Темой нашей сегодняшней статьи будет барий. Этот химический элемент обозначается символом Ba.
Барий является щелочноземельным металлом шестого периода таблицы химических элементов имени Дмитрия Ивановича Менделеева. Атомный номер бария - 56. Этот металл имеет химические свойства, аналогичные свойствам кальция и стронция, которые тоже являются щелочноземельными металлами, а также так же иногда демонстрирует поведение щелочных металлов. Например, натрия. Однако при этом барий несколько менее реакционноспособен.
Соединения бария широко используются в составе специальных жидкостей при проведении разведки нефтяных месторождений и при производстве контрастных веществ для радиологических исследований. Барий — чрезвычайно токсичный элемент, если входит в состав каких-нибудь растворов.
Свойства бария
Атомная масса: 137,33 а. е. м.
Атомный номер: 56.
Электроотрицательность: 0,89.
Электронная конфигурация: [Xe] 6s 2.
Температура плавления: 727 °С.
Температура кипения: 1897 °С.
Характеристики бария
Подобно кальцию и стронцию, барий в металлической форме имеет серебристый цвет и считается мягким металлом (то есть его легко поцарапать). Кроме того, он:
ковкий;
пластичный;
хрупкий.
Из-за своей высокой реакционной способности с кислородом и азотом металлический барий, если его оставить на свежем воздухе на своей поверхности образует смесь оксида бария (BaO) и нитрида бария (Ba3N2). Как и все щелочноземельные металлы, барий способен при нагревании вступать в реакцию, как уже отмечалось выше, с кислородом и азотом, серой, а также галогенами.
Где содержится барий?
В земной коре бария меньше, чем наиболее часто используемых щелочноземельных металлов — кальция и магния. Около 0,05 % от её массы. Основным минеральным источником металла является барит BaSO4 со средним содержанием 58,8%. Есть и другой минерал бария, витерит (Ba2CO3), однако он встречается относительно редко, и серьёзного хозяйственного значения не имеет.
Барий в металлической форме можно получить электролизом. И не только из барита, но и из других соединений, например, его оксидов и хлоридов. Однако на мировых рынках имеется большой спрос именно на барит. Китай, Индия и Марокко лидируют по добыче барита, из которого производится более 60% мирового производства бария.
Барий и жизнь
Науке известно, что зеленым водорослям (хлорофитам) просто позарез необходим барий. Однако при этом пока неясно, какую именно роль в биохимии играет этот элемент.
Некоторые орехи, например, бразильский орех, содержат до 0,1% бария по массе. И поскольку барий чрезвычайно токсичен, некоторые эксперты считают, что потребление таких орехов следует ограничивать. Однако проведённые исследования доказали, что барий из бразильских орехов находится в нерастворимой форме, в виде сульфата бария, что делает его безопасным для человеческого организма, поскольку это химическое соединение не усваивается, и, следовательно, не вызывает негативных последствий для здоровья.
Применение бария
Металлический барий не получил широкого применения, из него не делают детские качели и самолёты. Однако этот металл можно использовать в металлических сплавах в качестве раскислителя, так как он обладает способностью образовывать устойчивые оксиды, которые могут образовываться до затвердевания сплавов, снижая в них содержание кислорода.
В металлургии хлорид бария BaCl2 широко применяется для повышения твердости ферросплавов и сталей.
Барий применяют для производства покрытий регулирующих стержней ядерных реакторов, материалов для сверхпроводников, аккумуляторов, оптических линз, пьезоэлементов, вакуумных электронных приборов.
В основном применение бария связано с использованием его в составе барита BaSO4 в нефтяной промышленности. Благодаря высокой плотности (в пределах 4,5 г.см3), низкой абразивности, химической инертности и слабыми магнитными свойствами барит применяется для контроля плотности буровых растворов нефтяных и газовых скважин.
Другие технологические и промышленные применения барита:
изготовление белого пигмента фотобумаги;
производство автомобильных красок, пластмасс и покрытий для защиты от коррозии;
производство цемента для изготовления бетона высокой плотности и повышенной стойкости к радиации.
Чистый сульфат бария плохо растворяется в воде при нейтральном pH, поэтому его используют как рентгенологический контраст, принимая внутрь в виде водной суспензии. Это вещество, к тому же, обладает способностью поглощать рентгеновские лучи. В результате внутренние органы, заполненные бариевой смесью, в ходе исследования видны на мониторах как имеющие ярко-белый цвет. Полученное изображение хорошо видно врачу и обеспечивает более точную интерпретацию результата.
Токсичный барий
Барий является чрезвычайно ядовитым элементом для человека в растворенном виде. Трагический случай, связанный с токсичностью бария, произошел в 2003 году в Бразилии, когда радиологический контраст Celobar, продаваемый как сульфат бария, стал причиной смерти по меньшей мере 23 человек и вызвал многие случаи тяжёлых отравлений.
Трагедия произошла из-за того, что лаборатория, ответственная за маркетинг продукта, без какого-либо разрешения Национального агентства по надзору за здоровьем провела работы по замене сульфата бария на карбонат бария.
Целью этого действия было снижение затрат, поскольку сульфат бария импортировался из Германии и был очень дорогим. И в результате жадности подобных действий пострадали очень многие люди.
Дело в том, что хотя карбонат бария и обладает необходимыми свойствами для использования его в качестве контраста, то есть плохо растворяется в воде (17,8 мг/л) и, таким образом, не усваивается, в лаборатории не обратили внимания на некоторые факты.
Не буду утомлять читателей скучными подробностями химических преобразований, и сразу пойду в финал - после действия соляной кислоты, содержащейся в желудке, единственным доступным анионом остаётся хлорид (Cl-), который образует с барием хорошо растворимую соль, что сохраняет ее доступность для усвоения организмом.
По итогам дела в 2009 году президент скандально известной лаборатории и руководитель её химического подразделения были приговорены к 20 и 22 годам лишения свободы соответственно.
История бария
Название барий происходит от греческого слова «барис», что означает «тяжелый». Барит был известен человеку с самых древних времён, а открытие самого бария произошло в 1774 году. Последовательность событий выглядит примерно так:
в 1774 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле обнаружил в гипсе оксид бария;
в 1808 году сэру Хамфри Дэви удалось выделить некоторое количество металлического бария, хотя и нечистого;
в 1855 г. металлический барий был получен в чистом виде, когда Роберт Бунзен осуществил электролиз расплавленного хлорида бария;
в 1905 году в смеси с барием Мария Кюри открыла радий;
в 1938 году Отто Хан и Фриц Штрассман обнаружили барий среди продуктов нейтронной бомбардировки урана и вместе с Лизой Мейтнер пришли к выводу, что ядро урана подверглось реакции деления.
Вот такой вот интересный у нас сегодня был металл, друзья мои.
Всем добра.
Рекомендую прекрасную книгу*👇
Главная страница👇
*Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
