אלמנט 56: בריום

1、 מבוא יסודיבריום,
יסוד המתכת אדמה אלקליין, עם הסמל הכימי Ba, ממוקם בקבוצה IIA של התקופה השישית של הטבלה המחזורית. זוהי מתכת אדמה אלקליין רכה וברק לבן כסוף והיסוד הפעיל ביותר במתכות אדמה אלקליין. שם האלמנט מגיע מהמילה היוונית בטא אלפא ρύς (באריס), שפירושה "כבד".

2、 גילוי היסטוריה קצרה
סולפידים של מתכות אדמה אלקליות מפגינים זרחנות, כלומר הם ממשיכים לפלוט אור למשך פרק זמן בחושך לאחר שנחשפו לאור. תרכובות בריום החלו למשוך את תשומת הלב של אנשים בדיוק בגלל מאפיין זה. בשנת 1602 סנדלר בשם קאסיו לאורו בעיר בולוניה שבאיטליה צלה בריט המכיל בריום סולפט יחד עם חומרים דליקים וגילה שהוא יכול לפלוט אור בחושך, מה שעורר את התעניינותם של חוקרים באותה תקופה. מאוחר יותר, סוג אבן זה נקרא פולוניט ועורר את התעניינותם של כימאים אירופאים במחקר אנליטי. בשנת 1774, הכימאי השבדי CW Scheele גילה שתחמוצת בריום היא אדמה חדשה כבדה יחסית, אותה כינה "Baryta" (אדמה כבדה). בשנת 1774 האמין שלר שאבן זו היא שילוב של אדמה חדשה (תחמוצת) וחומצה גופרתית. בשנת 1776, הוא חימם את החנקה באדמה החדשה הזו כדי להשיג אדמה טהורה (אוקסיד). בשנת 1808, הכימאי הבריטי H. Davy השתמש בכספית כקתודה ובפלטינה כאנודה לאלקטרוליזה של בריט (BaSO4) לייצור בריום אמלגם. לאחר זיקוק להסרת כספית, התקבלה מתכת בטוהר נמוך ונקראת על שם המילה היוונית barys (כבד). סמל האלמנט מוגדר כ- Ba, אשר נקראבריום.

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 ושייכות. העפרות העיקריות של הבריום הן בריט וארסנופיריט.

4、בריוםהוא יסוד כימי בעל תכונות כימיות.
הסמל הכימי Ba, מספר אטומי 56, שייך לקבוצת המערכת המחזורית IIA והוא חבר למתכות אדמה אלקליות. לבריום פעילות כימית גדולה והוא הפעיל ביותר מבין מתכות אדמה אלקליות. מהפוטנציאל ומאנרגיית היינון ניתן לראות שלבריום יש יכולת הפחתה חזקה. למעשה, אם רק לוקחים בחשבון את אובדן האלקטרון הראשון, לבריום יש את יכולת ההפחתה החזקה ביותר במים. עם זאת, לבריום קשה יחסית לאבד את האלקטרון השני. לכן, בהתחשב בכל הגורמים, יכולת הפחתת הבריום תקטן באופן משמעותי. עם זאת, היא גם אחת המתכות התגובתיות ביותר בתמיסות חומציות, שנייה רק ​​לליתיום, צסיום, רובידיום ואשלגן.

5. תרכובות עיקריות
1). תחמוצת בריום מתחמצנת באוויר לאט ליצירת תחמוצת בריום, שהיא גביש מעוקב חסר צבע. מסיס בחומצה, לא מסיס באצטון ובמי אמוניה. מגיב עם מים ויוצר בריום הידרוקסיד, שהוא רעיל. כאשר הוא נשרף, הוא פולט להבה ירוקה ויוצר בריום חמצן.
2). בריום מי חמצן מגיב עם חומצה גופרתית לייצור מי חמצן. תגובה זו מבוססת על העיקרון של הכנת מי חמצן במעבדה.
3). בריום הידרוקסיד מגיב עם מים כדי לייצר בריום הידרוקסיד וגז מימן. בשל המסיסות הנמוכה של בריום הידרוקסיד ואנרגיית הסובלימציה הגבוהה שלו, התגובה אינה אינטנסיבית כמו זו של מתכות אלקליות, והבריום הידרוקסיד שנוצר יסתיר את הנוף. כמות קטנה של פחמן דו חמצני מוכנסת לתמיסה ליצירת משקע בריום קרבונט, ועודפי פחמן דו חמצני מוכנסים כדי להמיס את משקע הבריום קרבונט וליצור בריום ביקרבונט מסיס.
4). אמינו בריום יכול להתמוסס באמוניה נוזלית, וליצור תמיסה כחולה עם פרמגנטיות ומוליכות, אשר בעצם יוצר אלקטרונים אמוניה. לאחר תקופה ארוכה של אחסון, המימן באמוניה יופחת לגז מימן על ידי אלקטרונים של אמוניה, והתגובה הכוללת היא בריום המגיב עם אמוניה נוזלית לייצור אמינו בריום וגז מימן.
5). בריום סולפיט הוא גביש לבן או אבקה, רעיל, מסיס מעט במים, וחומצן בהדרגה לבריום סולפט כאשר הוא מונח באוויר. ממיסים בחומצות חזקות שאינן מחמצנות כגון חומצה הידרוכלורית ליצירת גז דו תחמוצת גופרית עם ריח חריף. כאשר נתקלים בחומצות מחמצנות כמו חומצה חנקתית מדוללת, ניתן להמיר אותה לבריום גופרתי.
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 קרבונט רעיל וכמעט בלתי מסיס במים קרים., מסיס מעט במים המכילים פחמן דו חמצני ומסיס בחומצה הידרוכלורית מדוללת. הוא מגיב עם נתרן סולפט כדי לייצר משקע לבן בלתי מסיס יותר של בריום סולפט - 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 מסיר חמצון מצוין לזיקוק נחושת. בשימוש נרחב בסגסוגות, כולל עופרת, סידן, מגנזיום, נתרן, ליתיום, אלומיניום וסגסוגות ניקל. מתכת בריום יכולה לשמש כחומר הסרת גז להסרת גזי עקבות מצינורות ואקום וצינורות קרן קתודית, כמו גם חומר הסרת גז לזיקוק מתכות. בריום חנקתי מעורבב עם אשלגן כלורט, אבקת מגנזיום ורוזין יכול לשמש לייצור זיקוקים וזיקוקים. תרכובות בריום מסיסות משמשות בדרך כלל כקוטלי חרקים, כגון בריום כלוריד, להדברת מזיקים שונים בצמחים. זה יכול לשמש גם לזיקוק מי מלח ומי דוד לייצור סודה קאוסטית אלקטרוליטית. משמש גם להכנת פיגמנטים. תעשיות הטקסטיל והעור משתמשות בו כחומר מיץ וחומר מחטב למשי מלאכותי.
2. בריום סולפט לשימוש רפואי הוא תרופה עזר לבדיקת רנטגן. אבקה לבנה חסרת ריח וטעם, 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 קרבונט. משמש בעיקר להדמיית מערכת העיכול, משמש מדי פעם למטרות אחרות של בדיקה

7、 שיטת הכנה
הייצור התעשייתי שלבריום מתכתימתחלק לשני שלבים: ייצור תחמוצת בריום והפחתה תרמית של מתכת (הפחתה תרמית מאלומיניום). ב-1000-1200 ℃,בריום מתכתיניתן להשיג על ידי הפחתת תחמוצת בריום עם אלומיניום מתכתי, ולאחר מכן לטהר על ידי זיקוק ואקום. שיטת הפחתה תרמית מאלומיניום לייצור בריום מתכתי: עקב יחסי מרכיבים שונים, ייתכנו שתי תגובות להפחתת אלומיניום של תחמוצת בריום. משוואת התגובה היא: שתי התגובות יכולות לייצר רק כמות קטנה של בריום ב-1000-1200 ℃. לכן, יש להשתמש במשאבת ואקום להעברת אדי בריום באופן רציף מאזור התגובה לאזור העיבוי הקר על מנת שהתגובה תמשיך לנוע ימינה. השאריות לאחר התגובה רעילות ויש לטפל בהן לפני השלכה