Elemento 56: Bario

1、 Introduzione elementareBario,
L'elemento metallo alcalino terroso, con simbolo chimico Ba, si trova nel Gruppo IIA del sesto periodo della tavola periodica. È un metallo alcalino terroso morbido, bianco argentato e l'elemento più attivo nei metalli alcalino terrosi. Il nome dell'elemento deriva dalla parola greca beta alpha ρύς (barys), che significa "pesante".

2、 Alla scoperta di una breve storia
I solfuri dei metalli alcalino terrosi mostrano fosforescenza, nel senso che continuano a emettere luce per un periodo di tempo al buio dopo essere stati esposti alla luce. I composti del bario iniziarono ad attirare l'attenzione della gente proprio per questa caratteristica. Nel 1602, un calzolaio di nome Casio Lauro della città di Bologna, in Italia, fece arrostire una barite contenente solfato di bario insieme a sostanze infiammabili e scoprì che poteva emettere luce nell'oscurità, cosa che suscitò l'interesse degli studiosi dell'epoca. Successivamente, questo tipo di pietra fu chiamata polonite e suscitò l'interesse dei chimici europei per la ricerca analitica. Nel 1774, il chimico svedese CW Scheele scoprì che l'ossido di bario era un nuovo terreno relativamente pesante, che chiamò “Baryta” (terreno pesante). Nel 1774 Scheler credeva che questa pietra fosse una combinazione di nuovo terreno (ossido) e acido solforico. Nel 1776 riscaldò il nitrato di questo nuovo terreno per ottenere terreno puro (ossido). Nel 1808, il chimico britannico H. Davy usò il mercurio come catodo e il platino come anodo per elettrolizzare la barite (BaSO4) per produrre l'amalgama di bario. Dopo la distillazione per eliminare il mercurio, si otteneva un metallo di bassa purezza che prende il nome dalla parola greca barys (pesante). Il simbolo dell'elemento è impostato come Ba, che viene chiamatobario.

3、 Proprietà fisiche
Barioè un metallo bianco argento con un punto di fusione di 725 ° C, punto di ebollizione di 1846 ° C, densità di 3,51 g/cm3 e duttilità. I principali minerali del bario sono la barite e l'arsenopirite.

4、Barioè un elemento chimico con proprietà chimiche.
Il simbolo chimico Ba, numero atomico 56, appartiene al gruppo del sistema periodico IIA ed è un membro dei metalli alcalino terrosi. Il bario ha una grande attività chimica ed è il più attivo tra i metalli alcalino terrosi. Dall'energia potenziale e di ionizzazione si può vedere che il bario ha una forte riducibilità. Infatti, se si considera solo la perdita del primo elettrone, il bario ha la più forte riducibilità in acqua. Tuttavia, è relativamente difficile per il bario perdere il secondo elettrone. Pertanto, considerando tutti i fattori, la riducibilità del bario diminuirà in modo significativo. Tuttavia è anche uno dei metalli più reattivi nelle soluzioni acide, secondo solo a litio, cesio, rubidio e potassio.

5.Composti principali
1). L'ossido di bario si ossida lentamente nell'aria per formare ossido di bario, che è un cristallo cubico incolore. Solubile in acido, insolubile in acetone e acqua ammoniacale. Reagisce con l'acqua per formare idrossido di bario, che è tossico. Quando brucia, emette una fiamma verde e genera perossido di bario.
2). Il perossido di bario reagisce con l'acido solforico per produrre perossido di idrogeno. Questa reazione si basa sul principio della preparazione del perossido di idrogeno in laboratorio.
3). L'idrossido di bario reagisce con l'acqua per produrre idrossido di bario e gas idrogeno. A causa della bassa solubilità dell'idrossido di bario e della sua elevata energia di sublimazione, la reazione non è intensa come quella dei metalli alcalini e l'idrossido di bario risultante oscurerà la vista. Una piccola quantità di anidride carbonica viene introdotta nella soluzione per formare un precipitato di carbonato di bario, e l'anidride carbonica in eccesso viene ulteriormente introdotta per dissolvere il precipitato di carbonato di bario e generare bicarbonato di bario solubile.
4). L'ammino bario può dissolversi nell'ammoniaca liquida, generando una soluzione blu con paramagnetismo e conduttività, che forma essenzialmente elettroni di ammoniaca. Dopo un lungo periodo di stoccaggio, l'idrogeno nell'ammoniaca verrà ridotto in gas idrogeno dagli elettroni di ammoniaca e la reazione totale prevede che il bario reagisca con l'ammoniaca liquida per produrre ammino bario e gas idrogeno.
5). Il solfito di bario è un cristallo bianco o una polvere, tossico, leggermente solubile in acqua e gradualmente ossidato in solfato di bario quando posto nell'aria. Sciogliere in acidi forti non ossidanti come l'acido cloridrico per generare anidride solforosa gassosa con un odore pungente. Quando incontra acidi ossidanti come l'acido nitrico diluito, può essere convertito in solfato di bario.
6). Il solfato di bario ha proprietà chimiche stabili e la porzione di solfato di bario disciolta in acqua è completamente ionizzata, rendendolo un forte elettrolita. Il solfato di bario è insolubile nell'acido nitrico diluito. Utilizzato principalmente come agente di contrasto gastrointestinale.
Il carbonato di bario è tossico e quasi insolubile in acqua fredda. Leggermente solubile in acqua contenente anidride carbonica e solubile in acido cloridrico diluito. Reagisce con il solfato di sodio per produrre un precipitato bianco più insolubile di solfato di bario - la tendenza di conversione tra precipitati in soluzione acquosa: è facile da convertire verso una direzione più insolubile.

6、 Campi di applicazione
1. Viene utilizzato per scopi industriali nella produzione di sali di bario, leghe, fuochi d'artificio, reattori nucleari, ecc. È anche un ottimo disossidante per la raffinazione del rame. Ampiamente usato nelle leghe, comprese le leghe di piombo, calcio, magnesio, sodio, litio, alluminio e nichel. Il bario metallico può essere utilizzato come agente degasante per rimuovere gas in tracce dai tubi a vuoto e dai tubi a raggi catodici, nonché come agente degasante per la raffinazione dei metalli. Il nitrato di bario mescolato con clorato di potassio, polvere di magnesio e colofonia può essere utilizzato per produrre razzi di segnalazione e fuochi d'artificio. I composti solubili del bario sono comunemente usati come insetticidi, come il cloruro di bario, per controllare vari parassiti delle piante. Può essere utilizzato anche per raffinare la salamoia e l'acqua di caldaia per la produzione di soda caustica elettrolitica. Utilizzato anche per la preparazione dei pigmenti. L'industria tessile e quella del cuoio lo utilizzano come mordente e opacizzante per la seta artificiale.
2. Il solfato di bario per uso medico è un farmaco ausiliario per l'esame a raggi X. Polvere bianca inodore e insapore, una sostanza che può fornire un contrasto positivo nel corpo durante l'esame radiografico. Il solfato di bario medico non viene assorbito nel tratto gastrointestinale e non provoca reazioni allergiche. Non contiene composti solubili del bario come cloruro di bario, solfuro di bario e carbonato di bario. Utilizzato principalmente per l'imaging gastrointestinale, occasionalmente utilizzato per altri scopi di esame

7、 Metodo di preparazione
La produzione industriale dibario metallicoè diviso in due fasi: la produzione di ossido di bario e la riduzione termica del metallo (riduzione termica dell'alluminio). A 1000-1200 ℃,bario metallicopuò essere ottenuto riducendo l'ossido di bario con alluminio metallico e quindi purificato mediante distillazione sotto vuoto. Metodo di riduzione termica dell'alluminio per la produzione di bario metallico: a causa dei diversi rapporti degli ingredienti, potrebbero esserci due reazioni per la riduzione dell'alluminio dell'ossido di bario. L'equazione di reazione è: entrambe le reazioni possono produrre solo una piccola quantità di bario a 1000-1200 ℃. Pertanto, è necessario utilizzare una pompa a vuoto per trasferire continuamente il vapore di bario dalla zona di reazione alla zona di condensazione fredda affinché la reazione possa continuare a spostarsi verso destra. Il residuo dopo la reazione è tossico e deve essere trattato prima dello smaltimento