Вход
Регистрация Зарегистрируйтесь, чтобы получить расширенные возможности...

Барий

Ба́рий (лат. Baryum), Ва (читается «барий»), химический элемент с атомным номером 56, атомная масса 137,327. Расположен в шестом периоде в группе IIА периодической системы. Относится к щелочноземельным элементам. Природный барий состоит из семи стабильных изотопов с массовыми числами 130 (0,101%), 132 (0,097%), 134 (2,42%), 135 (6,59%), 136 (7,81%), 137 (11,32%) и 138 (71,66%). Конфигурация внешнего электронного слоя 6s2. Степень окисления +2 (валентность II). Радиус атома 0,221 нм, радиус иона Ва2+ 0,138 нм. Энергии последовательной ионизации равны 5,212, 10,004 и 35,844 эВ. Электроотрицательность по Полингу 0,9.
Редактировать

История открытия

Название элемента происходит от греческого «барис» — тяжелый. В 1602 один болонский ремесленник обратил внимание на тяжелый минерал барит BaSO4 (плотность 4,50 кг/дм3). В 1774 швед К. Шееле, прокаливая барит, получил оксид ВаО. Только в 1808 англичанин Г. Дэви использовал электролиз для восстановления активных металлов из расплавов их солей.
Редактировать

Распространенность в природе

Содержание в земной коре 0,065%. Важнейшие минералы — барит и витерит ВаСО3.
Редактировать

Получение

Основное сырье для получения бария и его соединений — баритовый концентрат (80-95% BaSO4). Его нагревают в насыщенном растворе соды Na2CO3:
BaSO4 + Na2CO3 = ВаCO3 + Na2SO4Осадок растворимого в кислотах карбоната бария перерабатывают далее.
Основной промышленный метод получения металлического бария — восстановление его порошком алюминия при 1000-1200 °C:
4ВаО + 2Аl = 3Ва + ВаOАl2О3
Восстановлением барита каменным углем или коксом при нагревании получают BaS:
BaSO4 + 4С = BaS + 4СО
Образующийся растворимый в воде сульфид бария, перерабатывают на другие соединения бария, Ba(OH)2, ВаCO3, Ва(NO3)2.
Редактировать

Физические и химические свойства

Барий — серебристо-белый ковкий металл, кристаллическая решетка — кубическая, объемно центрированная, а = 0,501 нм. При температуре 375 °C переходит в β-модификацию. Температура плавления 727 °C, кипения 1637 °C, плотность 3,780 г/см3. Стандартный электродный потенциал Ва2+/Ва равен –2,906 В.
Имеет высокую химическую активность. Интенсивно окисляется на воздухе, образуя пленку, содержащую оксид бария ВаО, пероксид ВаО2.
Энергично реагирует с водой:
Ва + 2Н2О = Ва(ОН)2 + Н2
При нагревании взаимодействует с азотом с образованием нитрида Ва3N2:
Ba + N2= Ba3N2В токе водорода при нагревании барий образует гидрид ВаН2. С углеродом барий образует карбид ВаС2. С галогенами барий образует галогениды:
Ва + Сl2 = ВаСl2,
Возможно взаимодействие с серой и другими неметаллами.
BaO — основный оксид. Он реагирует с водой с образованием гидроксида бария:
ВаО + Н2О = Ва(ОН)2
При взаимодействии с кислотными оксидами BaO образует соли:
ВаО +СО2 = ВаСО3
Основный гидроксид Ва(ОН)2 немного растворим в воде, обладает щелочными свойствами.
Ионы Ва2+ бесцветны. Хлорид, бромид, иодид, нитрат бария хорошо растворимы в воде. Нерастворимы карбонат, сульфат, средний ортофосфат бария. Сульфат бария BaSO4 нерастворим в воде и кислотах. Поэтому образование белого творожистого осадка BaSO4 является качественной реакцией на ионы Ва2+ и сульфат-ионы.
BaSO4 растворяется в горячем растворе концентрированной Н2SO4, образуя кислый сульфат:
BaSO42SO4 = 2Ba(НSO4)2
Ионы Ва2+ окрашивают пламя в желто-зеленый цвет.
Редактировать

Применение

Сплав Ba с Al — основа геттеров (газопоглотителей). BaSO4 — компонент белых красок, его добавляют при выделке некоторых сортов бумаги, используют при выплавке алюминия, в медицине — для рентгеновского обследования.
Соединения бария используют в стеклопроизводстве, при изготовлении сигнальных ракет.
Титанат бария BaTiO3 — компонент пьезоэлементов, малогабаритных конденсаторов, используется в лазерной технике.
Редактировать

Физиологическое действие

Соединения бария токсичны, ПДК в воздухе 0,5 мг/м3.
Редактировать

Дополнительная литература

  • Ахметов Т. Г. Химия и технология соединений бария. М., 1974.
  • Фрумина Н. С., Горюнова Н. Н., Еременко С. Н. Аналитическая химия бария. М., 1977.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика