Nguyên tố 56: Bari

1、 Giới thiệu về nguyên tốBari,
Nguyên tố kim loại kiềm thổ, có ký hiệu hóa học là Ba, nằm trong Nhóm IIA của chu kỳ thứ sáu của bảng tuần hoàn. Đây là một kim loại kiềm thổ mềm, có ánh bạc trắng và là nguyên tố hoạt động mạnh nhất trong các kim loại kiềm thổ. Tên nguyên tố bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp beta alpha ρύς (barys), có nghĩa là "nặng".

2、 Khám phá một lịch sử tóm tắt
Các sunfua của kim loại kiềm thổ thể hiện tính phát quang, nghĩa là chúng tiếp tục phát sáng trong một khoảng thời gian trong bóng tối sau khi tiếp xúc với ánh sáng. Các hợp chất bari bắt đầu thu hút sự chú ý của mọi người chính xác là vì đặc điểm này. Năm 1602, một thợ đóng giày tên là Casio Lauro ở thành phố Bologna, Ý, đã nung một loại barit chứa bari sunfat cùng với các chất dễ cháy và phát hiện ra rằng nó có thể phát sáng trong bóng tối, điều này đã khơi dậy sự quan tâm của các học giả vào thời điểm đó. Sau đó, loại đá này được gọi là polonite và khơi dậy sự quan tâm của các nhà hóa học châu Âu trong nghiên cứu phân tích. Năm 1774, nhà hóa học người Thụy Điển CW Scheele phát hiện ra rằng bari oxit là một loại đất mới tương đối nặng, mà ông gọi là "Baryta" (đất nặng). Năm 1774, Scheler tin rằng loại đá này là sự kết hợp của đất mới (oxit) và axit sunfuric. Năm 1776, ông đã đun nóng nitrat trong loại đất mới này để thu được đất tinh khiết (oxit). Năm 1808, nhà hóa học người Anh H. Davy đã sử dụng thủy ngân làm catốt và platin làm anot để điện phân barit (BaSO4) để tạo ra hỗn hợp bari. Sau khi chưng cất để loại bỏ thủy ngân, một kim loại có độ tinh khiết thấp đã thu được và được đặt tên theo từ tiếng Hy Lạp barys (nặng). Ký hiệu nguyên tố được đặt là Ba, được gọi làbari.

3、 Tính chất vật lý
Barilà kim loại màu trắng bạc, nhiệt độ nóng chảy 725 °C, nhiệt độ sôi 1846 °C, khối lượng riêng 3,51g/cm3, độ dẻo. Quặng chính của bari là barit và arsenopyrit.

4、Barilà một nguyên tố hóa học có tính chất hóa học.
Ký hiệu hóa học Ba, số nguyên tử 56, thuộc nhóm hệ thống tuần hoàn IIA và là thành viên của kim loại kiềm thổ. Bari có hoạt tính hóa học lớn và là kim loại hoạt động mạnh nhất trong các kim loại kiềm thổ. Từ thế năng và năng lượng ion hóa, có thể thấy bari có tính khử mạnh. Trên thực tế, nếu chỉ xét đến sự mất electron đầu tiên, bari có tính khử mạnh nhất trong nước. Tuy nhiên, bari tương đối khó mất electron thứ hai. Do đó, xét đến tất cả các yếu tố, tính khử của bari sẽ giảm đáng kể. Tuy nhiên, nó cũng là một trong những kim loại phản ứng mạnh nhất trong dung dịch axit, chỉ đứng sau liti, xesi, rubidi và kali.

5. Hợp chất chính
1). Bari oxit bị oxy hóa chậm trong không khí tạo thành bari oxit, là tinh thể lập phương không màu. Tan trong axit, không tan trong axeton và nước amoniac. Phản ứng với nước tạo thành bari hydroxit, là chất độc. Khi đốt cháy, nó phát ra ngọn lửa màu xanh lá cây và tạo ra bari peroxit.
2). Bari peroxit phản ứng với axit sunfuric tạo ra hydro peroxit. Phản ứng này dựa trên nguyên lý điều chế hydro peroxit trong phòng thí nghiệm.
3). Bari hiđroxit phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro. Do độ hòa tan của bari hiđroxit thấp và năng lượng thăng hoa cao nên phản ứng không mạnh bằng phản ứng của kim loại kiềm, và bari hiđroxit tạo thành sẽ che khuất tầm nhìn. Một lượng nhỏ cacbon dioxit được đưa vào dung dịch để tạo thành kết tủa bari cacbonat, và lượng cacbon dioxit dư được đưa vào thêm để hòa tan kết tủa bari cacbonat và tạo ra bari bicarbonat hòa tan.
4). Amino bari có thể hòa tan trong amoniac lỏng, tạo ra dung dịch màu xanh lam có tính thuận từ và tính dẫn điện, về cơ bản tạo thành các electron amoniac. Sau một thời gian dài lưu trữ, hydro trong amoniac sẽ bị khử thành khí hydro bởi các electron amoniac và phản ứng tổng thể là bari phản ứng với amoniac lỏng để tạo ra amino bari và khí hydro.
5). Bari sunfit là tinh thể hoặc bột màu trắng, độc, ít tan trong nước, và dần dần bị oxy hóa thành bari sunfat khi để trong không khí. Hòa tan trong axit mạnh không oxy hóa như axit clohydric để tạo ra khí lưu huỳnh đioxit có mùi hăng. Khi gặp axit oxy hóa như axit nitric loãng, nó có thể chuyển đổi thành bari sunfat.
6). Bari sulfat có tính chất hóa học ổn định, phần bari sulfat hòa tan trong nước được ion hóa hoàn toàn, trở thành chất điện phân mạnh. Bari sulfat không hòa tan trong axit nitric loãng. Chủ yếu được sử dụng làm thuốc cản quang đường tiêu hóa.
Bari cacbonat độc và hầu như không tan trong nước lạnh., Ít tan trong nước có chứa carbon dioxide và tan trong axit clohydric loãng. Nó phản ứng với natri sunfat để tạo ra kết tủa trắng không tan hơn của bari sunfat – xu hướng chuyển đổi giữa các chất kết tủa trong dung dịch nước: dễ chuyển đổi theo hướng không tan hơn.

6、 Các lĩnh vực ứng dụng
1. Nó được sử dụng cho mục đích công nghiệp trong sản xuất muối bari, hợp kim, pháo hoa, lò phản ứng hạt nhân, v.v. Nó cũng là chất khử oxy tuyệt vời để tinh chế đồng. Được sử dụng rộng rãi trong các hợp kim, bao gồm hợp kim chì, canxi, magiê, natri, liti, nhôm và niken. Kim loại bari có thể được sử dụng làm chất khử khí để loại bỏ khí vết từ ống chân không và ống tia âm cực, cũng như chất khử khí để tinh chế kim loại. Bari nitrat trộn với kali clorat, bột magiê và nhựa thông có thể được sử dụng để sản xuất pháo sáng tín hiệu và pháo hoa. Các hợp chất bari hòa tan thường được sử dụng làm thuốc trừ sâu, chẳng hạn như bari clorua, để kiểm soát nhiều loại sâu bệnh thực vật. Nó cũng có thể được sử dụng để tinh chế nước muối và nước nồi hơi để sản xuất xút điện phân. Cũng được sử dụng để chuẩn bị chất màu. Các ngành công nghiệp dệt may và da sử dụng nó như một chất cắn màu và chất làm mờ cho tơ nhân tạo.
2. Bari sulfat dùng trong y tế là thuốc hỗ trợ chụp X-quang. Bột trắng không mùi không vị, chất có thể tạo độ tương phản dương trong cơ thể khi chụp X-quang. Bari sulfat dùng trong y tế không được hấp thụ vào đường tiêu hóa và không gây ra phản ứng dị ứng. Không chứa hợp chất bari hòa tan như bari clorua, bari sunfua và bari cacbonat. Chủ yếu dùng để chụp X-quang đường tiêu hóa, đôi khi dùng cho mục đích kiểm tra khác

7、 Phương pháp chế biến
Sản xuất công nghiệp củabari kim loạiđược chia thành hai bước: sản xuất bari oxit và khử nhiệt kim loại (khử nhiệt nhôm). Ở 1000-1200 ℃,bari kim loạicó thể thu được bằng cách khử bari oxit bằng nhôm kim loại, sau đó tinh chế bằng chưng cất chân không. Phương pháp khử nhiệt nhôm để sản xuất bari kim loại: Do tỷ lệ thành phần khác nhau, có thể có hai phản ứng để khử nhôm oxit bari. Phương trình phản ứng là: cả hai phản ứng chỉ có thể tạo ra một lượng nhỏ bari ở 1000-1200 ℃. Do đó, phải sử dụng bơm chân không để liên tục chuyển hơi bari từ vùng phản ứng sang vùng ngưng tụ lạnh để phản ứng tiếp tục di chuyển về phía bên phải. Chất cặn sau phản ứng có độc và cần được xử lý trước khi thải bỏ