Elemento 56: Bário

1. Introdução ElementalBário,
O elemento metal alcalino terroso, de símbolo químico Ba, está localizado no Grupo IIA do sexto período da tabela periódica. É um metal alcalino-terroso macio, branco prateado e o elemento mais ativo em metais alcalino-terrosos. O nome do elemento vem da palavra grega beta alpha ρύς (barys), que significa “pesado”.

2、 Descobrindo uma Breve História
Sulfetos de metais alcalino-terrosos exibem fosforescência, o que significa que continuam a emitir luz por um período de tempo no escuro após serem expostos à luz. Os compostos de bário começaram a chamar a atenção justamente por essa característica. Em 1602, um sapateiro chamado Casio Lauro, da cidade de Bolonha, na Itália, torrou uma barita contendo sulfato de bário junto com substâncias inflamáveis ​​e descobriu que ela podia emitir luz no escuro, o que despertou o interesse dos estudiosos da época. Mais tarde, esse tipo de pedra foi chamada de polonita e despertou o interesse dos químicos europeus pela pesquisa analítica. Em 1774, o químico sueco CW Scheele descobriu que o óxido de bário era um novo solo relativamente pesado, que chamou de “Baryta” (solo pesado). Em 1774, Scheler acreditava que esta pedra era uma combinação de solo novo (óxido) e ácido sulfúrico. Em 1776, ele aqueceu o nitrato desse novo solo para obter solo puro (óxido). Em 1808, o químico britânico H. Davy usou mercúrio como cátodo e platina como ânodo para eletrólise de barita (BaSO4) para produzir amálgama de bário. Após destilação para remover o mercúrio, foi obtido um metal de baixa pureza que recebeu o nome da palavra grega barys (pesado). O símbolo do elemento é definido como Ba, que é chamadobário.

3. Propriedades físicas
Bárioé um metal branco prateado com ponto de fusão de 725 ° C, ponto de ebulição de 1846 ° C, densidade de 3,51g/cm3 e ductilidade. Os principais minérios de bário são a barita e a arsenopirita.

4.Bárioé um elemento químico com propriedades químicas.
O símbolo químico Ba, número atômico 56, pertence ao grupo IIA do sistema periódico e é membro dos metais alcalino-terrosos. O bário possui grande atividade química e é o mais ativo entre os metais alcalino-terrosos. A partir do potencial e da energia de ionização, pode-se observar que o bário tem forte redutibilidade. Na verdade, se considerarmos apenas a perda do primeiro elétron, o bário tem a redutibilidade mais forte em água. No entanto, é relativamente difícil para o bário perder o segundo elétron. Portanto, considerando todos os fatores, a redutibilidade do bário diminuirá significativamente. No entanto, é também um dos metais mais reativos em soluções ácidas, perdendo apenas para o lítio, o césio, o rubídio e o potássio.

5. Principais compostos
1). O óxido de bário oxida lentamente no ar para formar óxido de bário, que é um cristal cúbico incolor. Solúvel em ácido, insolúvel em acetona e água com amônia. Reage com a água formando hidróxido de bário, que é tóxico. Quando queimado, emite uma chama verde e gera peróxido de bário.
2). O peróxido de bário reage com o ácido sulfúrico para produzir peróxido de hidrogênio. Esta reação baseia-se no princípio da preparação de peróxido de hidrogênio em laboratório.
3). O hidróxido de bário reage com a água para produzir hidróxido de bário e gás hidrogênio. Devido à baixa solubilidade do hidróxido de bário e à sua alta energia de sublimação, a reação não é tão intensa quanto a dos metais alcalinos, e o hidróxido de bário resultante obscurecerá a visão. Uma pequena quantidade de dióxido de carbono é introduzida na solução para formar um precipitado de carbonato de bário, e o excesso de dióxido de carbono é ainda introduzido para dissolver o precipitado de carbonato de bário e gerar bicarbonato de bário solúvel.
4). O aminobário pode se dissolver em amônia líquida, gerando uma solução azul com paramagnetismo e condutividade, que forma essencialmente elétrons de amônia. Após um longo período de armazenamento, o hidrogênio na amônia será reduzido a gás hidrogênio pelos elétrons de amônia, e a reação total é o bário reagindo com amônia líquida para produzir amino bário e gás hidrogênio.
5). O sulfito de bário é um cristal ou pó branco, tóxico, ligeiramente solúvel em água e gradualmente oxidado em sulfato de bário quando colocado no ar. Dissolva em ácidos fortes não oxidantes, como ácido clorídrico, para gerar gás dióxido de enxofre com odor pungente. Ao encontrar ácidos oxidantes, como o ácido nítrico diluído, ele pode ser convertido em sulfato de bário.
6). O sulfato de bário possui propriedades químicas estáveis, e a porção de sulfato de bário dissolvida em água é completamente ionizada, tornando-o um eletrólito forte. O sulfato de bário é insolúvel em ácido nítrico diluído. Usado principalmente como agente de contraste gastrointestinal.
O carbonato de bário é tóxico e quase insolúvel em água fria. Ligeiramente solúvel em água contendo dióxido de carbono e solúvel em ácido clorídrico diluído. Reage com o sulfato de sódio para produzir um precipitado branco mais insolúvel de sulfato de bário – a tendência de conversão entre precipitados em solução aquosa: é fácil converter para uma direção mais insolúvel.

6. Campos de aplicação
1. É utilizado para fins industriais na produção de sais de bário, ligas, fogos de artifício, reatores nucleares, etc. É também um excelente desoxidante para refino de cobre. Amplamente utilizado em ligas, incluindo ligas de chumbo, cálcio, magnésio, sódio, lítio, alumínio e níquel. O bário metálico pode ser usado como agente de desgaseificação para remover gases residuais de tubos de vácuo e tubos de raios catódicos, bem como agente de desgaseificação para refino de metais. Nitrato de bário misturado com clorato de potássio, pó de magnésio e colofónia pode ser usado para fabricar sinalizadores e fogos de artifício. Compostos solúveis de bário são comumente usados ​​como inseticidas, como o cloreto de bário, para controlar várias pragas de plantas. Também pode ser usado para refinar salmoura e água de caldeira para produção de soda cáustica eletrolítica. Também utilizado na preparação de pigmentos. As indústrias têxteis e de couro utilizam-no como mordente e agente de fosqueamento para seda artificial.
2. O sulfato de bário para uso médico é um medicamento auxiliar para exames radiográficos. Pó branco inodoro e insípido, substância que pode fornecer contraste positivo no corpo durante exames de raios X. O sulfato de bário medicinal não é absorvido no trato gastrointestinal e não causa reações alérgicas. Não contém compostos solúveis de bário, como cloreto de bário, sulfeto de bário e carbonato de bário. Usado principalmente para imagens gastrointestinais, ocasionalmente usado para outros fins de exame

7. Método de preparação
A produção industrial debário metálicoé dividida em duas etapas: a produção de óxido de bário e a redução térmica do metal (redução térmica do alumínio). Em 1000-1200 ℃,bário metálicopode ser obtido reduzindo o óxido de bário com alumínio metálico e depois purificado por destilação a vácuo. Método de redução térmica do alumínio para produção de bário metálico: Devido às diferentes proporções de ingredientes, pode haver duas reações para a redução do alumínio do óxido de bário. A equação da reação é: ambas as reações só podem produzir uma pequena quantidade de bário a 1000-1200 ℃. Portanto, uma bomba de vácuo deve ser usada para transferir continuamente o vapor de bário da zona de reação para a zona de condensação fria, para que a reação continue a se mover para a direita. O resíduo após a reação é tóxico e precisa ser tratado antes do descarte