Hvad er barium, hvad er dets anvendelse, og hvordan tester man bariumelement?

I kemiens magiske verden,bariumhar altid tiltrukket sig videnskabsmænds opmærksomhed med sin unikke charme og brede anvendelse. Selvom dette sølvhvide metalelement ikke er så blændende som guld eller sølv, spiller det en uundværlig rolle på mange områder. Fra præcisionsinstrumenter i videnskabelige forskningslaboratorier til nøgleråmaterialer i industriel produktion til diagnostiske reagenser inden for det medicinske område, har barium skrevet legenden om kemi med dens unikke egenskaber og funktioner.

Allerede i 1602 ristede Cassio Lauro, en skomager i den italienske by Porra, en baryt indeholdende bariumsulfat med et brændbart stof i et eksperiment og blev overrasket over at opdage, at den kunne gløde i mørket. Denne opdagelse vakte stor interesse blandt forskere på det tidspunkt, og stenen fik navnet Porra-stenen og blev i fokus for europæiske kemikere.

Det var dog den svenske kemiker Scheele, der virkelig bekræftede, at barium var et nyt grundstof. Han opdagede bariumoxid i 1774 og kaldte det "Baryta" (tung jord). Han studerede dette stof i dybden og troede, at det var sammensat af en ny jord (oxid) kombineret med svovlsyre. To år senere opvarmede han med succes nitratet i denne nye jord og opnåede rent oxid. Selvom Scheele opdagede bariumoxidet, var det først i 1808, at den britiske kemiker Davy med succes producerede metallisk barium ved at elektrolysere en elektrolyt fremstillet af baryt. Denne opdagelse markerede den officielle bekræftelse af barium som et metallisk grundstof og åbnede også rejsen for anvendelsen af ​​barium på forskellige områder.

Siden da har mennesker løbende uddybet deres forståelse af barium. Forskere har udforsket naturens mysterier og fremmet videnskabens og teknologiens fremskridt ved at studere bariums egenskaber og adfærd. Anvendelsen af ​​barium i videnskabelig forskning, industri og medicinske områder er også blevet mere og mere omfattende, hvilket bringer bekvemmelighed og komfort til menneskers liv.

Charmen ved barium ligger ikke kun i dets praktiske funktion, men også i det videnskabelige mysterium bag det. Forskere har løbende udforsket naturens mysterier og fremmet videnskabens og teknologiens fremskridt ved at studere bariums egenskaber og adfærd. Samtidig spiller barium også stille og roligt en rolle i vores daglige liv, hvilket bringer bekvemmelighed og komfort til vores liv. Lad os tage på denne magiske rejse med at udforske barium, afsløre dets mystiske slør og værdsætte dets unikke charme. I den følgende artikel vil vi udførligt introducere bariums egenskaber og anvendelser, såvel som dets vigtige rolle i videnskabelig forskning, industri og medicin. Jeg tror, ​​at ved at læse denne artikel, vil du få en dybere forståelse af barium.

1. Anvendelse af Barium

Bariumer et almindeligt kemisk grundstof. Det er et sølvhvidt metal, der findes i naturen i form af en række forskellige mineraler. Følgende er nogle daglige anvendelser af barium.

Brændende og glødende: Barium er et meget reaktivt metal, der producerer en lys flamme, når det kommer i kontakt med ammoniak eller ilt. Dette gør barium meget udbredt i industrier som fyrværkeri, flares og fosforfremstilling.

Medicinsk industri: Bariumforbindelser er også meget udbredt i den medicinske industri. Bariummåltider (såsom bariumtabletter) bruges i gastrointestinale røntgenundersøgelser for at hjælpe læger med at observere fordøjelsessystemets funktion. Bariumforbindelser bruges også i visse radioaktive terapier, såsom radioaktivt jod til behandling af skjoldbruskkirtelsygdom.
Glas og keramik: Bariumforbindelser bruges ofte i glas- og keramikfremstilling på grund af deres gode smeltepunkt og korrosionsbestandighed. Bariumforbindelser kan øge hårdheden og styrken af ​​keramik og kan give nogle specielle egenskaber ved keramik, såsom elektrisk isolering og højt brydningsindeks. Metallegeringer: Barium kan danne legeringer med andre metalelementer, og disse legeringer har nogle unikke egenskaber. For eksempel kan bariumlegeringer øge smeltepunktet for aluminium og magnesiumlegeringer, hvilket gør dem nemmere at bearbejde og støbe. Derudover bruges bariumlegeringer med magnetiske egenskaber også til fremstilling af batteriplader og magnetiske materialer.

Barium er et kemisk grundstof med det kemiske symbol Ba og atomnummer 56. Barium er et jordalkalimetal og er placeret i gruppe 6 i det periodiske system, hovedgruppens grundstoffer.
2. Barium fysiske egenskaber
Barium (Ba) er et jordalkalimetalelement
1. Udseende: Barium er et blødt, sølvhvidt metal med en tydelig metallisk glans, når den skæres.
2. Densitet: Barium har en relativt høj massefylde på ca. 3,5 g/cm³. Det er et af de tættere metaller på jorden.
3. Smelte- og kogepunkter: Barium har et smeltepunkt på omkring 727°C og et kogepunkt på omkring 1897°C.
4. Hårdhed: Barium er et relativt blødt metal med en Mohs hårdhed på omkring 1,25 ved 20 grader Celsius.
5. Ledningsevne: Barium er en god leder af elektricitet med en høj elektrisk ledningsevne.
6. Duktilitet: Selvom barium er et blødt metal, har det en vis grad af duktilitet og kan forarbejdes til tynde plader eller tråde.
7. Kemisk aktivitet: Barium reagerer ikke kraftigt med de fleste ikke-metaller og mange metaller ved stuetemperatur, men det danner oxider ved høje temperaturer og i luft. Det kan danne forbindelser med mange ikke-metalliske grundstoffer, såsom oxider, sulfider osv.
8. Eksistensformer: Mineraler indeholdende barium i jordskorpen, såsom baryt (bariumsulfat) etc. Barium kan også eksistere i form af hydrater, oxider, carbonater osv. i naturen.
9. Radioaktivitet: Barium har en række radioaktive isotoper, blandt hvilke barium-133 er en almindelig radioaktiv isotop, der bruges i medicinsk billeddannelse og nuklearmedicinske applikationer.
10. Anvendelser: Bariumforbindelser er meget udbredt i industrien, såsom glas, gummi, kemiske industrikatalysatorer, elektronrør osv. Dets sulfat bruges ofte som kontrastmiddel ved medicinske undersøgelser. Barium er et vigtigt metallisk grundstof, hvis egenskaber gør det meget udbredt på mange områder.

3. Bariums kemiske egenskaber
Metalliske egenskaber: Barium er et metallisk fast stof med et sølvhvidt udseende og god elektrisk ledningsevne.

Massefylde og smeltepunkt: Barium er et relativt tæt grundstof med en massefylde på 3,51 g/cm3. Barium har et lavt smeltepunkt på omkring 727 grader Celsius (1341 grader Fahrenheit).

Reaktivitet: Barium reagerer hurtigt med de fleste ikke-metalliske grundstoffer, især med halogener (såsom klor og brom), for at producere tilsvarende bariumforbindelser. For eksempel reagerer barium med klor for at producere bariumchlorid.
Oxiderbarhed: Barium kan oxideres til dannelse af bariumoxid. Bariumoxid er meget udbredt i industrier som metalsmeltning og glasfremstilling.
Høj aktivitet: Barium har høj kemisk aktivitet og reagerer let med vand for at frigive brint og producere bariumhydroxid.

4. Bariums biologiske egenskaber

Bariums rolle og biologiske egenskaber i organismer er ikke fuldt ud forstået, men det er kendt, at barium har en vis toksicitet for organismer.

Indtagelsesveje: Folk indtager hovedsageligt barium gennem mad og drikkevand. Nogle fødevarer kan indeholde spormængder af barium, såsom korn, kød og mejeriprodukter. Derudover indeholder grundvand nogle gange højere koncentrationer af barium.
Biologisk absorption og metabolisme: Barium kan optages af organismer og fordeles i kroppen gennem blodcirkulationen. Barium akkumuleres hovedsageligt i nyrerne og knoglerne, især i højere koncentrationer i knoglerne.
Biologisk funktion: Barium har endnu ikke vist sig at have nogen væsentlige fysiologiske funktioner i organismer. Derfor forbliver bariums biologiske funktion kontroversiel.

5. Bariums biologiske egenskaber
Toksicitet: Høje koncentrationer af bariumioner eller bariumforbindelser er giftige for den menneskelige krop. Overdreven indtagelse af barium kan forårsage akutte forgiftningssymptomer, herunder opkastning, diarré, muskelsvaghed, arytmi osv. Alvorlig forgiftning kan forårsage skader på nervesystemet, nyreskader og hjerteproblemer.
Knogleakkumulering: Barium kan ophobes i knoglerne i den menneskelige krop, især hos ældre. Langtidseksponering for høje koncentrationer af barium kan forårsage knoglesygdomme såsom osteoporose. Kardiovaskulære virkninger: Barium kan ligesom natrium forstyrre ionbalancen og elektrisk aktivitet og påvirke hjertefunktionen. Overdreven indtagelse af barium kan forårsage unormal hjerterytme og øge risikoen for hjerteanfald.
Kræftfremkaldende egenskaber: Selvom der stadig er uenighed om bariums kræftfremkaldende egenskaber, har nogle undersøgelser vist, at langvarig eksponering for høje koncentrationer af barium kan øge risikoen for visse kræftformer, såsom mavekræft og kræft i spiserøret. På grund af bariums toksicitet og potentielle fare bør folk være forsigtige med at undgå overdreven indtagelse eller langvarig eksponering for høje koncentrationer af barium. Bariumkoncentrationer i drikkevand og mad bør overvåges og kontrolleres for at beskytte menneskers sundhed. Hvis du har mistanke om forgiftning eller har relaterede symptomer, skal du straks søge lægehjælp.

6. Barium i naturen

Bariummineraler: Barium kan findes i jordskorpen i form af mineraler. Nogle almindelige bariummineraler omfatter baryt og witherit. Disse malme findes ofte sammen med andre mineraler, såsom bly, zink og sølv.

Opløst i grundvand og klipper: Barium kan findes i grundvand og klipper i opløst tilstand. Grundvandet indeholder spormængder af opløst barium, og dets koncentration afhænger af de geologiske forhold og vandmassens kemiske egenskaber.

Bariumsalte: Barium kan danne forskellige salte, såsom bariumchlorid, bariumnitrat og bariumcarbonat. Disse forbindelser kan findes i naturen som naturlige mineraler.

Indhold i jord: Barium kan findes i jord i forskellige former, hvoraf nogle kommer fra naturlige mineralpartikler eller opløsning af sten. Barium er generelt til stede i lave koncentrationer i jorden, men kan være til stede i høje koncentrationer i visse områder.

Det skal bemærkes, at tilstedeværelsen og indholdet af barium kan variere i forskellige geologiske miljøer og regioner, så specifikke geografiske og geologiske forhold skal tages i betragtning, når man diskuterer barium.

7. Bariumminedrift og produktion
Udvinding og forberedelse af barium omfatter normalt følgende trin:
1. Udvinding af bariummalm: Det vigtigste mineral i bariummalm er baryt, også kendt som bariumsulfat. Den findes normalt i jordskorpen og er vidt udbredt i klipper og aflejringer på jorden. Minedrift involverer normalt sprængning, minedrift, knusning og sortering af malm for at opnå malm indeholdende bariumsulfat.
2. Fremstilling af koncentrat: Udvinding af barium fra bariummalm kræver koncentratbehandling af malmen. Koncentratforberedelse omfatter normalt håndvalg og flotationstrin for at fjerne urenheder og opnå malm indeholdende mere end 96 % bariumsulfat.
3. Fremstilling af bariumsulfat: Koncentratet underkastes trin såsom fjernelse af jern og silicium for til sidst at opnå bariumsulfat (BaSO4).
4. Fremstilling af bariumsulfid: For at fremstille barium fra bariumsulfat er det nødvendigt at omdanne bariumsulfat til bariumsulfid, også kendt som sort aske. Bariumsulfatmalmpulver med en partikelstørrelse på mindre end 20 mesh blandes normalt med kul eller petroleumskokspulver i et vægtforhold på 4:1. Blandingen ristes ved 1100 ℃ i en efterklangsovn, og bariumsulfatet reduceres til bariumsulfid.
5. Opløsning af bariumsulfid: Bariumsulfidopløsning af bariumsulfat kan opnås ved varmtvandsudvaskning.
6. Fremstilling af bariumoxid: For at omdanne bariumsulfid til bariumoxid tilsættes normalt natriumcarbonat eller kuldioxid til bariumsulfidopløsningen. Efter blanding af bariumcarbonat og kulstofpulver kan kalcinering ved over 800 ℃ producere bariumoxid.
7. Køling og forarbejdning: Det skal bemærkes, at bariumoxid oxiderer og danner bariumperoxid ved 500-700 ℃, og bariumperoxid kan nedbrydes til dannelse af bariumoxid ved 700-800 ℃. For at undgå produktion af bariumperoxid skal det kalcinerede produkt afkøles eller bratkøles under beskyttelse af inert gas.

Ovenstående er den generelle minedrift og forberedelsesproces for barium. Disse processer kan variere afhængigt af den industrielle proces og udstyr, men det overordnede princip forbliver det samme. Barium er et vigtigt industrielt metal, der bruges i en række forskellige anvendelser, herunder kemisk industri, medicin, elektronik osv.

8. Almindelige detektionsmetoder for barium
Barium er et almindeligt element, der almindeligvis bruges i forskellige industrielle og videnskabelige applikationer. I analytisk kemi omfatter metoder til påvisning af barium normalt kvalitativ analyse og kvantitativ analyse. Det følgende er en detaljeret introduktion til de almindeligt anvendte detektionsmetoder for barium:
1. Flamme Atomic Absorption Spectrometry (FAAS): Dette er en almindeligt anvendt kvantitativ analysemetode, der er egnet til prøver med højere koncentrationer. Prøveopløsningen sprøjtes ind i flammen, og bariumatomerne absorberer lys af en bestemt bølgelængde. Intensiteten af ​​det absorberede lys måles og er proportional med koncentrationen af ​​barium.
2. Flamme Atomic Emission Spectrometry (FAES): Denne metode detekterer barium ved at sprøjte prøveopløsningen ind i flammen, exciterer bariumatomerne til at udsende lys med en specifik bølgelængde. Sammenlignet med FAAS bruges FAES generelt til at påvise lavere koncentrationer af barium.
3. Atomfluorescensspektrometri (AAS): Denne metode ligner FAAS, men bruger et fluorescensspektrometer til at detektere tilstedeværelsen af ​​barium. Det kan bruges til at måle spormængder af barium.

4. Ionkromatografi: Denne metode er velegnet til analyse af barium i vandprøver. Bariumioner separeres og detekteres ved ionchromatograf. Den kan bruges til at måle bariumkoncentrationen i vandprøver.

5. Røntgenfluorescensspektrometri (XRF): Dette er en ikke-destruktiv analysemetode, der er egnet til påvisning af barium i faste prøver. Efter at prøven er exciteret af røntgenstråler, udsender bariumatomerne specifik fluorescens, og bariumindholdet bestemmes ved at måle fluorescensintensiteten.

6. Massespektrometri: Massespektrometri kan bruges til at bestemme bariums isotopsammensætning og bestemme bariumindholdet. Denne metode bruges normalt til højfølsomhedsanalyse og kan påvise meget lave koncentrationer af barium.

Ovenstående er nogle almindeligt anvendte metoder til påvisning af barium. Den specifikke metode, der skal vælges, afhænger af prøvens art, bariumkoncentrationsområdet og formålet med analysen. Hvis du har brug for yderligere information eller har andre spørgsmål, er du velkommen til at give mig besked. Disse metoder er meget udbredt i laboratorie- og industrielle applikationer til nøjagtigt og pålideligt at måle og detektere tilstedeværelsen og koncentrationen af ​​barium. Den specifikke metode, der skal bruges, afhænger af den type prøve, der skal måles, rækkevidden af ​​bariumindhold og det specifikke formål med analysen.

9. Atomabsorptionsmetode til calciummåling

I grundstofmåling har atomabsorptionsmetoden høj nøjagtighed og følsomhed og giver et effektivt middel til at studere de kemiske egenskaber, sammensætningens sammensætning og indhold. Dernæst bruger vi atomabsorptionsmetoden til at måle indholdet af grundstoffer. De specifikke trin er som følger: Forbered prøven, der skal testes. Forbered grundstofprøven, der skal måles, til en opløsning, som generelt skal fordøjes med blandet syre til efterfølgende måling. Vælg et passende atomabsorptionsspektrometer. Vælg et passende atomabsorptionsspektrometer i henhold til egenskaberne for den prøve, der skal testes, og rækken af ​​elementindhold, der skal måles.
Juster parametrene for atomabsorptionsspektrometeret. I henhold til det element, der skal testes, og instrumentmodellen justeres parametrene for atomabsorptionsspektrometeret, inklusive lyskilde, forstøver, detektor osv.
Mål absorbansen af ​​elementet. Placer prøven, der skal testes, i forstøveren, og udsend lysstråling af en bestemt bølgelængde gennem lyskilden. Elementet, der skal testes, vil absorbere disse lysstrålinger og producere energiniveauovergange. Mål sølvelementets absorbans gennem detektoren. Beregn indholdet af elementet. Indholdet af grundstoffet beregnes ud fra absorbansen og standardkurven. Følgende er de specifikke parametre, der bruges af et instrument til at måle elementer.

Standard: højrenhed BaCO3 eller BaCl2·2H2O.
Metode: Vej 0,1778 g BaCl2·2H2O nøjagtigt, opløs i en lille mængde vand, og fyld nøjagtigt op til 100 ml. Ba-koncentrationen i denne opløsning er 1000 μg/mL. Opbevares i en polyethylenflaske væk fra lys.
Flammetype: luft-acetylen, rig flamme.
Analytiske parametre: Bølgelængde (nm) 553,6
Spektral båndbredde (nm) 0,2
Filterkoefficient 0,3
Anbefalet lampestrøm (mA) 5
Negativ højspænding (v) 393,00
Brænderhovedets højde (mm) 10
Integrationstid (S) 3
Lufttryk og flow (MPa, ml/min) 0,24
Acetylentryk og flow (MPa, ml/min) 0,05, 2200
Lineært område (μg/mL) 3–400
Lineær korrelationskoefficient 0,9967
Karakteristisk koncentration (μg/mL) 7,333
Detektionsgrænse (μg/mL) 1,0RSD(%) 0,27
Beregningsmetode Kontinuerlig metode
Opløsningens surhedsgrad 0,5 % HNO3

Testform:

Kalibreringskurve:

Flammetype: dinitrogenoxid-acetylen, rig flamme
.Analyseparametre: Bølgelængde: 553,6
Spektral båndbredde (nm) 0,2
Filterkoefficient 0,6
Anbefalet lampestrøm (mA) 6,0
Negativ højspænding (v) 374,5
Højde på forbrændingshoved (mm) 13
Integrationstid (S) 3
Lufttryk og flow (MP, ml/min) 0,25, 5100
Dinitrogenoxidtryk og flow (MP, ml/min) 0,1, 5300
Acetylentryk og flow (MP, ml/min) 0,1, 4600
Lineær korrelationskoefficient 0,9998
Karakteristisk koncentration (μg/mL) 0,379
Beregningsmetode Kontinuerlig metode
Opløsningens surhedsgrad 0,5 % HNO3

Testform:

Kalibreringskurve:

Interferens: Barium er alvorligt forstyrret af fosfat, silicium og aluminium i luft-acetylenflamme, men disse interferenser kan overvindes i dinitrogenoxid-acetylenflamme. 80 % af Ba er ioniseret i dinitrogenoxid-acetylenflamme, så 2000 μg/mL K+ bør tilsættes standard- og prøveopløsningerne for at undertrykke ionisering og forbedre følsomheden. Barium, dette tilsyneladende almindelige, men ekstraordinære kemiske grundstof, har altid spillet sit stille rolle i vores liv. Fra præcisionsinstrumenter i videnskabelige forskningslaboratorier til råmaterialer i industriel produktion, til diagnostiske reagenser på det medicinske område, har barium ydet vigtig støtte til mange områder med dets unikke egenskaber.
Men ligesom hver mønt har to sider, er nogle forbindelser af barium også giftige. Når vi bruger barium, skal vi derfor være på vagt for at sikre sikker brug og undgå unødvendig skade på miljøet og menneskekroppen.
Når vi ser tilbage på bariums udforskningsrejse, kan vi ikke lade være med at sukke over dets mystik og charme. Det er ikke kun forskningsobjektet for videnskabsmænd, men også en kraftfuld ingeniørassistent og et lyspunkt inden for medicin. Når vi ser ind i fremtiden, forventer vi, at barium fortsætter med at bringe flere overraskelser og gennembrud til menneskeheden og bidrage til den fortsatte udvikling af videnskab og teknologi og samfundet. barium med smukke ord, men jeg tror, ​​at gennem den omfattende introduktion af dets egenskaber, anvendelser og sikkerhed, har læserne en dybere forståelse af barium. Lad os se frem til den vidunderlige præstation af barium i fremtiden og bidrage mere til menneskehedens fremskridt og udvikling.

For mere information eller forespørgsel med høj renhed 99,9% bariummetal, velkommen til at kontakte os nedenfor:

Whatsapp & tlf.: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com