Elemento 56: bario

1. Introdución elementalbario,
O elemento metal alcalinotérreo, co símbolo químico Ba, está situado no Grupo IIA do sexto período da táboa periódica. É un metal alcalinotérreo brando, de brillo branco prateado e o elemento máis activo entre os metais alcalinotérreos. O nome do elemento provén da palabra grega beta alpha ρύς (barys), que significa "pesado".

2. Descubrindo unha breve historia
Os sulfuros dos metais alcalinotérreos presentan fosforescencia, o que significa que continúan emitindo luz durante un período de tempo na escuridade despois de seren expostos á luz. Os compostos de bario comezaron a atraer a atención da xente precisamente por esta característica. En 1602, un zapateiro chamado Casio Lauro da cidade de Boloña, Italia, torrou unha barita que contiña sulfato de bario xunto con substancias inflamables e descubriu que podía emitir luz na escuridade, o que espertou o interese dos estudosos da época. Máis tarde, este tipo de pedra chamouse polonita e espertou o interese dos químicos europeos pola investigación analítica. En 1774, o químico sueco CW Scheele descubriu que o óxido de bario era un solo novo relativamente pesado, ao que chamou "Baryta" (solo pesado). En 1774, Scheler cría que esta pedra era unha combinación de solo novo (óxido) e ácido sulfúrico. En 1776, quentou o nitrato neste novo solo para obter solo puro (óxido). En 1808, o químico británico H. Davy empregou mercurio como cátodo e platino como ánodo para electrolizar barita (BaSO4) para producir amálgama de bario. Tras a destilación para eliminar o mercurio, obtívose un metal de baixa pureza que recibiu o nome da palabra grega barys (pesado). O símbolo do elemento establécese como Ba, que se denominabario.

3. Propiedades físicas
barioé un metal branco prateado cun punto de fusión de 725 °C, un punto de ebulición de 1846 °C, unha densidade de 3,51 g/cm3 e ductilidade. Os principais minerais de bario son a barita e a arsenopirita.

4.barioé un elemento químico con propiedades químicas.
O símbolo químico Ba, número atómico 56, pertence ao grupo do sistema periódico IIA e é un membro dos metais alcalinotérreos. O bario ten unha gran actividade química e é o máis activo entre os metais alcalinotérreos. A partir da enerxía potencial e de ionización, pódese ver que o bario ten unha forte reducibilidade. De feito, se só se considera a perda do primeiro electrón, o bario ten a maior reducibilidade na auga. Non obstante, é relativamente difícil que o bario perda o segundo electrón. Polo tanto, considerando todos os factores, a reducibilidade do bario diminuirá significativamente. Non obstante, tamén é un dos metais máis reactivos en solucións ácidas, só superado polo litio, o cesio, o rubidio e o potasio.

5. Principais compostos
1). O óxido de bario oxídase lentamente no aire para formar óxido de bario, que é un cristal cúbico incoloro. Soluble en ácido, insoluble en acetona e auga con amoníaco. Reacciona coa auga para formar hidróxido de bario, que é tóxico. Cando se queima, emite unha chama verde e xera peróxido de bario.
2). O peróxido de bario reacciona co ácido sulfúrico para producir peróxido de hidróxeno. Esta reacción baséase no principio da preparación de peróxido de hidróxeno no laboratorio.
3). O hidróxido de bario reacciona coa auga para producir hidróxido de bario e gas hidróxeno. Debido á baixa solubilidade do hidróxido de bario e á súa alta enerxía de sublimación, a reacción non é tan intensa como a dos metais alcalinos, e o hidróxido de bario resultante obstruirá a vista. Introdúcese unha pequena cantidade de dióxido de carbono na solución para formar un precipitado de carbonato de bario e, ademais, introdúcese un exceso de dióxido de carbono para disolver o precipitado de carbonato de bario e xerar bicarbonato de bario soluble.
4). O aminobario pode disolverse en amoníaco líquido, xerando unha solución azul con paramagnetismo e condutividade, que esencialmente forma electróns de amoníaco. Despois dun longo período de almacenamento, o hidróxeno do amoníaco redúcese a gas hidróxeno polos electróns de amoníaco, e a reacción total é a reacción do bario co amoníaco líquido para producir aminobario e gas hidróxeno.
5). O sulfito de bario é un cristal ou po branco, tóxico, lixeiramente soluble en auga e oxídase gradualmente a sulfato de bario cando se coloca no aire. Disólvese en ácidos fortes non oxidantes como o ácido clorhídrico para xerar gas de dióxido de xofre cun cheiro acre. Ao atoparse con ácidos oxidantes como o ácido nítrico diluído, pode converterse en sulfato de bario.
6). O sulfato de bario ten propiedades químicas estables e a porción de sulfato de bario disolta en auga está completamente ionizada, o que o converte nun electrolito forte. O sulfato de bario é insoluble en ácido nítrico diluído. Úsase principalmente como axente de contraste gastrointestinal.
O carbonato de bario é tóxico e case insoluble en auga fría. Lixeiramente soluble en auga que contén dióxido de carbono e soluble en ácido clorhídrico diluído. Reacciona co sulfato de sodio para producir un precipitado branco de sulfato de bario máis insoluble; a tendencia de conversión entre precipitados en solución acuosa é doada de converter nunha dirección máis insoluble.

6. Campos de aplicación
1. Úsase para fins industriais na produción de sales de bario, aliaxes, fogos artificiais, reactores nucleares, etc. Tamén é un excelente desoxidante para refinar o cobre. Amplamente utilizado en aliaxes, incluíndo aliaxes de chumbo, calcio, magnesio, sodio, litio, aluminio e níquel. O bario metálico pódese usar como axente desgasificante para eliminar os gases traza dos tubos de baleiro e dos tubos de raios catódicos, así como como axente desgasificante para refinar metais. O nitrato de bario mesturado con clorato de potasio, po de magnesio e resina pódese usar para fabricar bengalas de sinalización e fogos artificiais. Os compostos de bario solubles úsanse habitualmente como insecticidas, como o cloruro de bario, para controlar diversas pragas das plantas. Tamén se pode usar para refinar a salmoira e a auga de caldeira para a produción de sosa cáustica electrolítica. Tamén se usa para preparar pigmentos. As industrias téxtil e do coiro úsano como mordente e axente mateante para a seda artificial.
2. O sulfato de bario para uso médico é un medicamento auxiliar para exames de raios X. Po branco inodoro e insípido, unha substancia que pode proporcionar un contraste positivo no corpo durante o exame de raios X. O sulfato de bario médico non se absorbe no tracto gastrointestinal e non causa reaccións alérxicas. Non contén compostos de bario solubles como cloruro de bario, sulfuro de bario e carbonato de bario. Úsase principalmente para imaxes gastrointestinais, ocasionalmente úsase para outros fins de exame.

7. Método de preparación
A produción industrial debario metálicodivídese en dúas etapas: a produción de óxido de bario e a redución térmica do metal (redución térmica do aluminio). A 1000-1200 ℃,bario metálicopódese obter reducindo o óxido de bario con aluminio metálico e logo purificalo por destilación ao baleiro. Método de redución térmica do aluminio para producir bario metálico: debido ás diferentes proporcións de ingredientes, pode haber dúas reaccións para a redución do aluminio do óxido de bario. A ecuación da reacción é: ambas as reaccións só poden producir unha pequena cantidade de bario a 1000-1200 ℃. Polo tanto, débese usar unha bomba de baleiro para transferir continuamente o vapor de bario da zona de reacción á zona de condensación fría para que a reacción continúe movéndose cara á dereita. O residuo despois da reacción é tóxico e debe ser tratado antes da súa eliminación.