ელემენტი 56: ბარიუმი

1, ელემენტარული შესავალიბარიუმი,
ტუტე დედამიწის ლითონის ელემენტი, ქიმიური სიმბოლოთი Ba, მდებარეობს პერიოდული ცხრილის მეექვსე პერიოდის IIA ჯგუფში. ეს არის რბილი, ვერცხლისფერი თეთრი ბრწყინვალების ტუტე მიწის ლითონი და ყველაზე აქტიური ელემენტი დედამიწის ტუტე ლითონებში. ელემენტის სახელი მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან beta alpha ρύς (barys), რაც ნიშნავს "მძიმეს".

2, მოკლე ისტორიის აღმოჩენა
დედამიწის ტუტე ლითონების სულფიდები ავლენენ ფოსფორესცენციას, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი განაგრძობენ სინათლის გამოსხივებას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში სიბნელეში, სინათლის ზემოქმედების შემდეგ. ბარიუმის ნაერთებმა დაიწყეს ხალხის ყურადღების მიქცევა სწორედ ამ მახასიათებლის გამო. 1602 წელს, ფეხსაცმლის მწარმოებელმა, სახელად კასიო ლაურომ, ქალაქ ბოლონიაში, იტალიაში, გამოწვა ბარიუმის სულფატის შემცველი ბარიტი აალებადი ნივთიერებებით და აღმოაჩინა, რომ მას შეეძლო სიბნელეში შუქის გამოსხივება, რამაც გამოიწვია იმდროინდელი მეცნიერების ინტერესი. მოგვიანებით ამ ტიპის ქვას პოლონიტი ეწოდა და ევროპელი ქიმიკოსების ინტერესი გამოიწვია ანალიტიკური კვლევების მიმართ. 1774 წელს შვედმა ქიმიკოსმა CW Scheele-მ აღმოაჩინა, რომ ბარიუმის ოქსიდი იყო შედარებით მძიმე ახალი ნიადაგი, რომელსაც მან უწოდა "ბარიტა" (მძიმე ნიადაგი). 1774 წელს შელერს სჯეროდა, რომ ეს ქვა იყო ახალი ნიადაგის (ოქსიდის) და გოგირდის მჟავის კომბინაცია. 1776 წელს მან გაათბო ნიტრატი ამ ახალ ნიადაგში სუფთა ნიადაგის (ოქსიდის) მისაღებად. 1808 წელს ბრიტანელმა ქიმიკოსმა ჰ. დევიმ გამოიყენა ვერცხლისწყალი კათოდად და პლატინა, როგორც ანოდად ბარიტის (BaSO4) ელექტროლიზისთვის ბარიუმის ამალგამის წარმოებისთვის. ვერცხლისწყლის მოსაშორებლად დისტილაციის შემდეგ მიიღეს დაბალი სისუფთავის ლითონი და დაარქვეს ბერძნული სიტყვის barys (მძიმე). ელემენტის სიმბოლო დაყენებულია როგორც Ba, რომელსაც ე.წბარიუმი.

3, ფიზიკური თვისებები
ბარიუმიარის ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი დნობის წერტილით 725°C, დუღილის წერტილი 1846°C, სიმკვრივე 3,51გ/სმ3 და დნობა. ბარიუმის ძირითადი საბადოებია ბარიტი და არსენოპირიტი.

4,ბარიუმიქიმიური თვისებების მქონე ქიმიური ელემენტია.
ქიმიური სიმბოლო Ba, ატომური ნომერი 56, მიეკუთვნება პერიოდული სისტემის IIA ჯგუფს და წარმოადგენს ტუტე დედამიწის ლითონებს. ბარიუმს აქვს დიდი ქიმიური აქტივობა და ყველაზე აქტიურია დედამიწის ტუტე ლითონებს შორის. პოტენციური და იონიზაციის ენერგიიდან ჩანს, რომ ბარიუმს აქვს ძლიერი შემცირების უნარი. სინამდვილეში, თუ მხოლოდ პირველი ელექტრონის დაკარგვის გათვალისწინებით, ბარიუმს აქვს წყალში ყველაზე ძლიერი შემცირების უნარი. თუმცა, შედარებით რთულია ბარიუმისთვის მეორე ელექტრონის დაკარგვა. ამიტომ, ყველა ფაქტორის გათვალისწინებით, ბარიუმის შემცირება მნიშვნელოვნად შემცირდება. მიუხედავად ამისა, ის ასევე არის ერთ-ერთი ყველაზე რეაქტიული ლითონი მჟავე ხსნარებში, მეორე ადგილზე ლითიუმის, ცეზიუმის, რუბიდიუმის და კალიუმის შემდეგ.

5.მთავარი ნაერთები
1). ბარიუმის ოქსიდი ნელა იჟანგება ჰაერში და წარმოქმნის ბარიუმის ოქსიდს, რომელიც არის უფერო კუბური კრისტალი. ხსნადი მჟავაში, უხსნადი აცეტონში და ამიაკის წყალში. რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდროქსიდს, რომელიც ტოქსიკურია. წვისას გამოყოფს მწვანე ალი და წარმოქმნის ბარიუმის პეროქსიდს.
2). ბარიუმის პეროქსიდი რეაგირებს გოგირდის მჟავასთან და წარმოქმნის წყალბადის ზეჟანგს. ეს რეაქცია ეფუძნება ლაბორატორიაში წყალბადის ზეჟანგის მომზადების პრინციპს.
3). ბარიუმის ჰიდროქსიდი რეაგირებს წყალთან და წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდროქსიდს და წყალბადის გაზს. ბარიუმის ჰიდროქსიდის დაბალი ხსნადობის და მისი მაღალი სუბლიმაციის ენერგიის გამო, რეაქცია არ არის ისეთი ინტენსიური, როგორც ტუტე ლითონების რეაქცია და შედეგად მიღებული ბარიუმის ჰიდროქსიდი დაჩრდილავს ხედს. ნახშირორჟანგის მცირე რაოდენობა შეჰყავთ ხსნარში, რათა წარმოიქმნას ბარიუმის კარბონატის ნალექი, ხოლო ნახშირორჟანგის ჭარბი შეყვანა ხდება ბარიუმის კარბონატის ნალექის დასაშლელად და ხსნადი ბარიუმის ბიკარბონატის წარმოქმნის მიზნით.
4). ამინო ბარიუმი შეიძლება დაითხოვოს თხევად ამიაკში, წარმოქმნის ცისფერ ხსნარს პარამაგნიტიზმით და გამტარობით, რომელიც არსებითად აყალიბებს ამიაკის ელექტრონებს. ხანგრძლივი შენახვის შემდეგ, ამიაკის წყალბადი ამიაკის ელექტრონებით დაიყვანება წყალბადის გაზად, ხოლო მთლიანი რეაქცია არის ბარიუმი, რომელიც რეაგირებს თხევად ამიაკთან ამინო ბარიუმის და წყალბადის გაზის წარმოქმნით.
5). ბარიუმის სულფიტი არის თეთრი კრისტალი ან ფხვნილი, ტოქსიკური, წყალში ოდნავ ხსნადი და ჰაერში მოთავსებისას თანდათან იჟანგება ბარიუმის სულფატად. იხსნება არაჟანგვის ძლიერ მჟავებში, როგორიცაა მარილმჟავა, რათა წარმოქმნას გოგირდის დიოქსიდი მძაფრი სუნით. როდესაც შეხვდებით ჟანგვის მჟავებს, როგორიცაა განზავებული აზოტის მჟავა, 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 არ იხსნება განზავებულ აზოტმჟავაში. ძირითადად გამოიყენება როგორც კუჭ-ნაწლავის კონტრასტული საშუალება.
ბარიუმის კარბონატი ტოქსიკურია და თითქმის არ იხსნება ცივ წყალში, ოდნავ ხსნადი ნახშირორჟანგის შემცველ წყალში და ხსნადი განზავებულ მარილმჟავაში. ის რეაგირებს ნატრიუმის სულფატთან, რათა წარმოქმნას ბარიუმის სულფატის უფრო უხსნადი თეთრი ნალექი - წყალხსნარში ნალექებს შორის კონვერტაციის ტენდენცია: ადვილად გარდაიქმნება უფრო უხსნადი მიმართულებით.

6, განაცხადის ველები
1. გამოიყენება სამრეწველო მიზნებისთვის ბარიუმის მარილების, შენადნობების, ფეიერვერკების, ატომური რეაქტორების და ა.შ წარმოებაში. ასევე არის შესანიშნავი დეოქსიდიზატორი სპილენძის გადამუშავებისთვის. ფართოდ გამოიყენება შენადნობებში, მათ შორის ტყვიის, კალციუმის, მაგნიუმის, ნატრიუმის, ლითიუმის, ალუმინის და ნიკელის შენადნობებში. ბარიუმის ლითონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დეგაზირების აგენტი ვაკუუმური მილებიდან და კათოდური სხივების მილებიდან კვალი გაზების მოსაშორებლად, ასევე ლითონების გადამუშავების დეგაზაციის აგენტად. ბარიუმის ნიტრატი, რომელიც შერეულია კალიუმის ქლორატთან, მაგნიუმის ფხვნილთან და როზინთან, შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასიგნალო ცეცხლისა და ფეიერვერკების დასამზადებლად. ხსნადი ბარიუმის ნაერთები ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც ინსექტიციდები, როგორიცაა ბარიუმის ქლორიდი, მცენარეთა სხვადასხვა მავნებლების გასაკონტროლებლად. ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარილწყალში და ქვაბის წყლის დასამუშავებლად ელექტროლიტური კაუსტიკური სოდას წარმოებისთვის. ასევე გამოიყენება პიგმენტების მოსამზადებლად. ტექსტილისა და ტყავის მრეწველობა იყენებს მას, როგორც ხელოვნურ აბრეშუმს, როგორც საღებავებს და მქრქალს.
2. სამედიცინო გამოყენების ბარიუმის სულფატი არის დამხმარე წამალი რენტგენოლოგიური გამოკვლევისთვის. უსუნო და უგემოვნო თეთრი ფხვნილი, ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია ორგანიზმში დადებითი კონტრასტის უზრუნველყოფა 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 სხვა გამოკვლევისთვის

7, მომზადების მეთოდი
-ის სამრეწველო წარმოებამეტალის ბარიუმიიყოფა ორ ეტაპად: ბარიუმის ოქსიდის და ლითონის თერმორედუქციის წარმოება (ალუმინის თერმორედუქცია). 1000-1200 ℃ ტემპერატურაზე,მეტალის ბარიუმიშეიძლება მიღებულ იქნას ბარიუმის ოქსიდის მეტალის ალუმინის შემცირებით და შემდეგ გაწმენდა ვაკუუმური დისტილაციით. ალუმინის თერმული შემცირების მეთოდი მეტალის ბარიუმის წარმოებისთვის: ინგრედიენტების განსხვავებული თანაფარდობის გამო, შეიძლება იყოს ორი რეაქცია ბარიუმის ოქსიდის ალუმინის შემცირებისთვის. რეაქციის განტოლება არის: ორივე რეაქციას შეუძლია წარმოქმნას მხოლოდ მცირე რაოდენობით ბარიუმი 1000-1200 ℃ ტემპერატურაზე. ამიტომ, ვაკუუმური ტუმბო უნდა იყოს გამოყენებული ბარიუმის ორთქლის უწყვეტად გადასატანად რეაქციის ზონიდან ცივი კონდენსაციის ზონაში, რათა რეაქცია გააგრძელოს გადაადგილება მარჯვნივ. რეაქციის შემდეგ ნარჩენი ტოქსიკურია და დამუშავებას საჭიროებს განკარგვამდე