Bārija pielietojums. Bārijs

Raksta saturs

BĀRIJS– periodiskās sistēmas 2.grupas ķīmiskais elements, atomskaitlis 56, relatīvā atommasa 137,33. Atrodas sestajā periodā starp cēziju un lantānu. Dabiskais bārijs sastāv no septiņiem stabiliem izotopiem ar masas skaitļiem 130 (0,101%), 132 (0,097%), 134 (2,42%), 135 (6,59%), 136 (7,81%), 137 (11,32%) un 138 ( 71,66%). Lielākajā daļā ķīmisko savienojumu bārija maksimālais oksidācijas stāvoklis ir +2, bet tam var būt arī nulles oksidācijas pakāpe. Dabā bārijs sastopams tikai divvērtīgā stāvoklī.

Atklājumu vēsture.

1602. gadā Kasjarolo (Boloņas kurpnieks un alķīmiķis) apkārtējos kalnos pacēla akmeni, kas bija tik smags, ka Kasjarolam radās aizdomas, ka tas ir zelts. Mēģinot izolēt zeltu no akmens, alķīmiķis to kalcinēja ar akmeņoglēm. Lai gan zeltu nebija iespējams izolēt, eksperiments sniedza nepārprotami iepriecinošus rezultātus: atdzesētais kalcinēšanas produkts tumsā kvēloja sarkanīgi. Ziņa par šādu neparastu atradumu radīja īstu sensāciju alķīmiķu sabiedrībā un neparastais minerāls, kas saņēma vairākus nosaukumus - saules akmens (Lapis solaris), Boloņas akmens (Lapis Boloniensis), Boloņas fosfors (Phosphorum Boloniensis) kļuva par dalībnieku dažādi eksperimenti. Bet pagāja laiks, un zelts pat nedomāja izcelties, tāpēc interese par jauno minerālu pamazām izzuda, un ilgu laiku tas tika uzskatīts par modificētu ģipša vai kaļķa formu. Tikai pusotru gadsimtu vēlāk, 1774. gadā, slavenie zviedru ķīmiķi Karls Šēle un Johans Hāns rūpīgi izpētīja “Boloņas akmeni” un atklāja, ka tajā ir sava veida “smagā zeme”. Vēlāk, 1779. gadā, Gitons de Morvo nosauca šo “zemi” par barotu (barote) no grieķu vārda “barue” — smags, un vēlāk nomainīja nosaukumu uz barīts (barīts). Ar šo nosaukumu bārija zeme parādījās 18. gadsimta beigu un 19. gadsimta sākuma ķīmijas mācību grāmatās. Piemēram, A. L. Lavuazjē (1789) mācību grāmatā barīts ir iekļauts sāli veidojošo zemes vienkāršo ķermeņu sarakstā, un barītam dots cits nosaukums - “smagā zeme” (terre pesante, latīņu terra ponderosa). Joprojām nezināmo metālu, ko satur minerāls, sāka saukt par bāriju (latīņu — Barium). Krievu literatūrā XIX gs. Tika izmantoti arī nosaukumi barīts un bārijs. Nākamais zināmais bārija minerāls bija dabiskais bārija karbonāts, ko 1782. gadā atklāja Viterings un vēlāk viņam par godu nosauca par viterītu. Bārija metālu pirmo reizi sagatavoja anglis Hamfrijs Deivijs 1808. gadā, elektrolīzi izmantojot mitru bārija hidroksīdu ar dzīvsudraba katodu un pēc tam iztvaicējot dzīvsudrabu no bārija amalgamas. Jāpiebilst, ka tajā pašā 1808. gadā, nedaudz agrāk par Deiviju, bārija amalgamu ieguva zviedru ķīmiķis Jenss Berzēliuss. Neskatoties uz nosaukumu, bārijs izrādījās salīdzinoši viegls metāls ar blīvumu 3,78 g/cm 3, tāpēc 1816. gadā angļu ķīmiķis Klārks ierosināja noraidīt nosaukumu “bārijs”, pamatojoties uz to, ka bārija zeme (bārija oksīds) patiešām ir smagāks par citām zemēm (oksīdiem), tad metāls, gluži pretēji, ir vieglāks par citiem metāliem. Klārks vēlējās šo elementu nosaukt par plutoniju par godu seno romiešu dievam, Plutona pazemes valstības valdniekam, taču šis priekšlikums nesaņēma citu zinātnieku atbalstu un vieglo metālu turpināja saukt par “smago”.

Bārijs dabā.

Zemes garozā ir 0,065% bārija, tas sastopams sulfātu, karbonātu, silikātu un aluminosilikātu veidā. Galvenie bārija minerāli ir iepriekš minētais barīts (bārija sulfāts), saukts arī par smago vai persiešu špatu, un viterīts (bārija karbonāts). Pasaules barīta derīgo izrakteņu resursi 1999. gadā tika lēsti 2 miljardu tonnu apmērā, ievērojama daļa no tiem koncentrējās Ķīnā (apmēram 1 miljards tonnu) un Kazahstānā (0,5 miljardi tonnu). Lielas barīta rezerves ir ASV, Indijā, Turcijā, Marokā un Meksikā. Krievijas barīta resursi tiek lēsti 10 miljonu tonnu apmērā, tā ražošana tiek veikta trīs galvenajās atradnēs, kas atrodas Hakasijas, Kemerovas un Čeļabinskas reģionos. Kopējā barīta gada produkcija pasaulē ir aptuveni 7 miljoni tonnu, Krievija saražo 5 tūkstošus tonnu un importē 25 tūkstošus tonnu barīta gadā.

Kvīts.

Galvenās izejvielas bārija un tā savienojumu ražošanai ir barīts un retāk vīterīts. Reducējot šos minerālus ar akmeņoglēm, koksu vai dabasgāzi, iegūst attiecīgi bārija sulfīdu un bārija oksīdu:

BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO

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

BaCO 3 + C = BaO + 2CO

Bārija metālu iegūst, to reducējot ar alumīnija oksīdu.

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

Šo procesu vispirms veica krievu fizikālais ķīmiķis N. N. Šādi viņš aprakstīja savus eksperimentus: “Es paņēmu bezūdens bārija oksīdu un, pievienojot tam noteiktu daudzumu bārija hlorīda, kā kušņu, šo maisījumu kopā ar māla (alumīnija) gabaliņiem ievietoju oglekļa tīģelī un karsēju vairākas reizes. stundas. Pēc tīģeļa atdzesēšanas es tajā atradu pavisam cita veida un fizikālo īpašību metāla sakausējumu nekā māls. Šim sakausējumam ir rupji kristāliska struktūra, tas ir ļoti trausls, svaigam lūzumam ir vājš dzeltenīgs spīdums; analīze parādīja, ka 100 stundās tas sastāv no 33,3 bārija un 66,7 māliem vai, citādi, viena daļa bārija saturēja divas daļas māla... Pašlaik reducēšanas process ar alumīniju tiek veikts vakuumā temperatūrā no 1100 līdz 1250 ° C, savukārt iegūtais bārijs iztvaiko un kondensējas uz reaktora vēsākām daļām.

Turklāt bāriju var iegūt, elektrolīzi izmantojot izkausētu bārija un kalcija hlorīdu maisījumu.

Vienkārša viela.

Bārijs ir sudrabaini balts kaļams metāls, kas saplīst, kad to spēcīgi trieca. Kušanas temperatūra 727°C, viršanas temperatūra 1637°C, blīvums 3,780 g/cm 3 . Normālā spiedienā tas pastāv divās allotropās modifikācijās: a -Ba ar kubisku ķermeni centrētu režģi ir stabils līdz 375 ° C; b -Ba ir stabils virs 375 ° C; Pie paaugstināta spiediena veidojas sešstūra modifikācija. Metāla bārijam ir augsta ķīmiskā aktivitāte, tas intensīvi oksidējas gaisā, veidojot plēvi, kas satur BaO, BaO 2 un Ba 3 N 2, un aizdegas ar nelielu karsēšanu vai triecienu.

2Ba + O2 = 2BaO; Ba + O 2 = BaO 2; 3Ba + N 2 = Ba 3 N 2,

Tāpēc bārijs tiek uzglabāts zem petrolejas vai parafīna slāņa. Bārijs enerģiski reaģē ar ūdens un skābes šķīdumiem, veidojot bārija hidroksīdu vai atbilstošus sāļus:

Ba + 2H 2O = Ba(OH)2 + H2

Ba + 2HCl = BaCl 2 + H 2

Ar halogēniem bārijs veido halogenīdus ar ūdeņradi un slāpekli, karsējot, veido attiecīgi hidrīdu un nitrīdu.

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

Metāliskais bārijs izšķīst šķidrā amonjakā, veidojot tumši zilu šķīdumu, no kura var izdalīt amonjaku Ba(NH 3) 6 - kristālus ar zeltainu spīdumu, kas viegli sadalās, izdaloties amonjakam. Šajā savienojumā bārijam ir nulles oksidācijas pakāpe.

Pielietojums rūpniecībā un zinātnē.

Bārija metāla izmantošana ir ļoti ierobežota tā augstās ķīmiskās reaģētspējas dēļ, bārija savienojumus izmanto daudz plašāk. Bārija sakausējums ar alumīniju - Alba sakausējums, kas satur 56% Ba - ir getteru (vakuuma tehnoloģijā atlikušo gāzu absorbētāju) pamatā. Lai iegūtu pašu geteru, bārijs tiek iztvaicēts no sakausējuma, karsējot to ierīces evakuētā kolbā, kā rezultātā uz kolbas aukstajām daļām veidojas “bārija spogulis”. Nelielos daudzumos bāriju izmanto metalurģijā, lai attīrītu kausētu varu un svinu no sēra, skābekļa un slāpekļa piemaisījumiem. Bārijs tiek pievienots drukāšanai, un bārija un niķeļa sakausējums tiek izmantots, lai izgatavotu daļas radiolampām un aizdedzes sveču elektrodiem karburatora dzinējos. Turklāt ir nestandarta bārija lietojumi. Viens no tiem ir mākslīgo komētu radīšana: no kosmosa kuģa izdalītie bārija tvaiki tiek viegli jonizēti saules staru ietekmē un pārvēršas spilgtā plazmas mākonī. Pirmā mākslīgā komēta tika izveidota 1959. gadā padomju automātiskās starpplanētu stacijas Luna-1 lidojuma laikā. 70. gadu sākumā vācu un amerikāņu fiziķi, veicot pētījumus par Zemes elektromagnētisko lauku, virs Kolumbijas izlaida 15 kilogramus sīka bārija pulvera. Iegūtais plazmas mākonis stiepās pa magnētiskā lauka līnijām, ļaujot noskaidrot to atrašanās vietu. 1979. gadā polārblāzmas pētīšanai tika izmantotas bārija daļiņu strūklas.

Bārija savienojumi.

Vislielāko praktisko interesi rada divvērtīgie bārija savienojumi.

Bārija oksīds(BaO): starpprodukts bārija ražošanā - ugunsizturīgs (kušanas temperatūra aptuveni 2020 ° C) balts pulveris, reaģē ar ūdeni, veidojot bārija hidroksīdu, absorbē oglekļa dioksīdu no gaisa, pārvēršoties karbonātā:

BaO + H2O = Ba(OH)2; BaO + CO 2 = BaCO 3

Kalcinējot gaisā 500–600°C temperatūrā, bārija oksīds reaģē ar skābekli, veidojot peroksīdu, kas, tālāk karsējot līdz 700°C, atkal pārvēršas oksīdā, izvadot skābekli:

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

Tādā veidā skābeklis tika iegūts līdz 19. gadsimta beigām, līdz tika izstrādāta metode skābekļa atbrīvošanai, destilējot šķidru gaisu.

Laboratorijā bārija oksīdu var pagatavot, kalcinējot bārija nitrātu:

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

Tagad bārija oksīdu izmanto kā ūdeni atdalošu līdzekli, bārija peroksīda iegūšanai un keramisko magnētu izgatavošanai no bārija ferāta (šim nolūkam bārija un dzelzs oksīda pulveru maisījumu saķepina zem preses spēcīgā magnētiskajā laukā), bet Galvenais bārija oksīda lietojums ir termisko katodu ražošana. 1903. gadā jaunais vācu zinātnieks Vehnelts pārbaudīja likumu par elektronu emisiju no cietām vielām, ko neilgi pirms tam atklāja angļu fiziķis Ričardsons. Pirmais no eksperimentiem ar platīna stiepli pilnībā apstiprināja likumu, taču kontroles eksperiments neizdevās: elektronu plūsma krasi pārsniedza gaidīto. Tā kā metāla īpašības nevarēja mainīties, Wehnelt pieņēma, ka uz platīna virsmas ir kāds piemaisījums. Pēc iespējamo virsmas piesārņotāju pārbaudes viņš pārliecinājās, ka papildu elektronus izstaro bārija oksīds, kas bija daļa no eksperimentā izmantotā vakuumsūkņa smērvielas. Tomēr zinātniskā pasaule šo atklājumu uzreiz neatzina, jo tā novērojumu nevarēja reproducēt. Tikai gandrīz ceturtdaļgadsimtu vēlāk anglis Kohlers parādīja, ka, lai uzrādītu augstu termisko emisiju, bārija oksīds ir jāsilda ļoti zemā skābekļa spiedienā. Šo parādību varēja izskaidrot tikai 1935. gadā. Vācu zinātnieks Pols ierosināja, ka elektronus izstaro neliels bārija piemaisījums oksīdā: zemā spiedienā daļa skābekļa no oksīda iztvaiko, bet atlikušais bārijs viegli jonizējas, veidojot. brīvie elektroni, kas karsējot atstāj kristālu:

2BaO = 2Ba + O 2; Ba = Ba 2+ + 2е

Šīs hipotēzes pareizību 20. gadsimta 50. gadu beigās beidzot konstatēja padomju ķīmiķi A. Bundels un P. Kovtuns, izmērot bārija piemaisījumu koncentrāciju oksīdā un salīdzinot to ar termisko elektronu emisijas plūsmu. Tagad bārija oksīds ir aktīvā daļa lielākajā daļā termisko katodu. Piemēram, elektronu staru kūli, kas veido attēlu TV ekrānā vai datora monitorā, izstaro bārija oksīds.

Bārija hidroksīds, oktahidrāts(Ba(OH)2· 8H2O). Balts pulveris, labi šķīst karstā ūdenī (vairāk nekā 50% 80 ° C temperatūrā), sliktāk aukstā ūdenī (3,7% 20 ° C temperatūrā). Oktahidrāta kušanas temperatūra ir 78 ° C, karsējot līdz 130 ° C, tas pārvēršas par bezūdens Ba(OH) 2. Bārija hidroksīdu iegūst, izšķīdinot oksīdu karstā ūdenī vai karsējot bārija sulfīdu pārkarsēta tvaika plūsmā. Bārija hidroksīds viegli reaģē ar oglekļa dioksīdu, tāpēc tā ūdens šķīdumu, ko sauc par "barīta ūdeni", izmanto analītiskajā ķīmijā kā CO 2 reaģentu. Turklāt “barīta ūdens” kalpo kā reaģents sulfātu un karbonātu joniem. Bārija hidroksīdu izmanto, lai atdalītu sulfātu jonus no augu un dzīvnieku eļļām un rūpnieciskiem šķīdumiem, lai iegūtu rubīdija un cēzija hidroksīdus, kā smērvielu sastāvdaļu.

Bārija karbonāts(BaCO3). Dabā minerāls ir vītināts. Balts pulveris, nešķīst ūdenī, šķīst stiprās skābēs (izņemot sērskābi). Sildot līdz 1000°C, tas sadalās, izdalot CO 2:

BaCO 3 = BaO + CO 2

Bārija karbonātu pievieno stiklam, lai palielinātu tā laušanas koeficientu, un pievieno emaljām un glazūrām.

Bārija sulfāts(BaSO4). Dabā - barīts (smagais vai persiešu spārns) - galvenais bārija minerāls - ir balts pulveris (kušanas temperatūra aptuveni 1680 ° C), praktiski nešķīst ūdenī (2,2 mg / l 18 ° C temperatūrā), lēni izšķīst koncentrētā sērskābā. skābe.

Krāsu ražošana jau sen ir saistīta ar bārija sulfātu. Tiesa, sākotnēji tā izmantošanai bija noziedzīgs raksturs: sasmalcināts barīts tika sajaukts ar svina baltumu, kas ievērojami samazināja gala produkta izmaksas un vienlaikus pasliktināja krāsas kvalitāti. Tomēr šādi modificētie baltumi tika pārdoti par tādu pašu cenu kā parastie baltumi, radot ievērojamu peļņu krāsošanas augu īpašniekiem. Jau 1859. gadā Ražošanas un vietējās tirdzniecības departaments saņēma informāciju par Jaroslavļas rūpnīcu īpašnieku krāpnieciskām mahinācijām, kas svina baltumam pievienoja smago špakteli, kas "maldina patērētājus par produkta patieso kvalitāti, un tika saņemts arī lūgums aizliegt teica, ka ražotāji svina baltās krāsas ražošanā neizmanto špagu. Bet šīm sūdzībām nebija nekā. Pietiek pateikt, ka 1882. gadā Jaroslavļā tika nodibināta spārnu rūpnīca, kas 1885. gadā saražoja 50 tūkstošus mārciņu sasmalcinātu smago špatu. Deviņdesmito gadu sākumā D.I. Mendeļejevs rakstīja: "...Daudzās rūpnīcās barītu iemaisa baltā maisījumā, jo no ārzemēm atvestais balts satur šo maisījumu, lai samazinātu cenu."

Bārija sulfāts ir daļa no litopona, netoksiskas baltas krāsas ar augstu slēpšanas spēju, kas ir plaši pieprasīta tirgū. Litopona pagatavošanai tiek sajaukti bārija sulfīda un cinka sulfāta ūdens šķīdumi, kuru laikā notiek apmaiņas reakcija un izgulsnējas smalki kristāliska bārija sulfāta un cinka sulfīda - litopona maisījums, un šķīdumā paliek tīrs ūdens.

BaS + ZnSO 4 = BaSO 4 Ї + ZnSЇ

Ražojot dārgu papīru, bārija sulfāts pilda pildvielas un svēršanas līdzekli, padarot papīru baltāku un blīvāku, to izmanto arī kā gumijas un keramikas pildvielu.

Vairāk nekā 95% no pasaulē iegūtā barīta tiek izmantoti, lai sagatavotu darba risinājumus dziļurbumu urbšanai.

Bārija sulfāts spēcīgi absorbē rentgena un gamma starus. Šo īpašību plaši izmanto medicīnā kuņģa-zarnu trakta slimību diagnosticēšanai. Lai to izdarītu, pacientam ir atļauts norīt bārija sulfāta suspensiju ūdenī vai tās maisījumu ar mannas putru - “bārija putru”, un pēc tam tiek pakļauts rentgena stariem. Tās gremošanas trakta daļas, caur kurām iziet “bārija putra”, attēlā parādās kā tumši plankumi. Tādā veidā ārsts var iegūt priekšstatu par kuņģa un zarnu formu un noteikt slimības lokalizāciju. Bārija sulfātu izmanto arī barīta betona ražošanai, ko izmanto atomelektrostaciju un atomelektrostaciju celtniecībā, lai aizsargātu pret iekļūstošo starojumu.

Bārija sulfīds(BaS). Starpprodukts bārija un tā savienojumu ražošanā. Komerciālais produkts ir pelēks irdens pulveris, slikti šķīst ūdenī. Bārija sulfīdu izmanto litopona ražošanai, ādas rūpniecībā, lai noņemtu matus no ādām, un tīra sērūdeņraža ražošanai. BaS ir daudzu fosforu sastāvdaļa - vielas, kas spīd pēc gaismas enerģijas absorbēšanas. Tas ir tas, ko Casciarolo ieguva, kalcinējot barītu ar akmeņoglēm. Pats par sevi bārija sulfīds nespīd: tam ir jāpievieno aktivējošās vielas - bismuta, svina un citu metālu sāļi.

Bārija titanāts(BaTiO3). Viens no rūpnieciski nozīmīgākajiem bārija savienojumiem ir balta, ugunsizturīga (kušanas temperatūra 1616 °C) kristāliska viela, kas nešķīst ūdenī. Bārija titanātu iegūst, sakausējot titāna dioksīdu ar bārija karbonātu aptuveni 1300°C temperatūrā:

BaCO 3 + TiO 2 = BaTiO 3 + CO 2

Bārija titanāts ir viens no labākajiem feroelektriskajiem materiāliem (), ļoti vērtīgs elektriskais materiāls. 1944. gadā padomju fiziķis B.M.Vuls atklāja bārija titanāta ārkārtējas feroelektriskās spējas (ļoti augstu dielektrisko konstanti), kas tās saglabāja plašā temperatūras diapazonā – gandrīz no absolūtās nulles līdz +125 °C. Šis apstāklis, kā arī liela mehāniskā izturība un. Bārija titanāta mitruma izturība ir veicinājusi to, ka tas ir kļuvis par vienu no svarīgākajiem feroelektriķiem, ko izmanto, piemēram, elektrisko kondensatoru ražošanā. Bārija titanātam, tāpat kā visiem feroelektriķiem, ir arī pjezoelektriskās īpašības: tas maina savas elektriskās īpašības zem spiediena. Iedarbojoties ar mainīgu elektrisko lauku, tā kristālos rodas svārstības, un tāpēc tos izmanto pjezoelementos, radio ķēdēs un automātiskajās sistēmās. Bārija titanāts tika izmantots mēģinājumos noteikt gravitācijas viļņus.

Citi bārija savienojumi.

Bārija nitrāts un hlorāts (Ba(ClO 3) 2) ir uguņošanas ierīču neatņemama sastāvdaļa, pievienojot liesmai koši zaļu krāsu. Bārija peroksīds ir aluminotermijas aizdedzes maisījumu sastāvdaļa. Bārija (Ba) tetracianoplatināts (II) spīd, ja tiek pakļauts rentgena un gamma stariem. 1895. gadā vācu fiziķis Vilhelms Rentgens, novērojot šīs vielas mirdzumu, ierosināja jauna starojuma esamību, ko vēlāk sauca par rentgena stariem. Tagad bārija tetracianoplatināts (II) tiek izmantots, lai segtu gaismas instrumentu ekrānus. Bārija tiosulfāts (BaS 2 O 3) piešķir bezkrāsainai lakai pērļu nokrāsu, un, sajaucot to ar līmi, var panākt pilnīgu perlamutra imitāciju.

Bārija savienojumu toksikoloģija.

Visi šķīstošie bārija sāļi ir indīgi. Fluoroskopijā izmantotais bārija sulfāts praktiski nav toksisks. Bārija hlorīda nāvējošā deva ir 0,8–0,9 g, bārija karbonāts – 2–4 g Norijot indīgos bārija savienojumus, rodas dedzinoša sajūta mutē, sāpes vēderā, siekalošanās, slikta dūša, vemšana, reibonis, muskuļu vājums, rodas elpas trūkums, lēna sirdsdarbība un asinsspiediena pazemināšanās. Galvenā saindēšanās ar bāriju ārstēšana ir kuņģa skalošana un caurejas līdzekļu lietošana.

Galvenie bārija avoti, kas nonāk cilvēka organismā, ir pārtika (īpaši jūras veltes) un dzeramais ūdens. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas ieteikumu, Krievijā bārija saturs dzeramajā ūdenī nedrīkst pārsniegt 0,7 mg/l, spēkā ir daudz stingrāki standarti - 0,1 mg/l.

Jurijs Krutjakovs

Bārijs(lat. Baryum), Ba, Mendeļejeva periodiskās sistēmas II grupas ķīmiskais elements, atomskaitlis 56, atommasa 137,34; sudrabaini balts metāls. Tas sastāv no 7 stabilu izotopu maisījuma, starp kuriem dominē 138 Ba (71,66%). Urāna un plutonija kodola skaldīšanas rezultātā rodas radioaktīvais izotops 140 Va, ko izmanto kā radioaktīvo marķieri. Bāriju atklāja zviedru ķīmiķis K. Šēle (1774) BaO oksīda veidā, ko sauc par “smago zemi” jeb barītu (no grieķu valodas barys — smagais). Metālisko bāriju (amalgamas veidā) ieguva angļu ķīmiķis G. Deivijs (1808), veicot mitru Ba(OH)2 hidroksīda elektrolīzi ar dzīvsudraba katodu. Bārija saturs zemes garozā ir 0,05% pēc svara, brīvā stāvoklī tas dabā nav sastopams. No bārija minerāliem rūpnieciska nozīme ir barītam (smagajam špagatam) BaSO 4 un retāk sastopamajam vitrītam BaCO 3.

Bārija fizikālās īpašības. Bārija kristāliskais režģis ir kubiskā ķermeņa centrā ar periodu a = 5,019 Å; blīvums 3,76 g/cm 3, tnl 710°C, viršanas temperatūra 1637-1640°C. Bārijs ir mīksts metāls (cietāks par svinu, bet mīkstāks par cinku), tā cietība mineraloģiskajā skalā ir 2.

Bārija ķīmiskās īpašības. Bārijs pieder pie sārmzemju metāliem un pēc ķīmiskajām īpašībām ir līdzīgs kalcijam un stroncijam, pārspējot tos savā darbībā. Bārijs reaģē ar lielāko daļu citu elementu, veidojot savienojumus, kuros tas parasti ir 2-valents (bārija atoma ārējā elektronu apvalkā ir 2 elektroni, tā konfigurācija ir 6s 2). Gaisā bārijs ātri oksidējas, veidojot uz virsmas oksīda (kā arī peroksīda un nitrīda Ba 3 N 2) plēvi. Sildot, tas viegli uzliesmo un deg ar dzelteni zaļu liesmu. Spēcīgi sadalās ūdens, veidojot bārija hidroksīdu: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2. Tā ķīmiskās aktivitātes dēļ bārijs tiek uzglabāts zem petrolejas slāņa. BaO oksīds - bezkrāsaini kristāli; gaisā tas viegli pārvēršas karbonātā BaCO 3 un enerģiski reaģē ar ūdeni, veidojot Ba(OH) 2. Karsējot BaO gaisā 500 °C temperatūrā, tiek iegūts BaO 2 peroksīds, kas 700 °C temperatūrā sadalās BaO un O 2. Karsējot peroksīdu ar skābekli zem augsta spiediena, tiek iegūts augstāks peroksīds BaO 4 - dzeltena viela, kas sadalās 50-60°C. Bārijs savienojas ar halogēniem un sēru, veidojot halogenīdus (piemēram, BaCl 2) un BaS sulfīdus, ar ūdeņradi - BaH 2 hidrīdu, kas ātri sadalās ar ūdeni un skābēm. No parasti izmantotajiem bārija sāļiem bārija hlorīds BaCl 2 un citi halogenīdi labi šķīst nitrāts Ba(NO 3) 2, sulfīds BaS, hlorāts Ba(ClO 3) 2, bārija sulfāts BaSO 4, bārija karbonāts BaCO 3 un hromāts BaCrO 4. ir slikti šķīstoši.

Bārija iegūšana. Galvenā izejviela bārija un tā savienojumu ražošanai ir barīts, kas tiek reducēts ar oglēm ugunīgās krāsnīs: BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO. Iegūtais šķīstošais BaS tiek pārstrādāts citos bārija sāļos. Galvenā rūpnieciskā metode metāliskā bārija iegūšanai ir tā oksīda termiskā reducēšana ar alumīnija pulveri: 4BaO + 2Al = 3Ba + BaO·Al 2 O 3.

Maisījumu karsē 1100-1200°C vakuumā (100 mn/m 2, 10-3 mm Hg). Bārijs iztvaiko, nogulsnējot uz iekārtas aukstajām daļām. Process tiek veikts periodiskos elektriskos vakuuma aparātos, kas dod iespēju secīgi veikt metāla reducēšanu, destilāciju, kondensāciju un liešanu, vienā tehnoloģiskā ciklā iegūstot Bārija lietni. Veicot dubultu destilāciju vakuumā 900°C, metālu attīra līdz piemaisījumu saturam, kas mazāks par 1,10-4%.

Bārija pielietojums. Bārija metāla praktiskā izmantošana ir neliela. To ierobežo arī fakts, ka manipulācijas ar tīru bāriju ir sarežģītas. Parasti bāriju ievieto cita metāla aizsargapvalkā vai sakausē ar kādu metālu, kas nodrošina bārija izturību. Dažreiz metālisko bāriju iegūst tieši ierīcēs, ievietojot tajās bārija un alumīnija oksīdu maisījuma tabletes un pēc tam veicot termisko reducēšanu vakuumā. Bārijs, kā arī tā sakausējumi ar magniju un alumīniju tiek izmantoti augsta vakuuma tehnoloģijā kā atlikušo gāzu absorbētājs (geters). Bārijs tiek izmantots nelielos daudzumos vara un svina metalurģijā to deoksidācijai un attīrīšanai no sēra un gāzēm. Dažiem antifrikcijas materiāliem pievieno nelielu daudzumu bārija. Tādējādi bārija pievienošana svinam ievērojami palielina fontu drukāšanai izmantotā sakausējuma cietību. Bārija-niķeļa sakausējumus izmanto dzinēju aizdedzes sveču elektrodu ražošanā un radiolampās.

Bārija savienojumi tiek plaši izmantoti. BaO 2 peroksīdu izmanto ūdeņraža peroksīda ražošanai, zīda un augu šķiedru balināšanai, kā dezinfekcijas līdzekli un kā vienu no aizdedzes maisījumu sastāvdaļām aluminotermijā. BaS sulfīdu izmanto matu noņemšanai no ādas. Perhlorāts Ba(ClO 4) 2 ir viens no labākajiem desikantiem. Nitrāts Ba(NO 3) 2 tiek izmantots pirotehnikā. Krāsainie bārija sāļi - BaCrO 4 hromāts (dzeltens) un BaMnO 4 manganāts (zaļš) - ir labi pigmenti krāsu izgatavošanai. Bārija platinocianātu Ba izmanto ekrānu segšanai, strādājot ar rentgena un radioaktīvo starojumu (šī sāls kristālos starojuma ietekmē tiek ierosināta spilgti dzeltenzaļa fluorescence). Bārija titanāts BaTiO 3 ir viens no svarīgākajiem feroelektriskajiem elementiem. Tā kā bārijs labi absorbē rentgena un gamma starojumu, tas ir iekļauts rentgena iekārtu un kodolreaktoru aizsargmateriālos. Bārija savienojumi ir inerti nesēji rādija ekstrakcijai no urāna rūdām. Nešķīstošais bārija sulfāts nav toksisks un tiek izmantots kā kontrastviela kuņģa-zarnu trakta rentgena izmeklēšanai. Bārija karbonātu izmanto grauzēju iznīcināšanai.

Bārijs organismā. Bārijs atrodas visos augu orgānos; tā saturs augu pelnos ir atkarīgs no Bārija daudzuma augsnē un svārstās no 0,06-0,2 līdz 3% (barīta atradnēs). Bārija uzkrāšanās koeficients (Bārijs pelnos / Bārijs augsnē) zālaugu augiem ir 0,2-6, koksnes augiem 1-30. Bārija koncentrācija ir lielāka saknēs un zaros, mazāka lapās; tas palielinās līdz ar dzinumu vecumu. Bārijs (tā šķīstošie sāļi) ir indīgs dzīvniekiem, tāpēc augi, kas satur daudz bārija (pelnos līdz 2-30%), izraisa saindēšanos zālēdājiem. Bārijs nogulsnējas kaulos un nelielos daudzumos citos dzīvnieku orgānos. 0,2-0,5 g bārija hlorīda deva cilvēkiem izraisa akūtu saindēšanos, 0,8-0,9 g izraisa nāvi.

DEFINĪCIJA

Bārijs atrodas Periodiskās tabulas galvenās (A) apakšgrupas II grupas sestajā periodā.

Pieder ģimenei s- elementi. Metāls. Apzīmējums - Ba. Sērijas numurs - 56. Relatīvā atommasa - 137,34 amu.

Bārija atoma elektroniskā struktūra

Bārija atoms sastāv no pozitīvi lādēta kodola (+56), kura iekšpusē atrodas 56 protoni un 81 neitrons, un 56 elektroni pārvietojas pa sešām orbītām.

1. att. Bārija atoma shematiskā uzbūve.

Elektronu sadalījums starp orbitālēm ir šāds:

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

1s 2 2s 2 2lpp 6 3s 2 3lpp 6 3d 10 4s 2 4lpp 6 4d 10 5s 2 5lpp 6 6s 2 .

Bārija atoma ārējā enerģijas līmenī ir 2 elektroni, kas ir valence. Pamatstāvokļa enerģijas diagramma ir šāda:

Bārija atomu raksturo ierosināta stāvokļa klātbūtne. Elektroni 6 s-apakšlīmeņi izplūst, un viens no tiem aizņem brīvo 6. orbitāli lpp- apakšlīmenis:

Divu nepāra elektronu klātbūtne norāda, ka bārija oksidācijas pakāpe ir +2.

Bārija atoma valences elektronus var raksturot ar četru kvantu skaitļu kopu: n(galvenais kvants), l(orbitāla), m l(magnētiskā) un s(griešanās):

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

BARIUM, Ba (latīņu Baryum, no grieķu barys - smagais * a. barium; n. Barium; f. barium; i. bario), - Mendeļejeva periodiskās elementu sistēmas 11. grupas galvenās apakšgrupas ķīmiskais elements, atomskaitlis 56, atommasa 137,33. Dabiskais bārijs sastāv no septiņu stabilu izotopu maisījuma; 138 Va (71,66%) dominē. Bāriju 1774. gadā atklāja zviedru ķīmiķis K. Šēle BaO formā. Metālisko bāriju pirmo reizi ieguva angļu ķīmiķis H. Deivijs 1808. gadā.

Bārija iegūšana

Bārija metālu iegūst, termiski reducējot bārija oksīda pulveri vakuumā 1100-1200°C temperatūrā. Bārijs tiek izmantots sakausējumos - ar svinu (drukas un antifrikcijas sakausējumi), alumīniju un (gāzu absorbētājiem vakuuma iekārtās). Tā mākslīgie radioaktīvie izotopi tiek plaši izmantoti.

Bārija pielietojums

Bāriju un tā savienojumus pievieno materiāliem, kas paredzēti aizsardzībai pret radioaktīvo un rentgena starojumu. Plaši tiek izmantoti bārija savienojumi: oksīds, peroksīds un hidroksīds (ūdeņraža peroksīda ražošanai), nitrīds (pirotehnikā), sulfāts (kā kontrastviela radioloģijā, pētniecībā), hromāts un manganāts (krāsu ražošanā), titanāts (viens). no svarīgākajiem feroelektriķiem), sulfīds (ādas rūpniecībā) utt.

Bārijs ir D. I. Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskās sistēmas sestā perioda galvenās apakšgrupas elements ar atomu skaitu 56. To apzīmē ar simbolu Ba (lat. Bārijs). Vienkāršā viela ir mīksts, kaļams sārmzemju metāls sudrabaini baltā krāsā. Ir augsta ķīmiskā aktivitāte.

Kārlis Šēle bāriju kā BaO oksīdu atklāja 1774. gadā. 1808. gadā angļu ķīmiķis Hamfris Deivijs ieguva bārija amalgamu, elektrolīzes ceļā no mitra bārija hidroksīda ar dzīvsudraba katodu; Pēc tam, kad dzīvsudrabs karsējot iztvaikoja, tas atbrīvoja bārija metālu.

1774. gadā zviedru ķīmiķis Karls Vilhelms Šēle un viņa draugs Johans Gotlībs Hāns izpētīja vienu no smagākajiem minerāliem - smago špatu BaSO 4. Viņiem izdevās izolēt iepriekš nezināmu “smago zemi”, ko vēlāk sauca par barītu (no grieķu valodas βαρυς - smaga). Un 34 gadus vēlāk Hamfrijs Deivijs, pakļaujot mitru barīta zemi elektrolīzei, ieguva no tā jaunu elementu - bāriju. Jāpiebilst, ka tajā pašā 1808. gadā, nedaudz agrāk par Deiviju, Jene Jacob Berzelius un viņa kolēģi ieguva kalcija, stroncija un bārija amalgamas. Tā parādījās elements bārijs.

Senie alķīmiķi kalcinēja BaSO 4 ar koku vai kokogli un ieguva fosforescējošos “Boloņas dārgakmeņus”. Bet ķīmiski šie dārgakmeņi nav BaO, bet gan bārija sulfīds BaS.

vārda izcelsme

Savu nosaukumu tas ieguvis no grieķu vārda barys — “smags”, jo tā oksīdam (BaO) tika raksturots, ka tam ir neparasti augsts blīvums šādām vielām.

Zemes garozā ir 0,05% bārija. Tas ir diezgan daudz – ievērojami vairāk nekā, teiksim, svins, alva, varš vai dzīvsudrabs. Tīrā veidā zemē tas nav atrodams: bārijs ir aktīvs, pieder pie sārmzemju metālu apakšgrupas un, dabiski, ir diezgan cieši saistīts ar minerāliem.

Galvenie bārija minerāli ir jau pieminētais smagais špars BaSO 4 (biežāk saukts par barītu) un vitērīts BaCO3, kas nosaukts pēc angļa Viljama Viteringa (1741...1799), kurš šo minerālu atklāja 1782. gadā. Neliela bārija sāļu koncentrācija ir daudzos minerālūdeņos un jūras ūdenī. Zemais saturs šajā gadījumā ir pluss, nevis mīnuss, jo visi bārija sāļi, izņemot sulfātu, ir indīgi.

Pamatojoties uz minerālu asociācijām, barīta rūdas iedala monominerālajās un kompleksajās. Kompleksie kompleksi tiek iedalīti barīta-sulfīda (satur svina, cinka, dažkārt vara un dzelzs pirīta sulfīdus, retāk Sn, Ni, Au, Ag), barīta-kalcīta (satur līdz 75% kalcītu), dzelzs-barītā (satur) magnetīts, hematīts un augšējās zonās gētīts un hidrogoetīts) un barīts-fluorīts (neskaitot barītu un fluorītu tie parasti satur kvarcu un kalcītu, un cinka, svina, vara un dzīvsudraba sulfīdi dažkārt atrodas nelielu piemaisījumu veidā ).

No praktiskā viedokļa vislielāko interesi rada hidrotermālās vēnu monominerālās, barīta-sulfīda un barīta-fluorīta atradnes. Rūpnieciski nozīmīgi ir arī daži metasomatisku slāņu nogulumi un eluviālie slāņi. Nogulumiežu nogulumi, kas ir tipiski ūdens baseinu ķīmiskie nogulumi, ir reti sastopami un tiem nav būtiskas nozīmes.

Parasti barīta rūdas satur citus noderīgus komponentus (fluorītu, galēnu, sfalerītu, varu, zeltu rūpnieciskā koncentrācijā), tāpēc tos izmanto kombinācijā.

Dabiskais bārijs sastāv no septiņu stabilu izotopu maisījuma: 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba, 138 Ba. Pēdējais ir visizplatītākais (71,66%). Ir zināmi arī bārija radioaktīvie izotopi, no kuriem svarīgākais ir 140 Ba. Tas veidojas urāna, torija un plutonija sabrukšanas rezultātā.

Metālu var iegūt dažādos veidos, jo īpaši ar izkausēta bārija hlorīda un kalcija hlorīda maisījuma elektrolīzi. Ir iespējams iegūt bāriju, reducējot to no tā oksīda, izmantojot aluminotermisko metodi. Lai to izdarītu, viterītu apdedzina ar akmeņoglēm un iegūst bārija oksīdu:

BaCO 3 + C → BaO + 2CO.

Pēc tam BaO maisījumu ar alumīnija pulveri karsē vakuumā līdz 1250°C. Samazināti bārija tvaiki kondensējas aukstajās caurules daļās, kurās notiek reakcija:

3BaO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Ba.

Interesanti, ka aluminotermijas aizdedzes maisījumu sastāvā bieži ir bārija peroksīds BaO 2.

Bārija oksīdu ir grūti iegūt, vienkārši kalcinējot viterītu: viterīts sadalās tikai temperatūrā virs 1800°C. BaO ir vieglāk iegūt, kalcinējot bārija nitrātu Ba(NO 3) 2:

2Ba (NO 3) 2 → 2BaO + 4NO 2 + O 2.

Gan elektrolīze, gan reducēšana ar alumīniju rada mīkstu (cietāku par svinu, bet mīkstāku par cinku) spīdīgu baltu metālu. Tas kūst 710°C, vārās 1638°C, un tā blīvums ir 3,76 g/cm 3 . Tas viss pilnībā atbilst bārija stāvoklim sārmzemju metālu apakšgrupā.

Ir zināmi septiņi bārija dabiskie izotopi. Visizplatītākais no tiem ir bārijs-138; tā ir vairāk nekā 70%.

Bārijs ir ļoti aktīvs. Tas no trieciena pašaizdegas un viegli sadala ūdeni, veidojot šķīstošu bārija oksīda hidrātu:

Ba + 2H 2O → Ba (OH) 2 + H2.

Bārija oksīda hidrāta ūdens šķīdumu sauc par barīta ūdeni. Šo “ūdeni” izmanto analītiskajā ķīmijā, lai noteiktu CO 2 gāzu maisījumos. Bet tas jau no stāsta par bārija savienojumu izmantošanu. Metāliskais bārijs praktiski praktiski neizmanto. To ļoti mazos daudzumos ievada gultņu un apdrukas sakausējumos. Radiolampās izmanto bārija un niķeļa sakausējumu, tīru bāriju izmanto tikai vakuumtehnoloģijā kā geteru (gāzu absorbētāju).

Metāla bāriju iegūst no oksīda, reducējot ar alumīniju vakuumā 1200-1250°C:

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

Bāriju attīra ar vakuumdestilāciju vai zonas kausēšanu.

Bārija titāna sagatavošana. To ir salīdzinoši viegli iegūt. Viterīts BaCO 3 pie 700...800°C reaģē ar titāna dioksīdu TiO 2, rezultāts ir tieši tāds, kāds nepieciešams:

BaCO 3 + TiO 2 → BaTiO 3 + CO 2.

Pamata izlaidums. Metode bārija metāla iegūšanai no BaO ir tā reducēšana ar A1 pulveri: 4BaO + 2A1 -> 3Ba + BaO*A1 2 O 3. Procesu veic reaktorā 1100-1200 °C temperatūrā Ar atmosfērā vai vakuumā (vēlams pēdējais veids). BaO:A1 molārā attiecība ir (1,5-2:1). Reaktoru ievieto krāsnī tā, lai tā “aukstās daļas” temperatūra (tajā tiek kondensēti iegūtie bārija tvaiki) būtu aptuveni 520 ° C. Destilējot vakuumā, bārijs tiek attīrīts līdz piemaisījumu saturam, kas mazāks par 10 ~ 4% no svara, un, izmantojot zonas kausēšanu - līdz 10 ~ 6%.

Nelielus bārija daudzumus iegūst arī, reducējot BaBeO 2 [sintezēts, sapludinot Ba(OH) 2 un Be(OH) 2 ] 1300°C temperatūrā ar titānu, kā arī sadaloties 120°C temperatūrā Ba( N 3) 2, kas veidojas bārija sāļu apmaiņas laikā ar NaN 3.

Ba acetāts (OOСSN 3), - bezkrāsains. kristāli; m.p. 490°C (ar sadalīšanos); blīvs 2,47 g/cm3; sol. ūdenī (58,8 g uz 100 g 0 ° C temperatūrā). Zem 25 °C no ūdens šķīdumiem kristalizējas trihidrāts, 25-41 °C - monohidrāts, virs 41 °C - bezūdens sāls. Saņemt mijiedarbību. Ba(OH)2, BaCO3 vai BaS ar CH3CO2H Izmanto kā kodinātāju, krāsojot vilnu un kalikonu.

Manganāts(VI) BaMnO 4 - zaļi kristāli; nesadalās līdz 1000°C. Iegūst, kalcinējot Ba(NO 3) 2 maisījumu ar MnO 2. Pigments (Cassel vai mangāna zaļš), ko parasti izmanto fresku apgleznošanai.

Hromāts(VI) BaСrO 4 - dzelteni kristāli; m.p. 1380°C; - 1366,8 kJ/mol; sol. ne-org. k-tah, nevis sol. ūdenī. Saņemt mijiedarbību. Ba(OH) 2 vai BaS ūdens šķīdumi ar sārmu metālu hromātiem (VI). Pigments (barītdzeltens) keramikai. MPC 0,01 mg/m 3 (pēc Cr0 3). Pirkonāts BaZrO 3 - bezkrāsains. kristāli; m.p. ~269°C; - 1762 kJ/mol; sol. ūdenī un sārmu un NH 4 HCO 3 ūdens šķīdumos, sadalās ar spēcīgu inorg. to-tami. Saņemt mijiedarbību. ZrO 2 ar BaO, Ba(OH) 2 vai BaCO 3 karsējot. Ba cirkonāts, kas sajaukts ar BaTiO 3, ir pjezoelektrisks.

Bromīds BaBr 2 - balti kristāli; m.p. 847°C; blīvs 4,79 g/cm3; -757 kJ/mol; nu sol. ūdenī, metanolā, sliktāk - etanolā. Dihidrāts kristalizējas no ūdens šķīdumiem, pārvēršoties monohidrātā pie 75°C, par bezūdens sāli - virs 100°C ūdens šķīdumos, mijiedarbība. ar gaisa CO 2 un O 2, veidojot BaCO 3 un Br 2. Iegūstiet BaBr 2 mijiedarbību. Ba(OH) 2 vai BaCO 3 ūdens šķīdumi ar bromūdeņražskābi.

Jodīds BaI 2 - bezkrāsains. kristāli; m.p. 740°C (ar sadalīšanos); blīvs 5,15 g/cm3; . -607 kJ/mol; nu sol. ūdenī un etanolā. No karstā ūdens šķīdumiem kristalizējas dihidrāts (dehidrējas 150°C temperatūrā), zem 30°C - heksahidrāts. Iegūstiet BaI 2 mijiedarbību. Ba(OH) 2 vai BaCO 3 ūdens šķīdumi ar jodūdeņradi.

Bārijs ir sudrabaini balts kaļams metāls. Ja sit strauji, tas saplīst. Ir divas bārija alotropās modifikācijas: α-Ba ar kubisku ķermeni centrētu režģi (parametrs a = 0,501 nm) ir stabils līdz 375 °C β-Ba ir stabils virs tā.

Cietība pēc mineraloģijas skalas 1,25; Mosa skala 2.

Uzglabājiet bārija metālu petrolejā vai zem parafīna slāņa.

Bārijs ir sārmzemju metāls. Tas intensīvi oksidējas gaisā, veidojot bārija oksīdu BaO un bārija nitrīdu Ba 3 N 2, un ar nelielu karsēšanu aizdegas. Spēcīgi reaģē ar ūdeni, veidojot bārija hidroksīdu Ba(OH) 2:

Ba + 2H 2O = Ba(OH)2 + H2

Aktīvi mijiedarbojas ar atšķaidītām skābēm. Daudzi bārija sāļi ūdenī nešķīst vai nedaudz šķīst: bārija sulfāts BaSO 4, bārija sulfīts BaSO 3, bārija karbonāts BaCO 3, bārija fosfāts Ba 3 (PO 4) 2. Bārija sulfīds BaS atšķirībā no kalcija sulfīda CaS labi šķīst ūdenī.

Daba Kopš maija bārijs sastāv no septiņiem stabiliem izotopiem. 130., 132., 134.-137. un 138. daļa (71,66%). Termiskā neitronu uztveršanas šķērsgriezums ir 1,17-10 28 m 2. Ārējā konfigurācija elektronu apvalks 6s 2 ; oksidācijas pakāpe + 2, reti + 1; jonizācijas enerģija Ba°->Ba + ->Ba 2+ resp. 5,21140 un 10,0040 eV; Paulinga elektronegativitāte 0,9; atoma rādiuss 0,221 nm, jonu rādiuss Ba 2+ 0,149 nm (koordinācijas numurs 6).

Viegli reaģē ar halogēniem, veidojot halogenīdus.

Sildot ar ūdeņradi, tas veido bārija hidrīdu BaH 2, kas savukārt veido Li kompleksu ar litija hidrīdu LiH.

Reaģē, karsējot ar amonjaku:

6Ba + 2NH3 = 3BaH2 + Ba3N2

Karsējot, bārija nitrīds Ba 3 N 2 reaģē ar CO, veidojot cianīdu:

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

Ar šķidru amonjaku iegūst tumši zilu šķīdumu, no kura var izdalīt amonjaku, kuram ir zeltains spīdums un kas viegli sadalās, izdalot NH3. Platīna katalizatora klātbūtnē amonjaks sadalās, veidojot bārija amīdu:

Ba(NH2)2 + 4NH3 + H2

Bārija karbīdu BaC 2 var iegūt, karsējot BaO ar akmeņoglēm loka krāsnī.

Ar fosforu tas veido fosfīdu Ba 3 P 2 .

Bārijs reducē daudzu metālu oksīdus, halogenīdus un sulfīdus līdz attiecīgajiem metāliem.

Bārija sakausējums ar A1 (Alba sakausējums, 56% Ba) ir getteru (gāzu absorbētāju) pamatā. Lai iegūtu pašu geteru, ar augstfrekvences karsēšanu ierīces evakuētā kolbā tiek iztvaicēts bārijs no sakausējuma, kā rezultātā uz kolbas aukstajām daļām veidojas tā sauktais bārijs. bārija spogulis (vai difūzs pārklājums iztvaikošanas laikā slāpekļa vidē). Lielākajā daļā termisko katodu aktīvā daļa ir BaO. Bāriju izmanto arī kā Cu un Pb deoksidējošu līdzekli un kā piedevu pretberzes līdzekļiem. sakausējumi, melnie un krāsainie metāli, kā arī sakausējumi, no kuriem tiek izgatavoti drukas fonti, lai palielinātu to cietību. Bārija sakausējumi ar Ni tiek izmantoti aizdedzes sveču elektrodu ražošanai iekšējos dzinējos. degšanas un radiolampās. 140 Va (T 1/2 12,8 dienas) ir izotopu indikators, ko izmanto bārija savienojumu pētījumos.

Bārija metāls, kas bieži ir leģēts ar alumīniju, tiek izmantots kā geters augsta vakuuma elektroniskajās ierīcēs.

Bāriju kopā ar cirkoniju pievieno šķidriem metālu dzesēšanas šķidrumiem (nātrija, kālija, rubīdija, litija, cēzija sakausējumiem), lai samazinātu pēdējo agresivitāti cauruļvados un metalurģijā.

Bārija fluorīdu monokristālu veidā izmanto optikā (lēcas, prizmas).

Bārija peroksīdu izmanto pirotehnikā un kā oksidētāju. Bārija nitrātu un bārija hlorātu izmanto pirotehnikā liesmu krāsošanai (zaļā uguns).

Bārija hromātu izmanto ūdeņraža un skābekļa ražošanā ar termoķīmisko metodi (Oak Ridge cikls, ASV).

Bārija oksīdu kopā ar vara un retzemju metālu oksīdiem izmanto supravadošas keramikas sintezēšanai, kas darbojas šķidrā slāpekļa temperatūrā un augstāk.

Bārija oksīdu izmanto īpaša veida stikla kausēšanai - izmanto urāna stieņu pārklāšanai. Vienam no plaši izplatītajiem šādu stiklu veidiem ir šāds sastāvs - (fosfora oksīds - 61%, BaO - 32%, alumīnija oksīds - 1,5%, nātrija oksīds - 5,5%). Bārija fosfātu izmanto arī stikla kausēšanā kodolrūpniecībā.

Bārija fluorīdu izmanto cietvielu fluora baterijās kā fluorīda elektrolīta sastāvdaļu.

Bārija oksīdu izmanto lieljaudas vara oksīda akumulatoros kā aktīvās masas sastāvdaļu (bārija oksīds-vara oksīds).

Bārija sulfātu izmanto kā negatīvu elektrodu aktīvās masas paplašinātāju svina-skābes akumulatoru ražošanā.

Stikla masai pievieno bārija karbonātu BaCO 3, lai palielinātu stikla laušanas koeficientu. Bārija sulfātu izmanto papīra rūpniecībā kā pildvielu; Papīra kvalitāti lielā mērā nosaka tā svars. Barīts BaSO 4 padara papīru smagāku. Šis sāls obligāti ir iekļauts visos dārgajos papīra veidos. Turklāt bārija sulfātu plaši izmanto baltās krāsas litopona ražošanā - bārija sulfīda un cinka sulfāta šķīdumu reakcijas produkts:

BaS + ZnSO 4 → BaSO 4 + ZnS.

Abi sāļi, kas ir balti, izgulsnējas, atstājot šķīdumā tīru ūdeni.

Urbjot dziļas naftas un gāzes akas, kā urbšanas šķidrumu izmanto bārija sulfāta suspensiju ūdenī.

Vēl viens bārija sāls ir svarīgs lietojums. Tas ir bārija titanāts BaTiO 3 - viens no svarīgākajiem feroelektriķiem (feroelektriķi tiek polarizēti paši, bez ārējā lauka ietekmes. Starp dielektriķiem tie izceļas tāpat kā feromagnētiskie materiāli starp vadītājiem. Šādas polarizācijas spēja ir saglabājas tikai noteiktā temperatūrā Polarizētie feroelektriķi atšķiras ar augstāku dielektrisko konstanti), kas tiek uzskatīti par ļoti vērtīgiem elektriskiem materiāliem.

1944. gadā šī klase tika papildināta ar bārija titanātu, kura feroelektriskās īpašības atklāja padomju fiziķis B.M. Vulom. Bārija titanāta īpatnība ir tā, ka tas saglabā feroelektriskās īpašības ļoti plašā temperatūras diapazonā – no tuvu absolūtai nullei līdz +125°C.

Bārijs ir atradis pielietojumu arī medicīnā. Tā sulfāta sāli izmanto kuņģa slimību diagnostikā. BaSO 4 sajauc ar ūdeni un dod pacientam norīšanai. Bārija sulfāts ir necaurredzams rentgena stariem, un tāpēc tās gremošanas trakta daļas, caur kurām iziet “bārija putra”, ekrānā paliek tumšas. Tādā veidā ārsts gūst priekšstatu par kuņģa un zarnu formu un nosaka vietu, kur var rasties čūla.

Bārija ietekme uz cilvēka ķermeni

Iekļūšanas ceļi organismā.
Galvenais bārija iekļūšanas ceļš cilvēka ķermenī ir pārtika. Tādējādi daži jūras iedzīvotāji spēj uzkrāt bāriju no apkārtējā ūdens un koncentrācijās, kas 7-100 (un dažiem jūras augiem līdz pat 1000) reizes pārsniedz tā saturu jūras ūdenī. Daži augi (piemēram, sojas pupiņas un tomāti) arī spēj 2-20 reizes uzkrāt no augsnes bāriju. Tomēr vietās, kur bārija koncentrācija ūdenī ir augsta, dzeramais ūdens var arī veicināt kopējo bārija patēriņu. Bārija uzņemšana no gaisa ir nenozīmīga.

Veselības apdraudējums.
Zinātniskie epidemioloģiskie pētījumi, kas veikti PVO paspārnē, neapstiprināja saistību starp mirstību no sirds un asinsvadu slimībām un bārija līmeni dzeramajā ūdenī. Īstermiņa pētījumos ar brīvprātīgajiem bārija koncentrācijā līdz 10 mg/l kaitīga ietekme uz sirds un asinsvadu sistēmu netika atklāta. Tiesa, eksperimentos ar žurkām, kad tās patērēja ūdeni pat ar zemu bārija saturu, tika novērots sistoliskā asinsspiediena paaugstināšanās. Tas norāda uz iespējamu paaugstināta asinsspiediena risku cilvēkiem, kuri ilgstoši lieto bāriju saturošu ūdeni (USEPA rīcībā ir šādi dati).
USEPA dati arī liecina, ka pat viens dzēriens ūdens, kurā bārija līmenis krietni pārsniedz maksimāli pieļaujamo līmeni, var izraisīt muskuļu vājumu un sāpes vēderā. Taču jāņem vērā, ka ar USEPA kvalitātes standartu noteiktais bārija standarts (2,0 mg/l) ievērojami pārsniedz PVO ieteikto vērtību (0,7 mg/l). Krievijas sanitārie standarti nosaka vēl stingrāku MPC vērtību bārijam ūdenī - 0,1 mg/l. Tehnoloģijas ūdens noņemšanai: jonu apmaiņa, reversā osmoze, elektrodialīze.