საერთაშორისო ოლიმპიადა ინფორმატიკის დაწყებითი სკოლებისთვის. „იმ დროს, როცა რიგითი პროგრამისტი პრობლემის გააზრებას ხარჯავს, სპორტული პროგრამისტი უკვე წყვეტს მას

ქიმიური ფორმულით BaSO 4. ეს არის უსუნო თეთრი ფხვნილი, წყალში ხსნადი. მისი სითეთრე და გამჭვირვალეობა, ისევე როგორც მაღალი სიმკვრივე განაპირობებს მისი გამოყენების ძირითად სფეროებს.

სახელის ისტორია

ბარიუმი მიეკუთვნება დედამიწის ტუტე ლითონებს. ამ უკანასკნელებს ასე ეძახიან, რადგან, დ.ი. მენდელეევის თანახმად, მათი ნაერთები ქმნიან დედამიწის უხსნად მასას, ხოლო ოქსიდებს „მიწიერი გარეგნობა აქვთ“. ბარიუმი ბუნებრივად გვხვდება მინერალური ბარიტის სახით, რომელიც არის ბარიუმის სულფატი სხვადასხვა მინარევებით.

ის პირველად აღმოაჩინეს შვედმა ქიმიკოსებმა შელემ და ჰანმა 1774 წელს, როგორც ეგრეთ წოდებული მძიმე სპარის ნაწილი. აქედან წარმოიშვა მინერალის სახელი (ბერძნულიდან "baris" - მძიმე), შემდეგ კი თავად ლითონი, როდესაც 1808 წელს იგი იზოლირებული იყო მისი სუფთა სახით ჰამფრი დევის მიერ.

ფიზიკური თვისებები

ვინაიდან BaSO 4 არის გოგირდმჟავას მარილი, მის ფიზიკურ თვისებებს ნაწილობრივ განსაზღვრავს თავად ლითონი, რომელიც არის რბილი, რეაქტიული და მოვერცხლისფრო-თეთრი. ბუნებრივი ბარიტი არის უფერო (ზოგჯერ თეთრი) და გამჭვირვალე. ქიმიურად სუფთა BaSO 4-ს აქვს ფერი თეთრიდან ღია ყვითელამდე, ის არ არის აალებადი, დნობის წერტილით 1580°C.

რა არის ბარიუმის სულფატის მასა? მისი მოლური მასაა 233,43 გ/მოლი. მას აქვს უჩვეულოდ მაღალი ხვედრითი წონა - 4,25-დან 4,50 გ/სმ 3-მდე. წყალში უხსნადობის გათვალისწინებით, მისი მაღალი სიმკვრივე მას შეუცვლელს ხდის, როგორც შემავსებელი წყალსაბურღი სითხეებში.

ქიმიური თვისებები

BaSO 4 წყალში ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად ხსნადი ნაერთია. მისი მიღება შესაძლებელია ორი ძალიან ხსნადი მარილისგან. ავიღოთ ნატრიუმის სულფატის წყალხსნარი - Na 2 SO 4. წყალში მისი მოლეკულა იშლება სამ იონად: ორი Na + და ერთი SO 4 2-.

Na 2 SO 4 → 2Na + + SO 4 2-

ავიღოთ აგრეთვე ბარიუმის ქლორიდის წყალხსნარი - BaCl 2, რომლის მოლეკულა იშლება სამ იონად: ერთი Ba 2+ და ორი Cl -.

BaCl 2 → Ba 2+ + 2Cl -

შეურიეთ სულფატის წყალხსნარი და ქლორიდის შემცველი ნარევი. ბარიუმის სულფატი წარმოიქმნება ერთი და იგივე მუხტისა და საპირისპირო ნიშნით ორი იონის ერთ მოლეკულაში შერწყმის შედეგად.

Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4

ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ ამ რეაქციის სრული განტოლება (ე.წ. მოლეკულური).

Na 2 SO 4 + BaCl 2 → 2NaCl + BaSO 4

შედეგად, წარმოიქმნება ბარიუმის სულფატის უხსნადი ნალექი.

კომერციული ბარიტი

პრაქტიკაში, საწყისი მასალა კომერციული ბარიუმის სულფატის მისაღებად, რომელიც განკუთვნილია საბურღი სითხეებში ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილების ბურღვისას, არის, როგორც წესი, მინერალური ბარიტი.

ტერმინი "პირველადი" ბარიტი ეხება კომერციულ პროდუქტებს, რომლებიც მოიცავს ნედლეულს (მიღებულს მაღაროებიდან და კარიერებიდან), ისევე როგორც მარტივი გამდიდრების პროდუქტებს ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა გარეცხვა, ნალექი, გამოყოფა მძიმე მედიაში და ფლოტაცია. ნედლი ბარიტის უმეტესობა მოითხოვს დახვეწას მინიმალურ სისუფთავესა და სიმკვრივემდე. შემავსებლად გამოყენებული მინერალი დაქუცმაცებულია და გაცრილია ერთგვაროვან ზომებამდე ისე, რომ მისი ნაწილაკების მინიმუმ 97% იყოს 75 მიკრონი ზომით და არაუმეტეს 30% იყოს 6 მიკრონიზე ნაკლები. პირველადი ბარიტი ასევე უნდა იყოს საკმარისად მკვრივი, რომ ჰქონდეს ხვედრითი წონა 4.2 გ/სმ 3 ან მეტი, მაგრამ საკმარისად რბილი, რომ არ დაზიანდეს საკისრები.

ქიმიურად სუფთა პროდუქტის მიღება

მინერალური ბარიტი ხშირად დაბინძურებულია სხვადასხვა მინარევებით, ძირითადად რკინის ოქსიდებით, რომლებიც მას სხვადასხვა ფერებში აფერადებენ. მუშავდება კარბოთერმულად (კოქსით გათბობა). შედეგი არის ბარიუმის სულფიდი.

BaSO 4 + 4 C → BaS + 4 CO

ეს უკანასკნელი სულფატისაგან განსხვავებით წყალში ხსნადია და ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან, ჰალოგენებთან და მჟავებთან.

BaS + H 2 SO 4 → BaSO 4 + H 2 S

უაღრესად სუფთა გამომავალი პროდუქტის მისაღებად გამოიყენება გოგირდის მჟავა. ამ პროცესის შედეგად წარმოქმნილ ბარიუმის სულფატს ხშირად blancfix-ს უწოდებენ, რაც ფრანგულად ნიშნავს "თეთრი ფიქსირებული". ის ხშირად გვხვდება სამომხმარებლო პროდუქტებში, როგორიცაა საღებავები.

ლაბორატორიულ პირობებში ბარიუმის სულფატი წარმოიქმნება ხსნარში ბარიუმის იონებისა და სულფატის იონების შერწყმით (იხ. ზემოთ). ვინაიდან სულფატი არის ყველაზე ნაკლებად ტოქსიკური ბარიუმის მარილი მისი უხსნადობის გამო, სხვა ბარიუმის მარილების შემცველი ნარჩენები ზოგჯერ მუშავდება ნატრიუმის სულფატით, რათა შეაერთოს მთელი ბარიუმი, რომელიც საკმაოდ ტოქსიკურია.

სულფატიდან ჰიდროქსიდამდე და უკან

ისტორიულად, ბარიტი გამოიყენებოდა ბარიუმის ჰიდროქსიდის Ba(OH) 2-ის დასამზადებლად, რომელიც აუცილებელია შაქრის გადამუშავებაში. ეს არის ზოგადად ძალიან საინტერესო ნაერთი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. ის ძალიან ხსნადია წყალში, ქმნის ხსნარს, რომელიც ცნობილია როგორც ბარიტის წყალი. მოსახერხებელია სულფატის იონების დასაკავშირებლად სხვადასხვა კომპოზიციებში უხსნადი BaSO 4 წარმოქმნით.

ზემოთ ვნახეთ, რომ კოქსის თანდასწრებით გაცხელებისას ადვილია სულფატიდან წყალში ხსნადი ბარიუმის სულფიდის - BaS-ის მიღება. ეს უკანასკნელი ცხელ წყალთან ურთიერთობისას წარმოქმნის ჰიდროქსიდს.

BaS + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 S

ბარიუმის ჰიდროქსიდი და ნატრიუმის სულფატი, მიღებული ხსნარებში, შერევისას, მიიღებენ ბარიუმის სულფატისა და ნატრიუმის ჰიდროქსიდის უხსნად ნალექს.

Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaOH

გამოდის, რომ ბუნებრივი ბარიუმის სულფატი (ბარიტი) ინდუსტრიულად ჯერ ბარიუმის ჰიდროქსიდად გარდაიქმნება, შემდეგ კი იგივე სულფატის წარმოქმნას ემსახურება სხვადასხვა მარილის სისტემების სულფატის იონებისგან გაწმენდისას. რეაქცია ზუსტად იგივე გზით გაგრძელდება სპილენძის სულფატის ხსნარის SO 4 2 იონებისგან გაწმენდისას. ბარიუმის ჰიდროქსიდის + სპილენძის სულფატის ნარევს თუ გააკეთებთ, შედეგი იქნება სპილენძის ჰიდროქსიდი და უხსნადი ბარიუმის სულფატი.

CuSO 4 + Ba(OH) 2 → Cu(OH) 2 + BaSO 4 ↓

თვით გოგირდმჟავასთან რეაქციაშიც კი, მისი სულფატური იონები მთლიანად შეკრული იქნება ბარიუმთან.

გამოიყენეთ საბურღი სითხეებში

ბარიუმის სულფატის მსოფლიო წარმოების დაახლოებით 80%, გაწმენდილი და დამსხვრეული ბარიტი, მოხმარდება როგორც საბურღი სითხეების კომპონენტს ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილების შესაქმნელად. მისი დამატება ზრდის ჭაბურღილში ამოტუმბული სითხის სიმკვრივეს, რათა უკეთ გაუძლოს რეზერვუარის მაღალ წნევას და თავიდან აიცილოს გარღვევა.

ჭაბურღილის გაბურღისას, ბიტი გადის სხვადასხვა წარმონაქმნებში, რომელთაგან თითოეულს აქვს საკუთარი მახასიათებლები. რაც უფრო დიდია სიღრმე, მით მეტია ბარიტის პროცენტი, რომელიც უნდა იყოს წარმოდგენილი ხსნარის სტრუქტურაში. დამატებითი უპირატესობა ის არის, რომ ბარიუმის სულფატი არის არამაგნიტური ნივთიერება, ამიტომ ის არ უშლის ხელს სხვადასხვა გაზომვას ელექტრონული მოწყობილობების გამოყენებით.

საღებავებისა და ქაღალდის ინდუსტრია

ყველაზე სინთეზური BaSO 4 გამოიყენება როგორც თეთრი პიგმენტის კომპონენტი საღებავებისთვის. ამრიგად, ბლანფიქსი, რომელიც შერეულია ტიტანის დიოქსიდთან (TiO 2) იყიდება, როგორც თეთრი ზეთის საღებავი, რომელიც გამოიყენება ფერწერაში.

BaSO 4-ისა და ZnS-ის (თუთიის სულფიდი) კომბინაცია წარმოქმნის არაორგანულ პიგმენტს, რომელსაც ლითოპონი ეწოდება. იგი გამოიყენება როგორც საფარი გარკვეული ტიპის ფოტოგრაფიული ქაღალდისთვის.

ახლახან ბარიუმის სულფატი გამოიყენება ჭავლური პრინტერებისთვის განკუთვნილი ქაღალდის გასანათებლად.

გამოყენება ქიმიურ მრეწველობაში და ფერადი მეტალურგიაში

პოლიპროპილენისა და პოლისტიროლის წარმოებაში BaSO 4 გამოიყენება როგორც შემავსებელი 70%-მდე პროპორციით. მას აქვს ეფექტი გაზრდის პლასტმასის წინააღმდეგობას მჟავებისა და ტუტეების მიმართ და ასევე ანიჭებს მათ გამჭვირვალობას.

იგი ასევე გამოიყენება სხვა ბარიუმის ნაერთების, განსაკუთრებით ბარიუმის კარბონატის დასამზადებლად, რომელიც გამოიყენება ტელევიზორისა და კომპიუტერის ეკრანებისთვის LED მინის დასამზადებლად (ისტორიულად კათოდური სხივების მილებში).

ლითონის ჩამოსხმისას გამოყენებული ყალიბები ხშირად დაფარულია ბარიუმის სულფატით, რათა თავიდან აიცილონ გამდნარ ლითონზე გადაბმა. ეს არის ის, რაც კეთდება ანოდური სპილენძის ფირფიტების წარმოებაში. ისინი ყრიან სპილენძის ფორმებში, რომლებიც დაფარულია ბარიუმის სულფატის ფენით. მას შემდეგ, რაც თხევადი სპილენძი გამაგრდება დასრულებულ ანოდურ ფირფიტად, მისი ადვილად ამოღება შესაძლებელია ყალიბიდან.

პიროტექნიკური მოწყობილობები

ვინაიდან ბარიუმის ნაერთები წვისას ასხივებენ მწვანე შუქს, ამ ნივთიერების მარილები ხშირად გამოიყენება პიროტექნიკურ ფორმულებში. მიუხედავად იმისა, რომ ნიტრატი და ქლორატი სულფატზე უფრო გავრცელებულია, ეს უკანასკნელი ფართოდ გამოიყენება როგორც პიროტექნიკური სტრობების კომპონენტი.

რენტგენის კონტრასტული აგენტი

ბარიუმის სულფატი არის რადიოგამჭვირვალე კონტრასტული საშუალება, რომელიც გამოიყენება გარკვეული სამედიცინო პრობლემების დიაგნოსტიკისთვის. ვინაიდან ასეთი ნივთიერებები გაუმჭვირვალეა რენტგენის სხივებისთვის (ისინი ბლოკავენ მათ მაღალი სიმკვრივის შედეგად), სხეულის ის ადგილები, რომლებშიც ისინი ლოკალიზებულია, რენტგენის ფილაზე თეთრი უბნების სახით გამოჩნდება. ეს ქმნის აუცილებელ განსხვავებას ერთ (დიაგნოსტირებული) ორგანოსა და სხვა (მიმდებარე) ქსოვილებს შორის. კონტრასტი დაეხმარება ექიმს დაინახოს რაიმე განსაკუთრებული მდგომარეობა, რომელიც შეიძლება არსებობდეს ამ ორგანოსა თუ სხეულის ნაწილზე.

ბარიუმის სულფატს იღებენ პირის ღრუში ან რექტალურად კლიზმით. პირველ შემთხვევაში ის ხდის საყლაპავ მილს, კუჭს ან წვრილი ნაწლავს რენტგენის სხივების მიმართ გაუმჭვირვალეს. ამ გზით მათი გადაღება შესაძლებელია. თუ ნივთიერება შეჰყავთ კლიზმით, მსხვილი ნაწლავის ან ნაწლავების დანახვა და ჩაწერა შესაძლებელია რენტგენის საშუალებით.

ბარიუმის სულფატის დოზა განსხვავებული იქნება სხვადასხვა პაციენტისთვის, ტესტის ტიპის მიხედვით. პრეპარატი ხელმისაწვდომია სპეციალური სამედიცინო ბარიუმის სუსპენზიის ან ტაბლეტების სახით. სხვადასხვა ტესტები, რომლებიც საჭიროებენ კონტრასტს და რენტგენის აღჭურვილობას, საჭიროებენ სხვადასხვა რაოდენობის სუსპენზიას (ზოგიერთ შემთხვევაში პრეპარატის მიღება შესაძლებელია ტაბლეტის სახით). კონტრასტული მასალის გამოყენება უნდა მოხდეს მხოლოდ ექიმის უშუალო მეთვალყურეობის ქვეშ.

სტატიის შინაარსი

ბარიუმი– პერიოდული სისტემის მე-2 ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 56, ფარდობითი ატომური მასა 137,33. მდებარეობს მეექვსე პერიოდში ცეზიუმსა და ლანთანს შორის. ბუნებრივი ბარიუმი შედგება შვიდი სტაბილური იზოტოპისგან 130(0.101%), 132(0.097%), 134(2.42%), 135(6.59%), 136(7.81%), 137(11.32%) და 138 (11.32%) და 137 (11.32%) და 138. 71,66%). ბარიუმი უმეტეს ქიმიურ ნაერთებში ავლენს მაქსიმალურ ჟანგვის მდგომარეობას +2, მაგრამ ასევე შეიძლება ჰქონდეს ნულოვანი ჟანგვის მდგომარეობა. ბუნებაში, ბარიუმი გვხვდება მხოლოდ ორვალენტიან მდგომარეობაში.

აღმოჩენის ისტორია.

1602 წელს კასკიაროლომ (ბოლონელმა ფეხსაცმლის მწარმოებელმა და ალქიმიკოსმა) ირგვლივ მთებში აიღო ქვა, რომელიც იმდენად მძიმე იყო, რომ კასკიაროლოს ეჭვი ეპარებოდა, რომ ეს ოქრო იყო. ცდილობდა ოქროს ქვისგან გამოყოფას, ალქიმიკოსმა იგი ქვანახშირით დაასველა. მიუხედავად იმისა, რომ ოქროს გამოყოფა შეუძლებელი იყო, ექსპერიმენტმა აშკარად გამამხნევებელი შედეგები მოიტანა: გაცივებული კალცინაციის პროდუქტი სიბნელეში მოწითალო ანათებდა. ასეთი უჩვეულო აღმოჩენის ამბავმა ნამდვილი სენსაცია შექმნა ალქიმიურ საზოგადოებაში და უჩვეულო მინერალმა, რომელმაც არაერთი სახელი მიიღო - მზის ქვა (Lapis solaris), ბოლონეზის ქვა (Lapis Boloniensis), ბოლონეზის ფოსფორი (Phosphorum Boloniensis) გახდა მონაწილე. სხვადასხვა ექსპერიმენტები. მაგრამ დრო გავიდა და ოქრო არც კი ფიქრობდა გამორჩევაზე, ამიტომ ახალი მინერალისადმი ინტერესი თანდათან გაქრა და დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა თაბაშირის ან კირის შეცვლილ ფორმად. მხოლოდ საუკუნენახევრის შემდეგ, 1774 წელს, ცნობილი შვედი ქიმიკოსები კარლ შელიდა იუჰან განმა გულდასმით შეისწავლეს "ბოლონის ქვა" და აღმოაჩინა, რომ მასში შედიოდა რაიმე სახის "მძიმე დედამიწა". მოგვიანებით, 1779 წელს, გიტონ დე მორვომ ამ „მიწას“ ბაროტე (ბაროტე) დაარქვა ბერძნული სიტყვიდან „ბარუე“ - მძიმე, მოგვიანებით კი სახელი შეუცვალა ბარიტს (ბარიტს). ამ სახელწოდებით ბარიუმის დედამიწა გამოჩნდა მე -18 საუკუნის ბოლოს და მე -19 საუკუნის დასაწყისის ქიმიის სახელმძღვანელოებში. ასე, მაგალითად, სახელმძღვანელოში A.L.Lavoisier(1789 წ.) ბარიტი შეტანილია მარილწარმომქმნელი მიწიერი მარტივი სხეულების ნუსხაში, ხოლო ბარიტს სხვა სახელი ეწოდა - „მძიმე მიწა“ (terre pesante, ლათ. terra ponderosa). მინერალში შემავალ ჯერ კიდევ უცნობ ლითონს ბარიუმი (ლათინურად - Barium) ეწოდა. XIX საუკუნის რუსულ ლიტერატურაში. ასევე გამოიყენებოდა სახელები ბარიტი და ბარიუმი. შემდეგი ცნობილი ბარიუმის მინერალი იყო ბუნებრივი ბარიუმის კარბონატი, რომელიც აღმოაჩინა 1782 წელს უიზერინგმა და მოგვიანებით მის საპატივსაცემოდ დაარქვეს უიტერიტი. ბარიუმის ლითონი პირველად ინგლისელმა მოიპოვა ჰამფრი დეივი 1808 წელს სველი ბარიუმის ჰიდროქსიდის ელექტროლიზით ვერცხლისწყლის კათოდით და ბარიუმის ამალგამიდან ვერცხლისწყლის შემდგომი აორთქლებით. უნდა აღინიშნოს, რომ იმავე 1808 წელს, დევიზე ცოტა ადრე, შვედმა ქიმიკოსმა მიიღო ბარიუმის ამალგამი. იენს ბერცელიუსი. მიუხედავად მისი სახელისა, ბარიუმი შედარებით მსუბუქი ლითონი აღმოჩნდა 3,78 გ/სმ 3 სიმკვრივით, ამიტომ 1816 წელს ინგლისელმა ქიმიკოსმა კლარკმა შესთავაზა უარი ეთქვა სახელწოდებაზე „ბარიუმი“ იმ მოტივით, რომ თუ ბარიუმის მიწა (ბარიუმის ოქსიდი) ნამდვილად არის. უფრო მძიმე ვიდრე სხვა მიწები (ოქსიდები), მაშინ ლითონი, პირიქით, უფრო მსუბუქია ვიდრე სხვა ლითონები. კლარკს სურდა დაერქვა ამ ელემენტს პლუტონიუმი ძველი რომაული ღმერთის, პლუტონის მიწისქვეშა სამეფოს მმართველის პატივსაცემად, მაგრამ ამ წინადადებას სხვა მეცნიერების მხარდაჭერა არ მოჰყოლია და მსუბუქ ლითონს კვლავ "მძიმე" უწოდეს.

ბარიუმი ბუნებაში.

დედამიწის ქერქი შეიცავს 0,065% ბარიუმს, ის გვხვდება სულფატის, კარბონატის, სილიკატების და ალუმოსილიკატების სახით. ბარიუმის ძირითადი მინერალებია ზემოხსენებული ბარიტი (ბარიუმის სულფატი), რომელსაც ასევე უწოდებენ მძიმე ან სპარსული სპარს, და ვეტერიტი (ბარიუმის კარბონატი). ბარიტის მსოფლიო მინერალური რესურსები 1999 წელს შეფასდა 2 მილიარდ ტონად, მათი მნიშვნელოვანი ნაწილი კონცენტრირებულია ჩინეთში (დაახლოებით 1 მილიარდი ტონა) და ყაზახეთში (0,5 მილიარდი ტონა). ბარიტის დიდი მარაგია აშშ-ში, ინდოეთში, თურქეთში, მაროკოში და მექსიკაში. რუსული ბარიტის რესურსები შეფასებულია 10 მილიონ ტონაზე, მისი წარმოება ხორციელდება სამ ძირითად საბადოზე, რომლებიც მდებარეობს ხაკასიაში, კემეროვოსა და ჩელიაბინსკის რეგიონებში. ბარიტის მთლიანი წლიური წარმოება მსოფლიოში დაახლოებით 7 მილიონი ტონაა, რუსეთი აწარმოებს 5 ათას ტონას და შემოაქვს 25 ათასი ტონა ბარიტი წელიწადში.

ქვითარი.

ბარიუმის და მისი ნაერთების წარმოების ძირითადი ნედლეული არის ბარიტი და, ნაკლებად ხშირად, ვეტერიტი. ამ მინერალების ნახშირით, კოქსით ან ბუნებრივი აირით შემცირებით, მიიღება ბარიუმის სულფიდი და ბარიუმის ოქსიდი, შესაბამისად:

BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO

BaSO 4 + 2CH 4 = BaS + 2C + 4H 2 O

BaCO 3 + C = BaO + 2CO

ბარიუმის ლითონი მიიღება ალუმინის ოქსიდით მისი შემცირებით.

3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

ეს პროცესი პირველად რუსმა ფიზიკოსმა ჩაატარა ნ.ნ.ბეკეტოვი. ასე აღწერდა მან თავის ექსპერიმენტებს: ”მე ავიღე უწყლო ბარიუმის ოქსიდი და დავამატე გარკვეული რაოდენობის ბარიუმის ქლორიდი, ნაკადის მსგავსად, ეს ნარევი თიხის ნაჭრებთან ერთად (ალუმინი) ჩავყარე ნახშირბადის ჭურჭელში და გავაცხელე რამდენიმე ხნის განმავლობაში. საათები. ჭურჭლის გაციების შემდეგ მე ვიპოვე მასში თიხისგან სრულიად განსხვავებული ტიპისა და ფიზიკური თვისებების ლითონის შენადნობი. ამ შენადნობას აქვს უხეში კრისტალური სტრუქტურა, ძალიან მყიფეა, ახალ ნაპრალს აქვს სუსტი მოყვითალო ბზინვარება; ანალიზმა აჩვენა, რომ 100 საათის განმავლობაში იგი შედგება 33,3 ბარიუმისგან და 66,7 თიხისგან, ან სხვაგვარად, ბარიუმის ერთი ნაწილი შეიცავდა თიხის ორ ნაწილს...” ამჟამად, ალუმინის შემცირების პროცესი ხორციელდება ვაკუუმში 1100-დან 1250 ° C ტემპერატურაზე, ხოლო შედეგად მიღებული ბარიუმი აორთქლდება და კონდენსირდება რეაქტორის გრილ ნაწილებზე.

გარდა ამისა, ბარიუმის მიღება შესაძლებელია ბარიუმის და კალციუმის ქლორიდების მდნარი ნარევის ელექტროლიზით.

მარტივი ნივთიერება.

ბარიუმი მოვერცხლისფრო-თეთრი ელასტიური ლითონია, რომელიც მკვეთრად დარტყმის დროს იშლება. დნობის წერტილი 727°C, დუღილის წერტილი 1637°C, სიმკვრივე 3.780 გ/სმ 3. ნორმალურ წნევაზე ის არსებობს ორ ალოტროპულ მოდიფიკაციაში: a -Ba კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსით სტაბილურია 375°C-მდე; b-Ba სტაბილურია 375°C-ზე ზემოთ. ამაღლებული წნევის დროს იქმნება ექვსკუთხა მოდიფიკაცია. ლითონის ბარიუმს აქვს მაღალი ქიმიური აქტივობა, ის ინტენსიურად იჟანგება ჰაერში, წარმოქმნის BaO, BaO 2 და Ba 3 N 2 შემცველ გარსს და ანთებს მცირე გაცხელებით ან ზემოქმედებით.

2Ba + O 2 = 2BaO; Ba + O 2 = BaO 2; 3Ba + N 2 = Ba 3 N 2,

ამიტომ, ბარიუმი ინახება ნავთის ან პარაფინის ფენის ქვეშ. ბარიუმი ენერგიულად რეაგირებს წყალთან და მჟავას ხსნარებთან, წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდროქსიდს ან შესაბამის მარილებს:

Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

Ba + 2HCl = BaCl 2 + H 2

ჰალოგენებთან ერთად ბარიუმი ქმნის ჰალოგენებს, წყალბადთან და აზოტთან ერთად, გაცხელებისას, იგი წარმოქმნის შესაბამისად ჰიდრიდს და ნიტრიდს.

Ba + Cl 2 = BaCl 2; Ba + H 2 = BaH 2

ლითონური ბარიუმი იხსნება თხევად ამიაკში და წარმოიქმნება მუქი ლურჯი ხსნარი, საიდანაც შეიძლება გამოიყოს ამიაკი Ba(NH 3) 6 - ოქროსფერი ბზინვარების მქონე კრისტალები, რომლებიც ადვილად იშლება ამიაკის გამოყოფით. ამ ნაერთში ბარიუმს აქვს ნულოვანი ჟანგვის მდგომარეობა.

გამოყენება ინდუსტრიასა და მეცნიერებაში.

ბარიუმის ლითონის გამოყენება ძალიან შეზღუდულია მისი მაღალი ქიმიური რეაქტიულობის გამო; ბარიუმის ნაერთები ბევრად უფრო ფართოდ გამოიყენება. ბარიუმის შენადნობი ალუმინთან - ალბას შენადნობი, რომელიც შეიცავს 56% Ba-ს - წარმოადგენს გეტერების საფუძველს (ნარჩენი აირების შთამნთქმელი ვაკუუმ ტექნოლოგიაში). თავად გეტერის მისაღებად ბარიუმის აორთქლება ხდება შენადნობიდან მოწყობილობის ევაკუირებულ კოლბაში გაცხელებით, რის შედეგადაც კოლბის ცივ ნაწილებზე წარმოიქმნება „ბარიუმის სარკე“. მცირე რაოდენობით ბარიუმი გამოიყენება მეტალურგიაში გამდნარი სპილენძისა და ტყვიის გასაწმენდად გოგირდის, ჟანგბადისა და აზოტის მინარევებისაგან. ბარიუმი ემატება ბეჭდვასა და ანტიფრიქციულ შენადნობებს; ბარიუმის და ნიკელის შენადნობი გამოიყენება რადიო მილების და ნაპერწკლების ელექტროდების ნაწილების დასამზადებლად კარბურატორის ძრავებში. გარდა ამისა, არსებობს ბარიუმის არასტანდარტული გამოყენება. ერთ-ერთი მათგანია ხელოვნური კომეტების შექმნა: კოსმოსური ხომალდიდან გამოთავისუფლებული ბარიუმის ორთქლი ადვილად იონიზდება მზის სხივებით და გადაიქცევა კაშკაშა პლაზმურ ღრუბლად. პირველი ხელოვნური კომეტა შეიქმნა 1959 წელს საბჭოთა ავტომატური პლანეტათაშორისი სადგურის Luna-1-ის ფრენისას. 1970-იანი წლების დასაწყისში გერმანელმა და ამერიკელმა ფიზიკოსებმა, რომლებიც ატარებდნენ კვლევას დედამიწის ელექტრომაგნიტურ ველზე, გამოუშვეს 15 კილოგრამი ბარიუმის ფხვნილი კოლუმბიის თავზე. შედეგად მიღებული პლაზმური ღრუბელი გადაჭიმული იყო მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ, რამაც შესაძლებელი გახადა მათი პოზიციის გარკვევა. 1979 წელს ავრორას შესასწავლად გამოიყენეს ბარიუმის ნაწილაკების ჭავლები.

ბარიუმის ნაერთები.

ორვალენტიანი ბარიუმის ნაერთები ყველაზე დიდი პრაქტიკული ინტერესია.

ბარიუმის ოქსიდი(BaO): შუალედური პროდუქტი ბარიუმის წარმოებაში - ცეცხლგამძლე (დნობის წერტილი დაახლოებით 2020 ° C) თეთრი ფხვნილი, რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდროქსიდს, შთანთქავს ნახშირორჟანგს ჰაერიდან, გადაიქცევა კარბონატად:

BaO + H 2 O = Ba(OH) 2; BaO + CO 2 = BaCO 3

ჰაერში 500-600°C ტემპერატურაზე კალცინაციისას, ბარიუმის ოქსიდი რეაგირებს ჟანგბადთან, წარმოქმნის პეროქსიდს, რომელიც შემდგომი გაცხელებისას 700°C-მდე კვლავ გარდაიქმნება ოქსიდად, გამოიყოფა ჟანგბადი:

2BaO + O 2 = 2BaO 2; 2BaO2 = 2BaO + O2

ასე იღებდნენ ჟანგბადს მე-19 საუკუნის ბოლომდე, სანამ არ შეიმუშავეს თხევადი ჰაერის გამოხდით ჟანგბადის გამოყოფის მეთოდი.

ლაბორატორიაში ბარიუმის ოქსიდის მომზადება შესაძლებელია ბარიუმის ნიტრატის კალცინით:

2Ba(NO3)2 = 2BaO + 4NO2 + O2

ახლა ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება როგორც წყლის ამოღება, ბარიუმის პეროქსიდის მისაღებად და ბარიუმის ფერატისგან კერამიკული მაგნიტების დასამზადებლად (ამისთვის, ბარიუმის და რკინის ოქსიდის ფხვნილების ნარევი ადუღდება პრესის ქვეშ ძლიერ მაგნიტურ ველში), მაგრამ ბარიუმის ოქსიდის ძირითადი გამოყენება არის თერმიონული კათოდების წარმოება. 1903 წელს ახალგაზრდა გერმანელმა მეცნიერმა ვენელტმა გამოსცადა მყარი სხეულებიდან ელექტრონის ემისიის კანონი, რომელიც ცოტა ხნით ადრე აღმოაჩინა ინგლისელმა ფიზიკოსმა. რიჩარდსონი. პლატინის მავთულის პირველმა ექსპერიმენტმა სრულად დაადასტურა კანონი, მაგრამ საკონტროლო ექსპერიმენტი ჩაიშალა: ელექტრონების ნაკადმა მკვეთრად გადააჭარბა მოსალოდნელს. ვინაიდან ლითონის თვისებები არ შეიცვლებოდა, ვენელტმა ჩათვალა, რომ პლატინის ზედაპირზე იყო რაიმე სახის მინარევები. ზედაპირის შესაძლო დამაბინძურებლების ტესტირების შემდეგ, ის დარწმუნდა, რომ დამატებით ელექტრონებს ასხივებდა ბარიუმის ოქსიდი, რომელიც ექსპერიმენტში გამოყენებული ვაკუუმური ტუმბოს საპოხი მასალის ნაწილი იყო. თუმცა, სამეცნიერო სამყარომ მაშინვე არ აღიარა ეს აღმოჩენა, რადგან მისი დაკვირვება ვერ გამრავლდა. მხოლოდ თითქმის მეოთხედი საუკუნის შემდეგ, ინგლისელმა კოლერმა აჩვენა, რომ მაღალი თერმიონული ემისიის გამოსავლენად, ბარიუმის ოქსიდი უნდა გაცხელდეს ჟანგბადის ძალიან დაბალი წნევით. ამ ფენომენის ახსნა მხოლოდ 1935 წელს შეიძლებოდა. გერმანელმა მეცნიერმა პოლმა თქვა, რომ ელექტრონები გამოიყოფა ოქსიდში ბარიუმის მცირე მინარევებისაგან: დაბალი წნევის დროს ჟანგბადის ნაწილი აორთქლდება ოქსიდიდან, ხოლო დარჩენილი ბარიუმი ადვილად იონიზდება და წარმოიქმნება. თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც ტოვებენ კრისტალს გაცხელებისას:

2BaO = 2Ba + O 2; Ba = Ba 2+ + 2е

ამ ჰიპოთეზის სისწორე საბოლოოდ დაადგინეს 1950-იანი წლების ბოლოს საბჭოთა ქიმიკოსებმა ა. ბუნდელმა და პ. კოვტუნმა, რომლებმაც გაზომეს ბარიუმის მინარევების კონცენტრაცია ოქსიდში და შეადარეს იგი თერმიონული ელექტრონების გამოსხივების ნაკადს. ახლა ბარიუმის ოქსიდი თერმიონული კათოდების უმეტესობის აქტიური ნაწილია. მაგალითად, ელექტრონების სხივი, რომელიც ქმნის გამოსახულებას ტელევიზორის ეკრანზე ან კომპიუტერის მონიტორზე, გამოიყოფა ბარიუმის ოქსიდით.

ბარიუმის ჰიდროქსიდი, ოქტაჰიდრატი(Ba(OH)2· 8H2O). თეთრი ფხვნილი, ძალიან ხსნადი ცხელ წყალში (50%-ზე მეტი 80°C-ზე), უარესი ცივ წყალში (3,7% 20°C-ზე). ოქტაჰიდრატის დნობის წერტილი არის 78°C; 130°C-მდე გაცხელებისას ის უწყლო Ba(OH) 2-ად იქცევა. ბარიუმის ჰიდროქსიდი წარმოიქმნება ოქსიდის ცხელ წყალში გახსნით ან ბარიუმის სულფიდის გაცხელებით ზედმეტად გახურებულ ორთქლში. ბარიუმის ჰიდროქსიდი ადვილად რეაგირებს ნახშირორჟანგთან, ამიტომ მისი წყალხსნარი, სახელწოდებით "ბარიტის წყალი", გამოიყენება ანალიტიკურ ქიმიაში, როგორც CO 2-ის რეაგენტი. გარდა ამისა, "ბარიტის წყალი" ემსახურება როგორც სულფატისა და კარბონატული იონების რეაგენტს. ბარიუმის ჰიდროქსიდი გამოიყენება მცენარეული და ცხოველური ზეთებიდან და სამრეწველო ხსნარებიდან სულფატის იონების მოსაშორებლად, რუბიდიუმის და ცეზიუმის ჰიდროქსიდების მისაღებად, როგორც საპოხი მასალების კომპონენტი.

ბარიუმის კარბონატი(BaCO3). ბუნებაში, მინერალი არის ვიტერიტი. თეთრი ფხვნილი, წყალში უხსნადი, ხსნადი ძლიერ მჟავებში (გარდა გოგირდმჟავისა). 1000°C-მდე გაცხელებისას ის იშლება და გამოყოფს CO 2-ს:

BaCO 3 = BaO + CO 2

ბარიუმის კარბონატს უმატებენ მინას მისი რეფრაქციული ინდექსის გასაზრდელად და ემატება მინანქარსა და მინანქარს.

ბარიუმის სულფატი(BaSO4). ბუნებაში - ბარიტი (მძიმე ან სპარსული სპარი) - ბარიუმის მთავარი მინერალი - არის თეთრი ფხვნილი (დნობის წერტილი დაახლოებით 1680 ° C), პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში (2,2 მგ / ლ 18 ° C ტემპერატურაზე), ნელა იხსნება კონცენტრირებულ გოგირდში. მჟავა.

საღებავების წარმოება დიდი ხანია ასოცირდება ბარიუმის სულფატთან. მართალია, თავიდან მისი გამოყენება კრიმინალურ ხასიათს ატარებდა: დაქუცმაცებულ ბარიტს ურევენ ტყვიის თეთრს, რამაც საგრძნობლად შეამცირა საბოლოო პროდუქტის ღირებულება და, ამავდროულად, გააუარესა საღებავის ხარისხი. თუმცა, ასეთი მოდიფიცირებული თეთრები იყიდებოდა იმავე ფასად, როგორც ჩვეულებრივი თეთრები, რაც მნიშვნელოვან მოგებას გამოიმუშავებდა საღებავი მცენარეების მფლობელებისთვის. ჯერ კიდევ 1859 წელს, მწარმოებლებისა და შიდა ვაჭრობის დეპარტამენტმა მიიღო ინფორმაცია იაროსლავის ქარხნის მფლობელების თაღლითური მაქინაციების შესახებ, რომლებიც ტყვიის თეთრს უმატებდნენ მძიმე სპარს, რაც „ატყუებს მომხმარებელს პროდუქტის ნამდვილ ხარისხზე და ასევე მიიღეს მოთხოვნა აკრძალულიყო. მწარმოებლებმა თქვეს ტყვიის თეთრის წარმოებაში სპარის გამოყენება. მაგრამ ამ ჩივილებმა არაფერი გამოუვიდა. საკმარისია ითქვას, რომ 1882 წელს იაროსლავში დაარსდა სპარის ქარხანა, რომელიც 1885 წელს აწარმოებდა 50 ათასი ფუნტი დაქუცმაცებული მძიმე სპარს. 1890-იანი წლების დასაწყისი დ.ი.მენდელეევიწერდა: „...ბარიტს უმატებენ თეთრ ნარევს ბევრ ქარხანაში, რადგან საზღვარგარეთიდან შემოტანილი თეთრი მასალები შეიცავს ამ ნარევს ფასის შესამცირებლად“.

ბარიუმის სულფატი არის ლითოპონის ნაწილი, არატოქსიკური თეთრი საღებავი, მაღალი დამალვის უნარით, რომელიც ფართოდ მოთხოვნადია ბაზარზე. ლითოპონის დასამზადებლად ურევენ ბარიუმის სულფიდისა და თუთიის სულფატის წყალხსნარებს, რომლის დროსაც ხდება გაცვლის რეაქცია და წვრილკრისტალური ბარიუმის სულფატისა და თუთიის სულფიდის - ლითოპონის ნარევი ნალექი და სუფთა წყალი რჩება ხსნარში.

BaS + ZnSO 4 = BaSO 4 Ї + ZnSЇ

ძვირადღირებული კლასის ქაღალდის წარმოებაში ბარიუმის სულფატი ასრულებს შემავსებლისა და წონის აგენტის როლს, რაც ქაღალდს უფრო თეთრს და მკვრივს ხდის; იგი ასევე გამოიყენება რეზინისა და კერამიკის შემავსებლად.

მსოფლიოში მოპოვებული ბარიტის 95%-ზე მეტი გამოიყენება სამუშაო ხსნარების მოსამზადებლად ღრმა ჭაბურღილების ბურღვისთვის.

ბარიუმის სულფატი ძლიერად შთანთქავს რენტგენის და გამა სხივებს. ეს თვისება ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში კუჭ-ნაწლავის დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის. ამისათვის პაციენტს ეძლევა საშუალება გადაყლაპოს ბარიუმის სულფატის სუსპენზია წყალში ან მისი ნარევი სემოლინის ფაფასთან - „ბარიუმის ფაფა“ და შემდეგ ექვემდებარება რენტგენის სხივებს. საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ის ნაწილები, რომლებშიც „ბარიუმის ფაფა“ გადის, სურათზე მუქი ლაქების სახით ჩანს. ამ გზით ექიმს შეუძლია მიიღოს წარმოდგენა კუჭისა და ნაწლავების ფორმაზე და დაადგინოს დაავადების ლოკალიზაცია. ბარიუმის სულფატი ასევე გამოიყენება ბარიტის ბეტონის დასამზადებლად, რომელიც გამოიყენება ატომური ელექტროსადგურებისა და ატომური სადგურების მშენებლობაში გამჭოლი რადიაციისგან დასაცავად.

ბარიუმის სულფიდი(BaS). შუალედური პროდუქტი ბარიუმის და მისი ნაერთების წარმოებაში. კომერციული პროდუქტი არის ნაცრისფერი ფხვიერი ფხვნილი, წყალში ცუდად ხსნადი. ბარიუმის სულფიდი გამოიყენება ლითოპონის წარმოებისთვის, ტყავის მრეწველობაში ტყავის თმის მოსაშორებლად და სუფთა წყალბადის სულფიდის წარმოებისთვის. BaS არის მრავალი ფოსფორის კომპონენტი - ნივთიერებები, რომლებიც ანათებენ სინათლის ენერგიის შთანთქმის შემდეგ. ეს არის ის, რაც Casciarolo-მ მიიღო ნახშირით ბარიტის კალცინით. თავისთავად, ბარიუმის სულფიდი არ ანათებს: მას სჭირდება გამააქტიურებელი ნივთიერებების - ბისმუტის, ტყვიის და სხვა ლითონების მარილების დამატება.

ბარიუმის ტიტანატი(BaTiO3). ბარიუმის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სამრეწველო ნაერთია თეთრი, ცეცხლგამძლე (დნობის წერტილი 1616 ° C) კრისტალური ნივთიერება, წყალში უხსნადი. ბარიუმის ტიტანატი მიიღება ტიტანის დიოქსიდის ბარიუმის კარბონატთან შერწყმით დაახლოებით 1300°C ტემპერატურაზე:

BaCO 3 + TiO 2 = BaTiO 3 + CO 2

ბარიუმის ტიტანატი არის ერთ-ერთი საუკეთესო ფეროელექტრიკა (), ძალიან ღირებული ელექტრო მასალა. 1944 წელს საბჭოთა ფიზიკოსმა ბ.მ.ვულმა აღმოაჩინა ბარიუმის ტიტანატის არაჩვეულებრივი ფეროელექტრული შესაძლებლობები (ძალიან მაღალი დიელექტრიკული მუდმივი), რომელიც ინარჩუნებდა მათ ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონში - თითქმის აბსოლუტური ნულიდან +125 ° C-მდე. ეს გარემოება, ისევე როგორც დიდი მექანიკური სიძლიერე და ბარიუმის ტიტანატის ტენიანობის წინააღმდეგობამ ხელი შეუწყო მის ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან ფეროელექტრიკას, რომელიც გამოიყენება, მაგალითად, ელექტრული კონდენსატორების წარმოებაში. ბარიუმის ტიტანატს, ისევე როგორც ყველა ფეროელექტრიკას, ასევე აქვს პიეზოელექტრული თვისებები: ის ცვლის თავის ელექტრულ მახასიათებლებს წნევის ქვეშ. ალტერნატიული ელექტრული ველის ზემოქმედებისას, მის კრისტალებში ხდება რხევები და, შესაბამისად, ისინი გამოიყენება პიეზოელემენტებში, რადიო სქემებში და ავტომატურ სისტემებში. ბარიუმის ტიტანატი გამოიყენებოდა გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენის მცდელობებში.

ბარიუმის სხვა ნაერთები.

ბარიუმის ნიტრატი და ქლორატი (Ba(ClO 3) 2) ფეიერვერკების განუყოფელი ნაწილია; ამ ნაერთების დამატება ცეცხლს აძლევს ნათელ მწვანე ფერს. ბარიუმის პეროქსიდი არის აალების ნარევების კომპონენტი ალუმინოთერმიისთვის. ბარიუმის (Ba) ტეტრაციანოპლატინატი (II) ანათებს რენტგენის და გამა სხივების ზემოქმედებისას. 1895 წელს გერმანელი ფიზიკოსი ვილჰელმ რენტგენიამ ნივთიერების სიკაშკაშეზე დაკვირვებით, მან შესთავაზა ახალი რადიაციის არსებობას, რომელსაც მოგვიანებით რენტგენი უწოდეს. ახლა ბარიუმის ტეტრაციანოპლატინატი (II) გამოიყენება ინსტრუმენტების მანათობელი ეკრანების დასაფარად. ბარიუმის თიოსულფატი (BaS 2 O 3) უფერო ლაქს ანიჭებს მარგალიტისფერ ელფერს და მისი წებოს შერევით შეგიძლიათ მიაღწიოთ მარგალიტის სრულ იმიტაციას.

ბარიუმის ნაერთების ტოქსიკოლოგია.

ყველა ხსნადი ბარიუმის მარილი შხამიანია. ბარიუმის სულფატი, რომელიც გამოიყენება ფლუოროსკოპიაში, პრაქტიკულად არატოქსიკურია. ბარიუმის ქლორიდის ლეტალური დოზაა 0,8–0,9 გ, ბარიუმის კარბონატი 2–4 გ შხამიანი ბარიუმის ნაერთების მიღებისას პირის ღრუში წვის შეგრძნება, ტკივილი კუჭში, ნერწყვდენა, გულისრევა, ღებინება, თავბრუსხვევა, კუნთების სისუსტე, ჩნდება ქოშინი, გულისცემის შენელება და არტერიული წნევის ვარდნა. ბარიუმის მოწამვლის ძირითადი მკურნალობა არის კუჭის ამორეცხვა და საფაღარათო საშუალებების გამოყენება.

ადამიანის ორგანიზმში ბარიუმის ძირითადი წყაროა საკვები (განსაკუთრებით ზღვის პროდუქტები) და სასმელი წყალი. ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის რეკომენდაციით, ბარიუმის შემცველობა სასმელ წყალში არ უნდა აღემატებოდეს 0,7 მგ/ლ, რუსეთში გაცილებით მკაცრი სტანდარტები მოქმედებს - 0,1 მგ/ლ.

იური კრუტიაკოვი

ბარიუმი არის ტუტე მიწის ლითონი, რომელიც იკავებს 56-ე ადგილს ქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში. ძველი ბერძნულიდან თარგმნილი ნივთიერების სახელი ნიშნავს "მძიმე".

ბარიუმის მახასიათებლები

მეტალს აქვს ატომური მასა 137 გ/მმოლი და სიმკვრივე დაახლოებით 3,7 გ/სმ 3. ის არის ძალიან მსუბუქი და რბილი - მისი მაქსიმალური სიმტკიცე მოჰსის სკალაზე 3 ქულაა. ვერცხლისწყლის მინარევების შემთხვევაში, ბარიუმის სისუსტე მნიშვნელოვნად იზრდება.

ლითონს აქვს ღია ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ფერი. თუმცა, ლითონი ასევე ცნობილია თავისი მწვანე ფერით, რომელიც მიიღება ქიმიური რეაქციის შედეგად, რომელშიც შედის ელემენტის მარილები (მაგალითად, ბარიუმის სულფატი). თუ შუშის ჯოხს ჩავუღრმავებთ ბარიუმში და მივიღებთ ღია ცეცხლზე, დავინახავთ მწვანე ალი. ეს მეთოდი შესაძლებელს ხდის მკაფიოდ განისაზღვროს მძიმე ლითონის მინარევების მინიმალური შემცველობაც კი.

ბარიუმის კრისტალურ გისოსს, რომლის დაკვირვებაც შესაძლებელია ლაბორატორიულ პირობებშიც კი, კუბური ფორმა აქვს. აღსანიშნავია, რომ ბუნებაში სუფთა ბარიუმის პოვნა ასევე მიზანშეწონილია. დღეს ცნობილია ლითონის ორი მოდიფიკაცია, რომელთაგან ერთი მდგრადია ტემპერატურის მატებამდე 365 0 C-მდე, ხოლო მეორე უძლებს ტემპერატურას 375-710 0 C დიაპაზონში. ბარიუმის დუღილის წერტილი არის 1696 წელი. 0 C.

ბარიუმი, სხვა ტუტე დედამიწის ლითონებთან ერთად, ავლენს ქიმიურ აქტივობას. ის ჯგუფში საშუალო პოზიციას იკავებს, უკან ტოვებს სტრონციუმს და კალციუმს, რომელთა შენახვა შესაძლებელია ღია ცის ქვეშ, მაგრამ ბარიუმზე ამის თქმა არ შეიძლება. ლითონის შესანახად შესანიშნავი საშუალებაა პარაფინის ზეთი, რომელშიც პირდაპირ ჩაეფლო ბარიუმი ან ნავთობის ეთერი.

ბარიუმი რეაგირებს ჟანგბადთან, თუმცა რეაქციის შედეგად მისი ბზინვარება იკარგება, რის შემდეგაც ლითონი ჯერ მოყვითალო ელფერს იძენს, შემდეგ ყავისფერდება და საბოლოოდ იძენს ნაცრისფერ ფერს. ეს არის ბარიუმის ოქსიდის თანდაყოლილი გარეგნობა. როდესაც ატმოსფერო თბება, ბარიუმი ფეთქებადი ხდება.

მენდელეევის პერიოდული სისტემის 56-ე ელემენტი ასევე ურთიერთქმედებს წყალთან, რის შედეგადაც ხდება რეაქცია, რომელიც ჟანგბადთან რეაქციის საპირისპიროა. ამ შემთხვევაში, სითხე ექვემდებარება დაშლას. ეს რეაქცია ხორციელდება ექსკლუზიურად სუფთა ლითონის მიერ, რის შემდეგაც იგი ხდება ბარიუმის ჰიდროქსიდი. თუ ლითონის მარილები კონტაქტში შედიან წყალთან, მაშინ ჩვენ ვერ ვნახავთ რეაქციას, რადგან არაფერი მოხდება. მაგალითად, მისი ქლორიდი წყალში უხსნადია და აქტიური რეაქცია შეიძლება შეინიშნოს მხოლოდ მჟავე გარემოსთან ურთიერთობისას.

ლითონი ადვილად რეაგირებს წყალბადთან, მაგრამ ამისათვის საჭიროა გარკვეული პირობების შექმნა, კერძოდ, ტემპერატურის მატება. ამ შემთხვევაში გამომავალი არის ბარიუმის ჰიდრიდი. ტემპერატურის გაზრდის პირობებში, ელემენტი 56 ასევე რეაგირებს ამიაკთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნიტრიდი. თუ ტემპერატურა კიდევ უფრო გაიზარდა, ციანიდის წარმოება შესაძლებელია.

ბარიუმის ხსნარს აქვს დამახასიათებელი ლურჯი ფერი, რომელიც მიიღება თხევად აგრეგატულ მდგომარეობაში ამიაკის რეაქციის შედეგად. თუ პლატინის კატალიზატორი დაემატება, წარმოიქმნება ბარიუმის ამიდი. თუმცა, ამ ნივთიერების გამოყენების ფარგლები შორს არის ფართო - ის გამოიყენება ექსკლუზიურად, როგორც რეაგენტი.

ცხრილი 1. ბარიუმის თვისებები

დამახასიათებელი	მნიშვნელობა
ატომის თვისებები
სახელი, სიმბოლო, ნომერი	ბარიუმი / Barium (Ba), 56
ატომური მასა (მოლური მასა)	137.327 (7) ა. ე.მ. (გ/მოლი)
ელექტრონული კონფიგურაცია	6s2
ატომური რადიუსი	222 საათი
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი	საღამოს 198
იონის რადიუსი	(+2e) 134 pm
ელექტრონეგატიურობა	0.89 (პოლინგის მასშტაბი)
ელექტროდის პოტენციალი	-2,906
ჟანგვის მდგომარეობები	2
იონიზაციის ენერგია (პირველი ელექტრონი)	502.5 (5.21) კჯ/მოლი (eV)
მარტივი ნივთიერების თერმოდინამიკური თვისებები
სიმკვრივე (ნორმალურ პირობებში)	3.5 გ/სმ³
დნობის ტემპერატურა	1 002 კ
დუღილის ტემპერატურა	1 910 კ
უდ. შერწყმის სითბო	7,66 კჯ/მოლ
უდ. აორთქლების სითბო	142,0 კჯ/მოლ
მოლური სითბოს ტევადობა	28.1 ჯ/(კ მოლი)
მოლური მოცულობა	39.0 სმ³/მოლ
მარტივი ნივთიერების კრისტალური გისოსი
გისოსების სტრუქტურა	კუბურ სხეულზე ორიენტირებული
გისოსების პარამეტრები	5.020 Å
სხვა მახასიათებლები
თბოგამტარობა	(300 K) (18.4) ვ/(მ K)
CAS ნომერი	7440-39-3

ბარიუმის მიღება

მეტალი პირველად მე-18 საუკუნის მეორე ნახევარში (1774 წელს) მიიღეს ქიმიკოსებმა კარლ შილემ და იოჰან ჰანმა. შემდეგ მიიღეს ლითონის ოქსიდი. რამდენიმე წლის შემდეგ, ჰამფრი დევიმ მოახერხა ლითონის ამალგამის წარმოება სველი ბარიუმის ჰიდროქსიდის ელექტროლიზით ვერცხლისწყლის კათოდით, რომელიც მან დაქვემდებარება სითბოს და აორთქლდა ვერცხლისწყალი, რითაც მიიღო ბარიუმის ლითონი.

ბარიუმის ლითონის წარმოება თანამედროვე ლაბორატორიულ პირობებში ხორციელდება ატმოსფეროსთან დაკავშირებული რამდენიმე გზით. ბარიუმის გამოყოფა ხორციელდება ვაკუუმში ზედმეტად აქტიური რეაქციის გამო, რომელიც გამოიყოფა ბარიუმის ჟანგბადთან რეაგირებისას.

ბარიუმის ოქსიდი და ქლორიდი მიიღება მეტალოთერმული შემცირებით 1200 0 C-მდე ტემპერატურის გაზრდის პირობებში.

ასევე, სუფთა ლითონის გამოყოფა შესაძლებელია მისი ჰიდრიდისა და ნიტრიდისგან თერმული დაშლის გამოყენებით. ანალოგიურად მიიღება კალიუმი. ამ პროცესის განსახორციელებლად საჭიროა სპეციალური კაფსულები სრული დალუქვით, ასევე კვარცის ან ფაიფურის არსებობა. ასევე შესაძლებელია ბარიუმის მიღება ელექტროლიზით, რომლითაც შესაძლებელია ელემენტის იზოლირება გამდნარი ბარიუმის ქლორიდისგან ვერცხლისწყლის კათოდით.

ბარიუმის გამოყენება

ყველა იმ თვისების გათვალისწინებით, რაც აქვს პერიოდული ცხრილის 56-ე ელემენტს, ბარიუმი საკმაოდ პოპულარული ლითონია. ასე რომ, იგი გამოიყენება:

ვაკუუმური ელექტრონული მოწყობილობების წარმოებაში. ამ შემთხვევაში, ბარიუმის ლითონი, ან მისი შენადნობი ალუმინის, გამოიყენება როგორც გაზის შთამნთქმელი. და მისი ოქსიდი სხვა ტუტე დედამიწის ლითონების ოქსიდების მყარი ხსნარის შემადგენლობაში გამოიყენება როგორც არაპირდაპირი არხის კათოდების აქტიური ფენა.
როგორც მასალა, რომელსაც შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს კოროზიას. ამ მიზნით, ლითონი ცირკონიუმთან ერთად ემატება თხევადი ლითონის გამაგრილებლებს, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს მილსადენებზე აგრესიული ეფექტი. ბარიუმის ამ გამოყენებამ თავისი ადგილი იპოვა მეტალურგიულ ინდუსტრიაში.
ბარიუმს შეუძლია იმოქმედოს როგორც ფეროელექტრული და პიეზოელექტრული. მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ბარიუმის ტიტანატი, რომელიც მოქმედებს როგორც დიელექტრიკი კერამიკული კონდენსატორების წარმოებისას, ასევე მასალა, რომელიც გამოიყენება პიეზოელექტრიკულ მიკროფონებსა და პიეზოკერამიკულ ემიტერებში.
ოპტიკურ ინსტრუმენტებში. გამოიყენება ბარიუმის ფტორიდი, რომელსაც აქვს ერთკრისტალების ფორმა.
როგორც პიროტექნიკის განუყოფელი ელემენტი. ლითონის პეროქსიდი გამოიყენება როგორც ჟანგვის აგენტი. ბარიუმის ნიტრატი და ქლორატი მოქმედებენ როგორც ნივთიერებები, რომლებიც ცეცხლს ანიჭებენ გარკვეულ ფერს (მწვანე).
ბირთვულ-წყალბადის ენერგიაში. აქ ბარიუმის ქრომატი აქტიურად გამოიყენება თერმოქიმიური მეთოდით წყალბადისა და ჟანგბადის წარმოებაში.
ბირთვულ ენერგიაში. ლითონის ოქსიდი არის გარკვეული კლასის მინის დამზადების პროცესის განუყოფელი კომპონენტი, რომელიც ფარავს ურანის ღეროებს.
როგორც ქიმიური დენის წყარო. ამ შემთხვევაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბარიუმის რამდენიმე ნაერთი: ფტორი, ოქსიდი და სულფატი. პირველი ნაერთი გამოიყენება მყარი მდგომარეობის ფტორის ბატარეებში, როგორც ფტორის ელექტროლიტის კომპონენტი. ოქსიდმა იპოვა თავისი ადგილი მაღალი სიმძლავრის სპილენძის ოქსიდის ბატარეებში, როგორც აქტიური მასის კომპონენტი. და ეს უკანასკნელი ნივთიერება გამოიყენება, როგორც უარყოფითი ელექტროდის აქტიური მასის გამაფართოებელი ტყვიის მჟავა ბატარეების წარმოებისას.
მედიცინაში. ბარიუმის სულფატი არის უხსნადი ნივთიერება, რომელიც სრულიად არატოქსიკურია. ამასთან დაკავშირებით, იგი გამოიყენება როგორც რადიოგამჭვირვალე მასალა კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის კვლევების დროს.

ცხრილი 2. ბარიუმის გამოყენება

განაცხადის არეალი	განაცხადის რეჟიმი
ვაკუუმური ელექტრონული მოწყობილობები	ლითონის ბარიუმი, ხშირად ალუმინის შენადნობაში, გამოიყენება როგორც გაზის შთამნთქმელი (მიმღები) მაღალი ვაკუუმის ელექტრო მოწყობილობებში. ბარიუმის ოქსიდი, როგორც სხვა ტუტე მიწის ლითონების ოქსიდების - კალციუმის და სტრონციუმის (CaO, SrO) მყარი ხსნარის ნაწილი. ), გამოიყენება როგორც არაპირდაპირი გაცხელებული კათოდების აქტიური ფენა.
ანტიკოროზიული მასალა	ბარიუმს ცირკონიუმთან ერთად ემატება თხევადი ლითონის გამაგრილებლები (ნატრიუმის, კალიუმის, რუბიდიუმის, ლითიუმის, ცეზიუმის შენადნობები), რათა შეამციროს ამ უკანასკნელის აგრესიულობა მილსადენებზე და მეტალურგიაში.
ფერო- და პიეზოელექტრული	ბარიუმის ტიტანატი გამოიყენება როგორც დიელექტრიკი კერამიკული კონდენსატორების წარმოებაში და როგორც მასალა პიეზოელექტრული მიკროფონებისა და პიეზოკერამიკული ემიტერებისთვის.
ოპტიკა	ბარიუმის ფტორი გამოიყენება ერთკრისტალების სახით ოპტიკაში (ლინზები, პრიზმები).
პიროტექნიკა	ბარიუმის პეროქსიდი გამოიყენება პიროტექნიკისთვის და როგორც ჟანგვის აგენტი. ბარიუმის ნიტრატი და ბარიუმის ქლორატი გამოიყენება პიროტექნიკაში ცეცხლის შეღებვისთვის (მწვანე ცეცხლი).
ბირთვულ-წყალბადის ენერგია	ბარიუმის ქრომატი გამოიყენება წყალბადისა და ჟანგბადის წარმოებაში თერმოქიმიური მეთოდით (Oak Ridge ციკლი, აშშ).
მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარობა	ბარიუმის პეროქსიდი, სპილენძისა და იშვიათი მიწიერი ლითონების ოქსიდებთან ერთად, გამოიყენება ზეგამტარი კერამიკის სინთეზისთვის, რომელიც მოქმედებს თხევადი აზოტის ტემპერატურაზე და ზემოთ.
Ბირთვული ენერგია	ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალური ტიპის შუშის დნობისთვის - გამოიყენება ურანის ღეროების დასაფარავად. ასეთი სათვალეების ერთ-ერთ გავრცელებულ სახეობას აქვს შემდეგი შემადგენლობა - (ფოსფორის ოქსიდი - 61%, BaO - 32%, ალუმინის ოქსიდი - 1,5%, ნატრიუმის ოქსიდი - 5,5%). ბარიუმის ფოსფატი ასევე გამოიყენება მინის დნობისას ბირთვული ინდუსტრიისთვის.
ქიმიური დენის წყაროები	ბარიუმის ფტორი გამოიყენება მყარი მდგომარეობის ფტორიონის ბატარეებში, როგორც ფტორის ელექტროლიტის კომპონენტი. ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის სპილენძის ოქსიდის ბატარეებში, როგორც აქტიური მასის კომპონენტი (ბარიუმის ოქსიდი-სპილენძის ოქსიდი). ბარიუმის სულფატი გამოიყენება როგორც უარყოფითი ელექტროდი. აქტიური მასის გამაფართოებელი ტყვიის მჟავა ბატარეების წარმოებაში.
განაცხადი მედიცინაში	ბარიუმის სულფატი, უხსნადი და არატოქსიკური, გამოიყენება როგორც რადიოკონტრასტული საშუალება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის სამედიცინო გამოკვლევებში.