250°C. Uap barium tereduksi mengembun di bagian dingin pipa tempat terjadinya reaksi:

3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.

Menariknya, komposisi campuran penyalaan untuk aluminotermi sering kali mengandung barium peroksida BaO 2.

Sulit untuk mendapatkan barium oksida hanya dengan mengkalsinasi layu: layu hanya terurai pada suhu di atas 1800°C. BaO lebih mudah diperoleh dengan mengkalsinasi barium nitrat Ba(NO 3) 2:

2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2.

Elektrolisis dan reduksi dengan aluminium menghasilkan logam putih mengkilat yang lunak (lebih keras dari timbal, tetapi lebih lembut dari seng). Ia meleleh pada 710°C, mendidih pada 1638°C, dan massa jenisnya 3,76 g/cm 3 . Semua ini sepenuhnya sesuai dengan posisi barium dalam subkelompok logam alkali tanah.

Ada tujuh isotop alami barium yang diketahui. Yang paling umum adalah barium-138; itu lebih dari 70%.

Barium sangat aktif. Ia menyala sendiri saat terkena benturan dan dengan mudah menguraikan air menjadi barium oksida hidrat yang larut:

Ba + 2H 2 O → Ba (OH) 2 + H 2.

Larutan barium oksida hidrat dalam air disebut air barit. “Air” ini digunakan dalam kimia analitik untuk penentuan CO2 dalam campuran gas. Namun ini sudah dari cerita tentang pemanfaatan senyawa barium. Barium logam hampir tidak memiliki kegunaan praktis. Ini dimasukkan dalam jumlah yang sangat kecil ke dalam paduan bantalan dan pencetakan. Paduan barium dan nikel digunakan dalam tabung radio, barium murni hanya digunakan dalam teknologi vakum sebagai getter (penyerap gas).

Logam barium diperoleh dari oksida melalui reduksi dengan aluminium dalam ruang hampa pada 1200-1250°C:

4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.

Barium dimurnikan dengan distilasi vakum atau peleburan zona.

Persiapan barium titanium. Cara mendapatkannya relatif mudah. Witherite BaCO 3 pada 700...800°C bereaksi dengan titanium dioksida TiO 2, hasilnya persis seperti yang dibutuhkan:

BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2.

Dasar pesta prom. Cara memperoleh logam barium dari BaO adalah dengan mereduksinya dengan serbuk A1: 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO*A1 2 O 3. Proses ini dilakukan dalam reaktor pada suhu 1100-1200 °C dalam atmosfer Ar atau dalam ruang hampa (metode terakhir lebih disukai). Rasio molar BaO:A1 adalah (1,5-2):1. Reaktor ditempatkan dalam tungku sehingga suhu "bagian dingin" (uap barium yang dihasilkan terkondensasi di dalamnya) adalah sekitar 520 ° C. Dengan distilasi dalam ruang hampa, barium dimurnikan hingga kandungan pengotor kurang dari 10 ~ 4% berat, dan saat menggunakan peleburan zona - hingga 10 ~ 6%.

Sejumlah kecil barium juga diperoleh melalui reduksi BaBeO 2 [disintesis melalui fusi Ba(OH) 2 dan Be(OH) 2 ] pada 1300°C dengan titanium, serta dekomposisi Ba( pada 120°C N 3) 2 terbentuk selama pertukaran p- ion garam barium dengan NaN 3.

Ba asetat (OOСSN 3), - tidak berwarna. kristal; mp 490°C (dengan dekomposisi); padat 2,47 gram/cm3; sol. dalam air (58,8 g per 100 g pada 0°C). Di bawah 25 °C, trihidrat mengkristal dari larutan berair, pada 25-41 °C - monohidrat, di atas 41 °C - garam anhidrat. Terima interaksi. Ba(OH)2, BaCO3 atau BaS dengan CH3CO2H. Digunakan sebagai mordan untuk mewarnai wol dan belacu.

Manganat(VI) BaMnO 4 - kristal hijau; tidak terurai hingga suhu 1000°C. Diperoleh dengan kalsinasi campuran Ba(NO 3) 2 dengan MnO 2. Pigmen (Cassel, atau mangan hijau) yang biasa digunakan untuk lukisan fresco.

Kromat(VI) BaCrO 4 - kristal kuning; mp 1380°C; - 1366,8 kJ/mol; sol. di non-org. k-tah, bukan sol. dalam air. Terima interaksi. larutan berair Ba(OH) 2 atau BaS dengan logam alkali kromat(VI). Pigmen (kuning barit) untuk keramik. MPC 0,01 mg/m 3 (dalam istilah Cr0 3). Pikonat BaZrO 3 - tidak berwarna. kristal; mp ~269°C; - 1762 kJ/mol; sol. dalam air dan larutan alkali dan NH 4 HCO 3, terurai oleh inorg yang kuat. ke-tami. Terima interaksi. ZrO 2 dengan BaO, Ba(OH) 2 atau BaCO 3 bila dipanaskan. Ba zirkonat yang dicampur dengan BaTiO 3 bersifat piezoelektrik.

Bromida BaBr 2 - kristal putih; mp 847°C; padat 4,79 gram/cm3; -757 kJ/mol; baiklah. dalam air, metanol, lebih buruk lagi - dalam etanol. Dihidrat mengkristal dari larutan berair, berubah menjadi monohidrat pada 75°C, menjadi garam anhidrat - di atas 100°C, interaksi. dengan CO 2 dan O 2 udara, membentuk BaCO 3 dan Br 2. Dapatkan interaksi BaBr 2. larutan berair Ba(OH) 2 atau BaCO 3 dengan asam hidrobromat.

Iodida BaI 2 - tidak berwarna. kristal; mp 740°C (dengan dekomposisi); padat 5,15 gram/cm3; . -607 kJ/mol; baiklah. dalam air dan etanol. Dari larutan air panas, dihidrat mengkristal (dehidrasi pada 150°C), di bawah 30°C - heksahidrat. Dapatkan interaksi BaI 2. larutan berair Ba(OH) 2 atau BaCO 3 dengan asam hidroiodik.

Barium adalah logam lunak berwarna putih keperakan. Jika dipukul dengan tajam, ia akan patah. Ada dua modifikasi alotropik barium: α-Ba dengan kisi berpusat badan kubik (parameter a = 0,501 nm) stabil hingga 375 °C;

Kekerasan pada skala mineralogi 1,25; Skala Mohs 2.

Simpan logam barium dalam minyak tanah atau di bawah lapisan parafin.

Barium adalah logam alkali tanah. Ia teroksidasi secara intensif di udara, membentuk barium oksida BaO dan barium nitrida Ba 3 N 2 , dan menyala dengan sedikit pemanasan. Bereaksi hebat dengan air, membentuk barium hidroksida Ba(OH) 2:

Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

Berinteraksi aktif dengan asam encer. Banyak garam barium yang tidak larut atau sedikit larut dalam air: barium sulfat BaSO 4, barium sulfit BaSO 3, barium karbonat BaCO 3, barium fosfat Ba 3 (PO 4) 2. Barium sulfida BaS, tidak seperti kalsium sulfida CaS, sangat larut dalam air.

Alam barium terdiri dari tujuh isotop stabil sejak Mei. bagian 130, 132, 134-137 dan 138 (71,66%). Penampang penangkapan neutron termal adalah 1,17-10 28 m 2. Konfigurasi eksternal kulit elektron 6s 2 ; bilangan oksidasi + 2, jarang + 1; energi ionisasi Ba°->Ba + ->Ba 2+ resp. 5,21140 dan 10,0040 eV; Keelektronegatifan Pauling 0,9; jari-jari atom 0,221 nm, jari-jari ionik Ba 2+ 0,149 nm (bilangan koordinasi 6).

Mudah bereaksi dengan halogen membentuk halida.

Ketika dipanaskan dengan hidrogen, ia membentuk barium hidrida BaH 2 , yang selanjutnya membentuk kompleks Li dengan litium hidrida LiH.

Bereaksi ketika dipanaskan dengan amonia:

6Ba + 2NH 3 = 3BaH 2 + Ba 3 N 2

Saat dipanaskan, barium nitrida Ba 3 N 2 bereaksi dengan CO membentuk sianida:

Ba 3 N 2 + 2CO = Ba(CN) 2 + 2BaO

Dengan amonia cair menghasilkan larutan berwarna biru tua, dari mana amonia dapat diisolasi, yang memiliki kilau keemasan dan mudah terurai dengan eliminasi NH 3. Dengan adanya katalis platina, amonia terurai membentuk barium tengah:

Ba(NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2

Barium karbida BaC 2 dapat diperoleh dengan memanaskan BaO dengan batubara dalam tungku busur.

Dengan fosfor membentuk fosfida Ba 3 P 2 .

Barium mereduksi oksida, halida, dan sulfida dari banyak logam menjadi logam yang sesuai.

Paduan barium dengan A1 (paduan Alba, 56% Ba) merupakan bahan dasar getter (peredam gas). Untuk mendapatkan pengambil itu sendiri, barium diuapkan dari paduan dengan pemanasan frekuensi tinggi dalam labu yang dievakuasi pada perangkat; sebagai hasilnya, apa yang disebut barium terbentuk pada bagian labu yang dingin. cermin barium (atau lapisan difus selama penguapan di lingkungan nitrogen). Bagian aktif dari sebagian besar katoda termionik adalah BaO. Barium juga digunakan sebagai zat deoksidasi untuk Cu dan Pb, dan sebagai bahan tambahan pada zat antifriction. paduan, logam besi dan non-besi, serta paduan dari mana font pencetakan dibuat untuk meningkatkan kekerasannya. Paduan barium dengan Ni digunakan untuk pembuatan elektroda busi pada mesin internal. pembakaran dan dalam tabung radio. 140 Va (T 1/2 12,8 hari) adalah indikator isotop yang digunakan dalam studi senyawa barium.

Logam barium, sering kali dicampur dengan aluminium, digunakan sebagai pengambil pada perangkat elektronik dengan vakum tinggi.

Barium ditambahkan bersama dengan zirkonium ke pendingin logam cair (paduan natrium, kalium, rubidium, litium, cesium) untuk mengurangi agresivitas zirkonium terhadap jaringan pipa dan metalurgi.

Barium fluorida digunakan dalam bentuk kristal tunggal dalam optik (lensa, prisma).

Barium peroksida digunakan untuk kembang api dan sebagai zat pengoksidasi. Barium nitrat dan barium klorat digunakan dalam kembang api untuk mewarnai api (api hijau).

Barium kromat digunakan dalam produksi hidrogen dan oksigen dengan metode termokimia (Oak Ridge cycle, USA).

Barium oksida, bersama dengan oksida tembaga dan logam tanah jarang, digunakan untuk mensintesis keramik superkonduktor yang beroperasi pada suhu nitrogen cair ke atas.

Barium oksida digunakan untuk melelehkan jenis kaca khusus - digunakan untuk melapisi batang uranium. Salah satu jenis gelas yang paling umum memiliki komposisi sebagai berikut - (fosfor oksida - 61%, BaO - 32%, aluminium oksida - 1,5%, natrium oksida - 5,5%). Barium fosfat juga digunakan dalam peleburan kaca untuk industri nuklir.

Barium fluorida digunakan dalam baterai fluorida padat sebagai komponen elektrolit fluorida.

Barium oksida digunakan dalam baterai oksida tembaga berdaya tinggi sebagai komponen massa aktif (barium oksida-tembaga oksida).

Barium sulfat digunakan sebagai ekspander massa aktif elektroda negatif dalam produksi baterai timbal-asam.

Barium karbonat BaCO 3 ditambahkan ke massa kaca untuk meningkatkan indeks bias kaca. Barium sulfat digunakan dalam industri kertas sebagai bahan pengisi; Kualitas kertas sangat ditentukan oleh beratnya; barit BaSO 4 membuat kertas lebih berat. Garam ini tentu termasuk dalam semua jenis kertas mahal. Selain itu, barium sulfat banyak digunakan dalam produksi cat putih lithopone - produk reaksi larutan barium sulfida dengan seng sulfat:

BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS.

Kedua garam tersebut, yang berwarna putih, mengendap, meninggalkan air murni dalam larutan.

Saat mengebor sumur minyak dan gas dalam, suspensi barium sulfat dalam air digunakan sebagai cairan pengeboran.

Garam barium lainnya memiliki kegunaan penting. Ini adalah barium titanat BaTiO 3 - salah satu feroelektrik terpenting (feroelektrik terpolarisasi dengan sendirinya, tanpa pengaruh medan eksternal. Mereka menonjol di antara dielektrik dengan cara yang sama seperti bahan feromagnetik di antara konduktor. Kemampuan untuk polarisasi tersebut adalah hanya dipertahankan pada suhu tertentu. Feroelektrik terpolarisasi memiliki konstanta dielektrik yang lebih tinggi), yang dianggap sebagai bahan listrik yang sangat berharga.

Pada tahun 1944, kelas ini diisi kembali dengan barium titanat, yang sifat feroelektriknya ditemukan oleh fisikawan Soviet B.M. Vulom. Keunikan barium titanat adalah ia mempertahankan sifat feroelektrik pada rentang suhu yang sangat luas - dari mendekati nol mutlak hingga +125°C.

Barium juga telah ditemukan aplikasinya dalam pengobatan. Garam sulfatnya digunakan dalam diagnosis penyakit lambung. BaSO 4 dicampur dengan air dan diberikan kepada pasien untuk ditelan. Barium sulfat tidak tembus cahaya terhadap sinar-X, dan oleh karena itu bagian saluran pencernaan yang dilalui “bubur barium” tetap gelap di layar. Dengan cara ini dokter mendapat gambaran tentang bentuk lambung dan usus serta menentukan tempat terjadinya maag.

Pengaruh barium pada tubuh manusia

Rute masuk ke dalam tubuh.
Jalur utama masuknya barium ke dalam tubuh manusia adalah makanan. Dengan demikian, beberapa biota laut mampu mengakumulasi barium dari perairan sekitarnya, dan dalam konsentrasi 7-100 (dan untuk beberapa tumbuhan laut hingga 1000) kali lebih tinggi daripada kandungannya di air laut. Beberapa tanaman (kedelai dan tomat, misalnya) juga mampu mengakumulasi barium dari tanah sebanyak 2-20 kali lipat. Namun, di wilayah dimana konsentrasi barium dalam air tinggi, air minum juga dapat berkontribusi terhadap total konsumsi barium. Asupan barium dari udara tidak signifikan.

Bahaya kesehatan.
Studi epidemiologi ilmiah yang dilakukan di bawah naungan WHO tidak mengkonfirmasi hubungan antara kematian akibat penyakit kardiovaskular dan kadar barium dalam air minum. Dalam penelitian jangka pendek pada sukarelawan, tidak ada efek berbahaya pada sistem kardiovaskular yang terdeteksi pada konsentrasi barium hingga 10 mg/l. Benar, dalam percobaan pada tikus, ketika tikus tersebut mengonsumsi air bahkan dengan kandungan barium rendah, terjadi peningkatan tekanan darah sistolik. Hal ini menunjukkan potensi risiko peningkatan tekanan darah pada orang yang mengonsumsi air yang mengandung barium dalam jangka panjang (USEPA memiliki data tersebut).
Data USEPA juga menunjukkan bahwa bahkan satu gelas air yang mengandung barium jauh di atas batas maksimum yang diperbolehkan dapat menyebabkan kelemahan otot dan sakit perut. Namun perlu diingat bahwa standar barium yang ditetapkan oleh standar kualitas USEPA (2,0 mg/l) secara signifikan melebihi nilai yang direkomendasikan oleh WHO (0,7 mg/l). Standar sanitasi Rusia menetapkan nilai MPC yang lebih ketat untuk barium dalam air - 0,1 mg/l. Teknologi untuk menghilangkan air: pertukaran ion, osmosis balik, elektrodialisis.