ელემენტი 56: ბარიუმი

1. ელემენტარული შესავალიბარიუმი,
ტუტემიწა ლითონი, ქიმიური სიმბოლოთი Ba, პერიოდული ცხრილის მეექვსე პერიოდის IIA ჯგუფში მდებარეობს. ის რბილი, ვერცხლისფერი თეთრი ბზინვარების მქონე ტუტემიწა ლითონია და ტუტემიწა ლითონებს შორის ყველაზე აქტიური ელემენტია. ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან βήτα αλφα ρύς (ბარის), რაც „მძიმეს“ ნიშნავს.

2. მოკლე ისტორიის აღმოჩენა
ტუტემიწა ლითონების სულფიდები ავლენენ ფოსფორესცენციას, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი სინათლეზე ზემოქმედების შემდეგაც კი გარკვეული პერიოდის განმავლობაში სიბნელეში აგრძელებენ სინათლის გამოსხივებას. ბარიუმის ნაერთებმა ხალხის ყურადღება სწორედ ამ მახასიათებლის გამო მიიპყრო. 1602 წელს, იტალიის ქალაქ ბოლონიაში, ფეხსაცმლის მწარმოებელმა, სახელად კასიო ლაურომ, ბარიუმის სულფატის შემცველი ბარიტი აალებადი ნივთიერებებთან ერთად შეწვა და აღმოაჩინა, რომ მას შეეძლო სიბნელეში სინათლის გამოსხივება, რამაც იმ დროს მეცნიერების ინტერესი გამოიწვია. მოგვიანებით, ამ ტიპის ქვას პოლონიტი ეწოდა და ევროპელი ქიმიკოსების ინტერესი გამოიწვია ანალიტიკური კვლევების მიმართ. 1774 წელს შვედმა ქიმიკოსმა კ.ვ. შეელმა აღმოაჩინა, რომ ბარიუმის ოქსიდი შედარებით მძიმე ახალი ნიადაგი იყო, რომელსაც მან „ბარიტა“ (მძიმე ნიადაგი) უწოდა. 1774 წელს შელერმა მიიჩნია, რომ ეს ქვა ახალი ნიადაგის (ოქსიდის) და გოგირდმჟავას კომბინაცია იყო. 1776 წელს მან ამ ახალ ნიადაგში არსებული ნიტრატი გააცხელა სუფთა ნიადაგის (ოქსიდის) მისაღებად. 1808 წელს ბრიტანელმა ქიმიკოსმა ჰ. დეივიმ კათოდად გამოიყენა ვერცხლისწყალი, ხოლო ანოდად - პლატინა ბარიტის (BaSO4) ელექტროლიზისთვის, ბარიუმის ამალგამის მისაღებად. ვერცხლისწყლის მოსაშორებლად დისტილაციის შემდეგ მიიღეს დაბალი სისუფთავის ლითონი, რომელსაც სახელი ბერძნული სიტყვიდან „ბარისი“ (მძიმე) ეწოდა. ელემენტის სიმბოლოა Ba, რომელსაც ეწოდებაბარიუმი.

3, ფიზიკური თვისებები
ბარიუმიარის ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, რომლის დნობის წერტილია 725°C, დუღილის წერტილი - 1846°C, სიმკვრივე - 3.51გ/სმ3 და პლასტიურობა. ბარიუმის ძირითადი მადნებია ბარიტი და არსენოპირიტი.

4,ბარიუმიქიმიური ელემენტია, რომელსაც ქიმიური თვისებები აქვს.
ქიმიური სიმბოლო Ba, ატომური ნომერი 56, მიეკუთვნება პერიოდულ სისტემა IIA ჯგუფს და ტუტემიწა ლითონების ჯგუფს. ბარიუმს აქვს დიდი ქიმიური აქტივობა და ყველაზე აქტიურია ტუტემიწა ლითონებს შორის. პოტენციალისა და იონიზაციის ენერგიის მიხედვით ჩანს, რომ ბარიუმს აქვს ძლიერი აღდგენითობა. სინამდვილეში, თუ მხოლოდ პირველი ელექტრონის დაკარგვას გავითვალისწინებთ, ბარიუმს ყველაზე ძლიერი აღდგენითობა აქვს წყალში. თუმცა, ბარიუმისთვის შედარებით რთულია მეორე ელექტრონის დაკარგვა. ამიტომ, ყველა ფაქტორის გათვალისწინებით, ბარიუმის აღდგენითობა მნიშვნელოვნად შემცირდება. მიუხედავად ამისა, ის ასევე ერთ-ერთი ყველაზე რეაქტიული ლითონია მჟავე ხსნარებში, მეორე ადგილზე მხოლოდ ლითიუმის, ცეზიუმის, რუბიდიუმის და კალიუმის შემდეგ.

5. ძირითადი ნაერთები
1). ბარიუმის ოქსიდი ჰაერში ნელა იჟანგება და წარმოქმნის ბარიუმის ოქსიდს, რომელიც უფერო კუბურ კრისტალს წარმოადგენს. ხსნადია მჟავაში, უხსნადია აცეტონსა და ამიაკის წყალში. რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდროქსიდს, რომელიც ტოქსიკურია. წვისას ის გამოყოფს მწვანე ალს და წარმოქმნის ბარიუმის ზეჟანგს.
2). ბარიუმის ზეჟანგი რეაგირებს გოგირდმჟავასთან წყალბადის ზეჟანგის წარმოსაქმნელად. ეს რეაქცია ეფუძნება წყალბადის ზეჟანგის ლაბორატორიაში მიღების პრინციპს.
3). ბარიუმის ჰიდროქსიდი წყალთან რეაგირებს ბარიუმის ჰიდროქსიდის და წყალბადის აირის წარმოქმნით. ბარიუმის ჰიდროქსიდის დაბალი ხსნადობისა და მისი მაღალი სუბლიმაციის ენერგიის გამო, რეაქცია ისეთი ინტენსიური არ არის, როგორც ტუტე ლითონების შემთხვევაში, და შედეგად მიღებული ბარიუმის ჰიდროქსიდი ხედვას დაფარავს. ხსნარში შეჰყავთ ნახშირორჟანგის მცირე რაოდენობა ბარიუმის კარბონატის ნალექის წარმოსაქმნელად, ხოლო ჭარბი ნახშირორჟანგი დამატებით შეჰყავთ ბარიუმის კარბონატის ნალექის გასახსნელად და ხსნადი ბარიუმის ბიკარბონატის წარმოსაქმნელად.
4). ამინობარიუმს შეუძლია გახსნას თხევად ამიაკში, წარმოქმნას ლურჯი ხსნარი პარამაგნეტიზმითა და გამტარობით, რომელიც არსებითად წარმოქმნის ამიაკის ელექტრონებს. ხანგრძლივი შენახვის შემდეგ, ამიაკში წყალბადი აღდგება წყალბადის აირად ამიაკის ელექტრონებით და საერთო რეაქცია არის ბარიუმის რეაქცია თხევად ამიაკთან, ამინობარიუმის და წყალბადის აირის წარმოქმნით.
5). ბარიუმის სულფიტი არის თეთრი კრისტალი ან ფხვნილი, ტოქსიკური, წყალში ოდნავ ხსნადი და ჰაერზე მოთავსებისას თანდათან იჟანგება ბარიუმის სულფატად. იხსნება არაჟანგვით ძლიერ მჟავებში, როგორიცაა მარილმჟავა, რათა წარმოიქმნას გოგირდის დიოქსიდის აირი მძაფრი სუნით. როდესაც შეხვდებით დამჟანგავ მჟავებს, როგორიცაა განზავებული აზოტმჟავა, ის შეიძლება გარდაიქმნას ბარიუმის სულფატად.
6). ბარიუმის სულფატს აქვს სტაბილური ქიმიური თვისებები და წყალში გახსნილი ბარიუმის სულფატის ნაწილი მთლიანად იონიზებულია, რაც მას ძლიერ ელექტროლიტად აქცევს. ბარიუმის სულფატი უხსნადია განზავებულ აზოტმჟავაში. ძირითადად გამოიყენება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის კონტრასტული საშუალების სახით.
ბარიუმის კარბონატი ტოქსიკურია და თითქმის უხსნადია ცივ წყალში. ოდნავ ხსნადია ნახშირორჟანგის შემცველ წყალში და ხსნადია განზავებულ მარილმჟავაში. ის რეაგირებს ნატრიუმის სულფატთან და წარმოქმნის ბარიუმის სულფატის უფრო უხსნად თეთრ ნალექს - წყალხსნარში ნალექებს შორის გარდაქმნის ტენდენცია: მისი გარდაქმნა უფრო უხსნადი მიმართულებით ადვილია.

6, გამოყენების სფეროები
1. იგი გამოიყენება სამრეწველო მიზნებისთვის ბარიუმის მარილების, შენადნობების, ფეიერვერკების, ბირთვული რეაქტორების და ა.შ. წარმოებაში. ის ასევე შესანიშნავი დეოქსიდატორია სპილენძის რაფინირებისთვის. ფართოდ გამოიყენება შენადნობებში, მათ შორის ტყვიის, კალციუმის, მაგნიუმის, ნატრიუმის, ლითიუმის, ალუმინის და ნიკელის შენადნობებში. ლითონის ბარიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დეგაზაციის აგენტი ვაკუუმური მილებიდან და კათოდური სხივების მილებიდან კვალი აირების მოსაშორებლად, ასევე დეგაზაციის აგენტი ლითონების რაფინირებისთვის. ბარიუმის ნიტრატი, შერეული კალიუმის ქლორატთან, მაგნიუმის ფხვნილთან და როზინთან, შეიძლება გამოყენებულ იქნას სიგნალის აფეთქებების და ფეიერვერკების დასამზადებლად. ხსნადი ბარიუმის ნაერთები, როგორიცაა ბარიუმის ქლორიდი, ხშირად გამოიყენება როგორც ინსექტიციდები სხვადასხვა მცენარეული მავნებლების კონტროლისთვის. ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარილწყლისა და ქვაბის წყლის რაფინირებისთვის ელექტროლიტური კაუსტიკური სოდის წარმოებისთვის. ასევე გამოიყენება პიგმენტების მოსამზადებლად. ტექსტილისა და ტყავის მრეწველობა იყენებს მას, როგორც დამამშვიდებელ და ხელოვნური აბრეშუმის შესაწებებელ აგენტს.
2. სამედიცინო დანიშნულების ბარიუმის სულფატი არის დამხმარე მედიკამენტი რენტგენოლოგიური გამოკვლევისთვის. უსუნო და უგემო თეთრი ფხვნილი, ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია დადებითი კონტრასტის უზრუნველყოფა ორგანიზმში რენტგენოლოგიური გამოკვლევის დროს. სამედიცინო ბარიუმის სულფატი არ შეიწოვება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში და არ იწვევს ალერგიულ რეაქციებს. ის არ შეიცავს ხსნად ბარიუმის ნაერთებს, როგორიცაა ბარიუმის ქლორიდი, ბარიუმის სულფიდი და ბარიუმის კარბონატი. ძირითადად გამოიყენება კუჭ-ნაწლავის ვიზუალიზაციისთვის, ზოგჯერ გამოიყენება გამოკვლევის სხვა მიზნებისთვის.

7, მომზადების მეთოდი
სამრეწველო წარმოებამეტალის ბარიუმიდაყოფილია ორ ეტაპად: ბარიუმის ოქსიდის წარმოება და ლითონის თერმული აღდგენა (ალუმინის თერმული აღდგენა). 1000-1200 ℃-ზე,მეტალის ბარიუმიშეიძლება მიღებულ იქნას ბარიუმის ოქსიდის მეტალის ალუმინთან აღდგენით და შემდეგ ვაკუუმური დისტილაციით გაწმენდით. ალუმინის თერმული აღდგენის მეთოდი მეტალის ბარიუმის წარმოებისთვის: ინგრედიენტების განსხვავებული თანაფარდობის გამო, ბარიუმის ოქსიდის ალუმინის აღდგენისთვის შეიძლება არსებობდეს ორი რეაქცია. რეაქციის განტოლებაა: ორივე რეაქციას შეუძლია ბარიუმის მხოლოდ მცირე რაოდენობის წარმოება 1000-1200 ℃ ტემპერატურაზე. ამიტომ, რეაქციის გასაგრძელებლად მარჯვნივ გადაადგილების მიზნით, ბარიუმის ორთქლის უწყვეტი გადასატანად უნდა იქნას გამოყენებული ვაკუუმური ტუმბო. რეაქციის შემდეგ ნარჩენები ტოქსიკურია და განადგურებამდე დამუშავებას საჭიროებს.