יסוד 56: בריום

1. מבוא אלמנטריבריום,
יסוד המתכת האלקלית-ארצית, עם הסמל הכימי Ba, ממוקם בקבוצה IIA של התקופה השישית בטבלה המחזורית. זוהי מתכת אדמה אלקלית רכה, כסופה-לבנה, בעלת ברק, והיסוד הפעיל ביותר במתכות אדמה אלקליות. שם היסוד מגיע מהמילה היוונית בטא אלפא ρύς (barys), שפירושה "כבד".

2、גילוי היסטוריה קצרה
סולפידים של מתכות אדמה אלקליות מציגים זרחניות, כלומר הם ממשיכים לפלוט אור למשך זמן מה בחושך לאחר שנחשפו לאור. תרכובות בריום החלו למשוך את תשומת ליבם של אנשים דווקא בגלל מאפיין זה. בשנת 1602, סנדלר בשם קאסיו לאורו בעיר בולוניה, איטליה, צלה בריט המכיל בריום סולפט יחד עם חומרים דליקים וגילה שהוא יכול לפלוט אור בחושך, מה שעורר את עניינם של חוקרים באותה תקופה. מאוחר יותר, סוג זה של אבן נקרא פולוניט ועורר את עניינם של כימאים אירופאים במחקר אנליטי. בשנת 1774, הכימאי השוודי CW Scheele גילה שתחמוצת בריום היא אדמה חדשה כבדה יחסית, אותה כינה "Baryta" (אדמה כבדה). בשנת 1774, Scheele האמין שאבן זו היא שילוב של אדמה חדשה (תחמוצת) וחומצה גופרתית. בשנת 1776, הוא חימם את הניטרט באדמה חדשה זו כדי לקבל אדמה טהורה (תחמוצת). בשנת 1808, הכימאי הבריטי ה. דייוי השתמש בכספית כקתודה ובפלטינה כאנודה כדי לאלקטרוליז בריט (BaSO4) לייצור אמלגם בריום. לאחר זיקוק להסרת כספית, התקבל מתכת בעלת טוהר נמוך שנקראה על שם המילה היוונית באריס (כבד). סמל היסוד הוא Ba, הנקרא...בריום.

3. תכונות פיזיקליות
בריוםהיא מתכת לבנה כסופה עם נקודת התכה של 725 מעלות צלזיוס, נקודת רתיחה של 1846 מעלות צלזיוס, צפיפות של 3.51 גרם/סמ"ק וגמישות. עפרות הבריום העיקריות הן בריט וארסנופיריט.

4,בריוםהוא יסוד כימי בעל תכונות כימיות.
הסמל הכימי Ba, מספר אטומי 56, שייך לקבוצה IIA במערכת המחזורית והוא חלק ממתכות אדמה אלקליות. לבריום פעילות כימית רבה והוא הפעיל ביותר מבין מתכות אדמה אלקליות. מאנרגיית הפוטנציאל ואנרגיית היינון, ניתן לראות שלבריום יש יכולת חיזור חזקה. למעשה, אם ניקח בחשבון רק את אובדן האלקטרון הראשון, לבריום יש את יכולת החיזור החזקה ביותר במים. עם זאת, קשה יחסית לבריום לאבד את האלקטרון השני. לכן, בהתחשב בכל הגורמים, יכולת החיזור של בריום תפחת משמעותית. אף על פי כן, זוהי גם אחת המתכות הריאקטיביות ביותר בתמיסות חומציות, שנייה רק ​​לליתיום, צזיום, רובידיום ואשלגן.

5. תרכובות עיקריות
1). תחמוצת בריום מתחמצנת באיטיות באוויר ויוצרת תחמוצת בריום, שהיא גביש קובי חסר צבע. מסיסה בחומצה, לא מסיסה באצטון ובמי אמוניה. מגיב עם מים ויוצרת בריום הידרוקסיד, שהוא רעיל. בעת שריפה, היא פולטת להבה ירוקה ויוצרת בריום פרוקסיד.
2). בריום פרוקסיד מגיב עם חומצה גופרתית ליצירת מי חמצן. תגובה זו מבוססת על עקרון הכנת מי חמצן במעבדה.
3). בריום הידרוקסיד מגיב עם מים ליצירת בריום הידרוקסיד וגז מימן. בשל המסיסות הנמוכה של בריום הידרוקסיד ואנרגיית הסובלימציה הגבוהה שלו, התגובה אינה עזה כמו זו של מתכות אלקליות, והבריום הידרוקסיד שנוצר יסתיר את הנוף. כמות קטנה של פחמן דו-חמצני מוכנסת לתמיסה ליצירת משקע בריום פחמתי, ועודף פחמן דו-חמצני מוכנס גם הוא כדי להמיס את משקע הבריום פחמתי וליצור בריום ביקרבונט מסיס.
4). אמינו בריום יכול להתמוסס באמוניה נוזלית, וליצור תמיסה כחולה בעלת פרמגנטיות ומוליכות, אשר למעשה יוצרת אלקטרונים של אמוניה. לאחר תקופה ארוכה של אחסון, המימן באמוניה יהפוך לגז מימן על ידי אלקטרונים של אמוניה, והתגובה הכוללת היא תגובת בריום עם אמוניה נוזלית ליצירת אמינו בריום וגז מימן.
5). בריום סולפיט הוא גביש או אבקה לבנים, רעילים, מסיסים מעט במים, ומתחמצנים בהדרגה לבריום סולפט כאשר הם באוויר. מתמוססים בחומצות חזקות שאינן מחמצנות כמו חומצה הידרוכלורית ליצירת גז גופרית דו-חמצנית בעל ריח חריף. במפגש עם חומצות מחמצנות כמו חומצה חנקתית מדוללת, ניתן להמיר אותו לבריום סולפט.
6). לבריום סולפט תכונות כימיות יציבות, והחלק של בריום סולפט המומס במים מיונן לחלוטין, מה שהופך אותו לאלקטרוליט חזק. בריום סולפט אינו מסיס בחומצה חנקתית מדוללת. משמש בעיקר כחומר ניגוד במערכת העיכול.
בריום פחמתי הוא חומר רעיל וכמעט בלתי מסיס במים קרים. מסיס במקצת במים המכילים פחמן דו-חמצני ומסיס בחומצה הידרוכלורית מדוללת. הוא מגיב עם נתרן גופרתי ליצירת משקע לבן בלתי מסיס יותר של בריום גופרתי - מגמת ההמרה בין משקעים בתמיסה מימית: קל להמיר אותו לכיוון בלתי מסיס יותר.

6、 שדות יישום
1. הוא משמש למטרות תעשייתיות בייצור מלחי בריום, סגסוגות, זיקוקים, כורים גרעיניים וכו'. הוא גם חומר מחמצן מצוין לזיקוק נחושת. נמצא בשימוש נרחב בסגסוגות, כולל עופרת, סידן, מגנזיום, נתרן, ליתיום, אלומיניום וניקל. מתכת בריום יכולה לשמש כחומר מסיר גזים להסרת גזים זעירים משפופרות ואקום ושפופרות קרן קתודית, כמו גם כחומר מסיר גזים לזיקוק מתכות. בריום חנקתי מעורבב עם אשלגן כלוריט, אבקת מגנזיום ורוזין יכול לשמש לייצור זיקוקי איתות וזיקוקים. תרכובות בריום מסיסות משמשות בדרך כלל כקוטלי חרקים, כגון בריום כלוריד, לשליטה במזיקים שונים של צמחים. ניתן להשתמש בו גם לזיקוק מי מלח ומי דוד לייצור סודה קאוסטית אלקטרוליטית. משמש גם להכנת פיגמנטים. תעשיות הטקסטיל והעור משתמשות בו כחומר לחות וחומר לשכבת משי מלאכותי.
2. בריום סולפט לשימוש רפואי הוא תרופת עזר לבדיקת רנטגן. אבקה לבנה חסרת ריח וחסרת טעם, חומר שיכול לספק ניגודיות חיובית בגוף במהלך בדיקת רנטגן. בריום סולפט רפואי אינו נספג במערכת העיכול ואינו גורם לתגובות אלרגיות. הוא אינו מכיל תרכובות בריום מסיסות כגון בריום כלוריד, בריום גופרתי ובריום פחמתי. משמש בעיקר להדמיה של מערכת העיכול, ולעיתים משמש למטרות בדיקה אחרות.

7. שיטת הכנה
הייצור התעשייתי שלבריום מתכתימחולק לשני שלבים: ייצור תחמוצת בריום וחיזור תרמי של מתכת (חיזור תרמי של אלומיניום). בטמפרטורה של 1000-1200 מעלות צלזיוס,בריום מתכתיניתן להשיג על ידי חיזור תחמוצת בריום עם אלומיניום מתכתי, ולאחר מכן טיהור על ידי זיקוק ואקום. שיטת חיזור תרמית של אלומיניום לייצור בריום מתכתי: עקב יחסי מרכיבים שונים, ייתכנו שתי תגובות לחיזור תחמוצת בריום באמצעות אלומיניום. משוואת התגובה היא: שתי התגובות יכולות לייצר רק כמות קטנה של בריום בטמפרטורה של 1000-1200 ℃. לכן, יש להשתמש במשאבת ואקום כדי להעביר ברציפות אדי בריום מאזור התגובה לאזור העיבוי הקר על מנת שהתגובה תמשיך לנוע ימינה. השאריות לאחר התגובה הן רעילות ויש לטפל בהן לפני סילוקן.