Какво е барий, какво е неговото приложение и как да тестваме бариев елемент?

В магическия свят на химията,барийвинаги е привличала вниманието на учените с уникалния си чар и широко приложение. Въпреки че този сребристо-бял метален елемент не е толкова ослепителен като златото или среброто, той играе незаменима роля в много области. От прецизни инструменти в научноизследователски лаборатории до ключови суровини в промишленото производство до диагностични реагенти в областта на медицината, барият е написал легендата на химията със своите уникални свойства и функции.

Още през 1602 г. Касио Лауро, обущар в италианския град Пора, изпича барит, съдържащ бариев сулфат, с горимо вещество в експеримент и с изненада установява, че може да свети в тъмното. Това откритие предизвиква голям интерес сред учените по това време и камъкът е наречен Porra stone и става център на изследванията на европейските химици.

Но шведският химик Шееле наистина потвърди, че барият е нов елемент. Той открива бариевия оксид през 1774 г. и го нарича "Барита" (тежка земя). Той изучава това вещество в дълбочина и вярва, че то е съставено от нова земя (оксид), комбинирана със сярна киселина. Две години по-късно той успешно нагрява нитрата на тази нова почва и получава чист оксид. Въпреки това, въпреки че Шееле открива бариевия оксид, едва през 1808 г. британският химик Дейви успешно произвежда метален барий чрез електролиза на електролит, направен от барит. Това откритие отбеляза официалното потвърждение на бария като метален елемент и също така отвори пътя на приложението на барий в различни области.

Оттогава хората непрекъснато задълбочават разбирането си за бария. Учените са изследвали мистериите на природата и са насърчавали напредъка на науката и технологиите чрез изучаване на свойствата и поведението на бария. Приложението на бария в научните изследвания, промишлеността и медицинските области също става все по-обширно, носейки удобство и комфорт в човешкия живот.

Очарованието на бария се крие не само в неговата практичност, но и в научната мистерия зад него. Учените непрекъснато изследват мистериите на природата и насърчават напредъка на науката и технологиите чрез изучаване на свойствата и поведението на бария. В същото време барият също тихо играе роля в ежедневието ни, внасяйки удобство и комфорт в живота ни. Нека се впуснем в това вълшебно пътешествие за изследване на бария, разкрием мистериозния му воал и оценим уникалния му чар. В следващата статия ще представим изчерпателно свойствата и приложенията на бария, както и неговата важна роля в научните изследвания, индустрията и медицината. Вярвам, че като прочетете тази статия, ще имате по-задълбочено разбиране за бария.

1. Приложение на барий

Барийе често срещан химичен елемент. Това е сребристо-бял метал, който съществува в природата под формата на различни минерали. Следват някои ежедневни употреби на барий.

Горене и светене: Барият е силно реактивен метал, който произвежда ярък пламък при контакт с амоняк или кислород. Това прави бария широко използван в индустрии като фойерверки, факли и производство на фосфор.

Медицинска индустрия: Бариевите съединения също се използват широко в медицинската индустрия. Бариеви ястия (като бариеви таблетки) се използват при стомашно-чревни рентгенови изследвания, за да помогнат на лекарите да наблюдават работата на храносмилателната система. Бариевите съединения се използват и в някои радиоактивни терапии, като радиоактивен йод за лечение на заболяване на щитовидната жлеза.
Стъкло и керамика: Бариевите съединения често се използват в производството на стъкло и керамика поради тяхната добра точка на топене и устойчивост на корозия. Бариевите съединения могат да подобрят твърдостта и здравината на керамиката и могат да осигурят някои специални свойства на керамиката, като електрическа изолация и висок индекс на пречупване. Метални сплави: Барият може да образува сплави с други метални елементи и тези сплави имат някои уникални свойства. Например, бариевите сплави могат да повишат точката на топене на алуминиеви и магнезиеви сплави, което ги прави по-лесни за обработка и отливане. В допълнение, бариеви сплави с магнитни свойства се използват и за направата на батерии и магнитни материали.

Барият е химичен елемент с химичен символ Ba и атомен номер 56. Барият е алкалоземен метал и се намира в група 6 на периодичната таблица, основната група елементи.
2. Физични свойства на бария
Барият (Ba) е елемент от алкалоземен метал
1. Външен вид: Барият е мек, сребристо-бял метал с отчетлив метален блясък при рязане.
2. Плътност: Барият има относително висока плътност от около 3,5 g/cm³. Той е един от най-плътните метали на земята.
3. Точки на топене и кипене: Барият има точка на топене около 727°C и точка на кипене около 1897°C.
4. Твърдост: Барият е сравнително мек метал с твърдост по Моос около 1,25 при 20 градуса по Целзий.
5. Проводимост: Барият е добър проводник на електричество с висока електрическа проводимост.
6. Пластичност: Въпреки че барият е мек метал, той има определена степен на пластичност и може да се преработва в тънки листове или жици.
7. Химическа активност: Барият не реагира силно с повечето неметали и много метали при стайна температура, но образува оксиди при високи температури и във въздуха. Може да образува съединения с много неметални елементи, като оксиди, сулфиди и др.
8. Форми на съществуване: Минерали, съдържащи барий в земната кора, като барит (бариев сулфат) и др. В природата барият може да съществува и под формата на хидрати, оксиди, карбонати и др.
9. Радиоактивност: Барият има различни радиоактивни изотопи, сред които барий-133 е често срещан радиоактивен изотоп, използван в медицински изображения и приложения в ядрената медицина.
10. Приложения: Бариевите съединения се използват широко в промишлеността, като стъкло, каучук, катализатори в химическата промишленост, електронни тръби и др. Неговият сулфат често се използва като контрастно средство при медицински прегледи. Барият е важен метален елемент, чиито свойства го правят широко използван в много области.

3. Химични свойства на бария
Метални свойства: Барият е метално твърдо вещество със сребристо-бял вид и добра електропроводимост.

Плътност и точка на топене: Барият е сравнително плътен елемент с плътност 3,51 g/cm3. Барият има ниска точка на топене от около 727 градуса по Целзий (1341 градуса по Фаренхайт).

Реактивност: Барият реагира бързо с повечето неметални елементи, особено с халогени (като хлор и бром), за да произведе съответните бариеви съединения. Например, барият реагира с хлор, за да се получи бариев хлорид.
Окисляемост: Барият може да се окисли до образуване на бариев оксид. Бариевият оксид се използва широко в индустрии като топене на метали и производство на стъкло.
Висока активност: Барият има висока химическа активност и лесно реагира с вода, за да освободи водород и да произведе бариев хидроксид.

4. Биологични свойства на бария

Ролята и биологичните свойства на бария в организмите не са напълно изяснени, но е известно, че барият има известна токсичност за организмите.

Пътища на приемане: Хората поглъщат барий главно чрез храната и питейната вода. Някои храни могат да съдържат следи от барий, като зърнени храни, месо и млечни продукти. Освен това подземните води понякога съдържат по-високи концентрации на барий.
Биологична абсорбция и метаболизъм: Барият може да се абсорбира от организмите и да се разпространява в тялото чрез кръвообращението. Барият се натрупва главно в бъбреците и костите, особено в по-високи концентрации в костите.
Биологична функция: Все още не е установено, че барият има съществени физиологични функции в организмите. Следователно биологичната функция на бария остава спорна.

5. Биологични свойства на бария
Токсичност: Високите концентрации на бариеви йони или бариеви съединения са токсични за човешкото тяло. Прекомерният прием на барий може да причини остри симптоми на отравяне, включително повръщане, диария, мускулна слабост, аритмия и др. Тежкото отравяне може да причини увреждане на нервната система, увреждане на бъбреците и сърдечни проблеми.
Натрупване на кости: Барият може да се натрупа в костите на човешкото тяло, особено при възрастни хора. Дългосрочното излагане на високи концентрации на барий може да причини костни заболявания като остеопороза. Сърдечно-съдови ефекти: Барият, подобно на натрия, може да попречи на йонния баланс и електрическата активност, засягайки сърдечната функция. Прекомерният прием на барий може да причини анормален сърдечен ритъм и да увеличи риска от инфаркт.
Канцерогенност: Въпреки че все още има противоречия относно канцерогенността на бария, някои проучвания показват, че дългосрочното излагане на високи концентрации на барий може да увеличи риска от някои видове рак, като рак на стомаха и рак на хранопровода. Поради токсичността и потенциалната опасност от бария, хората трябва да внимават да избягват прекомерния прием или дългосрочното излагане на високи концентрации на барий. Концентрациите на барий в питейната вода и храната трябва да се наблюдават и контролират, за да се защити човешкото здраве. Ако подозирате отравяне или имате свързани симптоми, моля, незабавно потърсете медицинска помощ.

6. Барий в природата

Бариеви минерали: Барият може да се намери в земната кора под формата на минерали. Някои често срещани бариеви минерали включват барит и витерит. Тези руди често се срещат с други минерали, като олово, цинк и сребро.

Разтворен в подпочвените води и скалите: Барият може да се намери в подпочвените води и скалите в разтворено състояние. Подземните води съдържат следи от разтворен барий и концентрацията му зависи от геоложките условия и химичните свойства на водното тяло.

Бариеви соли: Барият може да образува различни соли, като бариев хлорид, бариев нитрат и бариев карбонат. Тези съединения могат да бъдат намерени в природата като естествени минерали.

Съдържание в почвата: Барият може да се намери в почвата в различни форми, някои от които идват от естествени минерални частици или от разтваряне на скали. Барият обикновено присъства в ниски концентрации в почвата, но може да присъства във високи концентрации в определени райони.

Трябва да се отбележи, че наличието и съдържанието на барий може да варира в различните геоложки среди и региони, така че специфичните географски и геоложки условия трябва да се вземат предвид, когато се обсъжда барий.

7. Добив и производство на барий
Процесът на добив и подготовка на барий обикновено включва следните стъпки:
1. Добив на бариева руда: Основният минерал на бариевата руда е барит, известен още като бариев сулфат. Обикновено се намира в земната кора и е широко разпространен в скалите и находищата на земята. Добивът обикновено включва взривяване, добив, раздробяване и сортиране на руда за получаване на руда, съдържаща бариев сулфат.
2. Приготвяне на концентрат: Извличането на барий от бариева руда изисква обработка на концентрат на рудата. Подготовката на концентрата обикновено включва ръчен подбор и етапи на флотация за отстраняване на примесите и получаване на руда, съдържаща повече от 96% бариев сулфат.
3. Приготвяне на бариев сулфат: Концентратът се подлага на стъпки като отстраняване на желязо и силиций, за да се получи накрая бариев сулфат (BaSO4).
4. Приготвяне на бариев сулфид: За да се получи барий от бариев сулфат, е необходимо бариевият сулфат да се превърне в бариев сулфид, известен също като черна пепел. Руда на прах от бариев сулфат с размер на частиците по-малък от 20 меша обикновено се смесва с прах от въглища или нефтен кокс в тегловно съотношение 4:1. Сместа се пече при 1100 ℃ в реверберационна пещ и бариевият сулфат се редуцира до бариев сулфид.
5. Разтваряне на бариев сулфид: Разтвор на бариев сулфид на бариев сулфат може да се получи чрез излугване с гореща вода.
6. Приготвяне на бариев оксид: За да се превърне бариев сулфид в бариев оксид, натриев карбонат или въглероден диоксид обикновено се добавя към разтвора на бариев сулфид. След смесване на бариев карбонат и въглероден прах, калцинирането при над 800 ℃ може да произведе бариев оксид.
7. Охлаждане и обработка: Трябва да се отбележи, че бариевият оксид се окислява до образуване на бариев пероксид при 500-700 ℃, а бариевият пероксид може да се разложи до образуване на бариев оксид при 700-800 ℃. За да се избегне производството на бариев пероксид, калцинираният продукт трябва да се охлади или охлади под защитата на инертен газ.

Горното е общият процес на добив и подготовка на барий. Тези процеси могат да варират в зависимост от промишления процес и оборудването, но общият принцип остава същият. Барият е важен индустриален метал, използван в различни приложения, включително химическата промишленост, медицината, електрониката и др.

8. Общи методи за откриване на барий
Барият е често срещан елемент, който обикновено се използва в различни индустриални и научни приложения. В аналитичната химия методите за откриване на барий обикновено включват качествен анализ и количествен анализ. Следва подробно въведение в често използваните методи за откриване на барий:
1. Пламъчна атомно-абсорбционна спектрометрия (FAAS): Това е често използван метод за количествен анализ, подходящ за проби с по-високи концентрации. Разтворът на пробата се впръсква в пламъка и бариевите атоми абсорбират светлина с определена дължина на вълната. Интензитетът на абсорбираната светлина се измерва и е пропорционален на концентрацията на барий.
2. Пламъчна атомно-емисионна спектрометрия (FAES): Този метод открива барий чрез пръскане на разтвора на пробата в пламъка, възбуждайки бариевите атоми да излъчват светлина с определена дължина на вълната. В сравнение с FAAS, FAES обикновено се използва за откриване на по-ниски концентрации на барий.
3. Атомна флуоресцентна спектрометрия (AAS): Този метод е подобен на FAAS, но използва флуоресцентен спектрометър за откриване на наличието на барий. Може да се използва за измерване на следи от барий.

4. Йонна хроматография: Този метод е подходящ за анализ на барий във водни проби. Бариевите йони се отделят и откриват чрез йонна хроматография. Може да се използва за измерване на концентрацията на барий във водни проби.

5. Рентгенова флуоресцентна спектрометрия (XRF): Това е недеструктивен аналитичен метод, подходящ за откриване на барий в твърди проби. След като пробата се възбуди от рентгенови лъчи, бариевите атоми излъчват специфична флуоресценция и съдържанието на барий се определя чрез измерване на интензитета на флуоресценция.

6. Масспектрометрия: Масспектрометрията може да се използва за определяне на изотопния състав на бария и за определяне на съдържанието на барий. Този метод обикновено се използва за анализ с висока чувствителност и може да открие много ниски концентрации на барий.

По-горе са някои често използвани методи за откриване на барий. Конкретният метод, който да изберете, зависи от естеството на пробата, диапазона на концентрация на барий и целта на анализа. Ако имате нужда от допълнителна информация или имате други въпроси, моля не се колебайте да ме уведомите. Тези методи се използват широко в лабораторни и индустриални приложения за точно и надеждно измерване и откриване на наличието и концентрацията на барий. Конкретният метод, който да се използва, зависи от вида на пробата, която трябва да бъде измерена, обхвата на съдържанието на барий и конкретната цел на анализа.

9. Атомно-абсорбционен метод за измерване на калций

При измерването на елементи методът на атомна абсорбция има висока точност и чувствителност и осигурява ефективно средство за изследване на химичните свойства, състава и съдържанието на съединението. След това използваме метод на атомна абсорбция за измерване на съдържанието на елементи. Конкретните стъпки са както следва: Подгответе пробата за тестване. Подгответе елементната проба за измерване в разтвор, който обикновено трябва да се усвои със смесена киселина за последващо измерване. Изберете подходящ атомен абсорбционен спектрометър. В зависимост от свойствата на пробата, която ще се тества, и обхвата на съдържанието на елементи, които ще се измерват, изберете подходящ атомен абсорбционен спектрометър.
Настройте параметрите на атомно-абсорбционния спектрометър. Според елемента, който ще се тества, и модела на инструмента, настройте параметрите на атомно-абсорбционния спектрометър, включително източник на светлина, пулверизатор, детектор и др.
Измерете абсорбцията на елемента. Поставете пробата за тестване в пулверизатора и излъчете светлинно лъчение с определена дължина на вълната през източника на светлина. Елементът, който ще бъде тестван, ще абсорбира тези светлинни лъчения и ще произведе преходи на енергийните нива. Измерете абсорбцията на сребърния елемент чрез детектора. Изчислете съдържанието на елемента. Съдържанието на елемента се изчислява въз основа на абсорбцията и стандартната крива. Следните са специфичните параметри, използвани от инструмент за измерване на елементи.

Стандарт: BaCO3 с висока чистота или BaCl2·2H2O.
Метод: Претеглете точно 0,1778g BaCl2·2H2O, разтворете в малко количество вода и допълнете точно до 100mL. Концентрацията на Ba в този разтвор е 1000 μg/mL. Да се ​​съхранява в полиетиленова бутилка далеч от светлина.
Тип пламък: въздух-ацетилен, богат пламък.
Аналитични параметри: Дължина на вълната (nm) 553.6
Спектрална честотна лента (nm) 0,2
Коефициент на филтър 0,3
Препоръчителен ток на лампата (mA) 5
Отрицателно високо напрежение (v) 393.00
Височина на главата на горелката (mm) 10
Време за интегриране (S) 3
Въздушно налягане и поток (MPa, mL/min) 0,24
Налягане и поток на ацетилен (MPa, mL/min) 0,05, 2200
Линеен диапазон (μg/mL) 3～400
Коефициент на линейна корелация 0,9967
Характеристична концентрация (μg/mL) 7,333
Граница на откриване (μg/mL) 1.0RSD(%) 0.27
Метод на изчисление Непрекъснат метод
Киселинност на разтвора 0,5% HNO3

Тестова форма:

Крива на калибриране:

Тип пламък: азотен оксид-ацетилен, богат пламък
.Параметри на анализа: Дължина на вълната: 553.6
Спектрална честотна лента (nm) 0,2
Коефициент на филтър 0,6
Препоръчителен ток на лампата (mA) 6.0
Отрицателно високо напрежение (v) 374,5
Височина на горивната глава (mm) 13
Време за интегриране (S) 3
Въздушно налягане и поток (MP, mL/min) 0,25, 5100
Налягане и поток на азотен оксид (MP, mL/min) 0,1, 5300
Налягане и поток на ацетилен (MP, mL/min) 0,1, 4600
Коефициент на линейна корелация 0,9998
Характерна концентрация (μg/mL) 0,379
Метод на изчисление Непрекъснат метод
Киселинност на разтвора 0,5% HNO3

Тестова форма:

Крива на калибриране:

Интерференция: Барият е сериозно засегнат от фосфат, силиций и алуминий в пламък въздух-ацетилен, но тези смущения могат да бъдат преодолени в пламък азотен оксид-ацетилен. 80% Ba се йонизира в пламък от азотен оксид-ацетилен, така че 2000μg/mL K+ трябва да се добавят към стандартните разтвори и разтворите на пробите, за да се потисне йонизацията и да се подобри чувствителността. Барият, този привидно обикновен, но необикновен химичен елемент, винаги е играл своята роля роля в живота ни мълчаливо. От прецизни инструменти в научноизследователски лаборатории до суровини в промишленото производство, до диагностични реагенти в областта на медицината, барият е предоставил важна подкрепа за много области със своите уникални свойства.
Въпреки това, както всяка монета има две страни, някои съединения на бария също са токсични. Следователно, когато използваме барий, трябва да останем бдителни, за да осигурим безопасна употреба и да избегнем ненужно увреждане на околната среда и човешкото тяло.
Поглеждайки назад към изследването на бария, не можем да не въздъхнем по неговата мистерия и чар. Той е не само обект на изследване на учените, но и мощен помощник на инженерите и светло петно ​​в областта на медицината. Гледайки в бъдещето, очакваме барият да продължи да носи още изненади и пробиви на човечеството и да спомогне за непрекъснатия напредък на науката, технологиите и обществото. Въпреки че в края на тази статия може да не успеем да демонстрираме напълно привлекателността на барий с прекрасни думи, но вярвам, че чрез изчерпателното представяне на неговите свойства, приложения и безопасност, читателите имат по-задълбочено разбиране за бария. Нека с нетърпение очакваме прекрасното представяне на бария в бъдеще и да допринесем повече за прогреса и развитието на човечеството.

За повече информация или за запитване с висока чистота 99,9% бариев метал, добре дошли да се свържете с нас по-долу:

Какво е приложението &тел:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com