Che cos'è il bario, qual è la sua applicazione e come testare l'elemento bario?

Nel mondo magico della chimica,barioha sempre attirato l'attenzione degli scienziati con il suo fascino unico e l'ampia applicazione. Sebbene questo elemento di metallo bianco-argenteo non sia abbagliante come l'oro o l'argento, svolge un ruolo indispensabile in molti campi. Dagli strumenti di precisione nei laboratori di ricerca scientifica alle principali materie prime nella produzione industriale ai reagenti diagnostici in campo medico, il bario ha scritto la leggenda della chimica con le sue proprietà e funzioni uniche.

Già nel 1602, Cassio Lauro, un calzolaio nella città italiana di Porra, arrosse una barite contenente solfato di bario con una sostanza combustibile in un esperimento e fu sorpreso di scoprire che poteva brillare al buio. Questa scoperta suscitò un grande interesse tra gli studiosi all'epoca e la pietra fu chiamata Porra Stone e divenne al centro della ricerca dei chimici europei.

Tuttavia, è stato il chimico svedese Scheele a confermare davvero che il bario era un nuovo elemento. Scoprì l'ossido di bario nel 1774 e lo chiamò "baryta" (terra pesante). Ha studiato questa sostanza in profondità e credeva che fosse composta da una nuova terra (ossido) combinata con acido solforico. Due anni dopo, riscaldò con successo il nitrato di questo nuovo terreno e ottenne l'ossido puro. Tuttavia, sebbene Scheele scoprisse l'ossido del bario, non fu fino al 1808 che il chimico britannico Davy produceva con successo il bario metallico elettrolizzando un elettrolitico a base di barite. Questa scoperta ha segnato la conferma ufficiale del bario come elemento metallico e ha anche aperto il viaggio dell'applicazione del bario in vari campi.

Da allora, gli esseri umani hanno continuamente approfondito la loro comprensione del bario. Gli scienziati hanno esplorato i misteri della natura e hanno promosso il progresso della scienza e della tecnologia studiando le proprietà e i comportamenti del bario. L'applicazione del bario nella ricerca scientifica, nell'industria e nei campi medici è diventata sempre più ampia, portando comodità e conforto alla vita umana.

Il fascino del bario sta non solo nella sua praticità, ma anche nel mistero scientifico dietro di esso. Gli scienziati hanno continuamente esplorato i misteri della natura e hanno promosso il progresso della scienza e della tecnologia studiando le proprietà e i comportamenti del bario. Allo stesso tempo, anche il bario svolge silenziosamente un ruolo nella nostra vita quotidiana, portando comodità e conforto alla nostra vita. Comprendiamo questo magico viaggio di esplorazione del bario, sveliamo il suo velo misterioso e apprezziamo il suo fascino unico. Nel seguente articolo, introdurremo in modo completo le proprietà e le applicazioni del bario, nonché il suo ruolo importante nella ricerca scientifica, nell'industria e nella medicina. Credo che leggendo questo articolo avrai una comprensione più profonda del bario.

1. Applicazione del bario

Barioè un elemento chimico comune. È un metallo bianco-argenteo che esiste in natura sotto forma di una varietà di minerali. Di seguito sono riportati alcuni usi quotidiani del bario.

Bruciatura e brillante: il bario è un metallo altamente reattivo che produce una fiamma luminosa quando è in contatto con ammoniaca o ossigeno. Ciò rende il bario ampiamente utilizzato in settori come fuochi d'artificio, razzi e produzione di fosfori.

Industria medica: i composti bario sono anche ampiamente utilizzati nel settore medico. I pasti di bario (come compresse di bario) sono utilizzati negli esami di raggi X gastrointestinali per aiutare i medici ad osservare il funzionamento del sistema digestivo. I composti di bario sono anche usati in alcune terapie radioattive, come lo iodio radioattivo per il trattamento della malattia tiroidea.
Vetro e ceramica: i composti del bario sono spesso usati nella produzione di vetro e ceramica a causa del loro buon punto di fusione e resistenza alla corrosione. I composti del bario possono migliorare la durezza e la resistenza della ceramica e possono fornire alcune proprietà speciali della ceramica, come l'isolamento elettrico e l'elevato indice di rifrazione. Leghe in metallo: il bario può formare leghe con altri elementi metallici e queste leghe hanno alcune proprietà uniche. Ad esempio, le leghe di bario possono aumentare il punto di fusione delle leghe di alluminio e magnesio, rendendole più facili da elaborare e lanciare. Inoltre, le leghe di bario con proprietà magnetiche vengono anche utilizzate per produrre piastre a batteria e materiali magnetici.

Il bario è un elemento chimico con il simbolo chimico BA e il numero atomico 56. Il bario è un metallo di terra alcalino e si trova nel gruppo 6 della tavola periodica, gli elementi del gruppo principale.
2. Barium Physical Properties
Il bario (BA) è un elemento alcalino di metallo
1. Aspetto: il bario è un metallo morbido e argenteo con una lucente lucentezza metallica quando tagliata.
2. Densità: il bario ha una densità relativamente elevata di circa 3,5 g/cm³. È uno dei metalli più densi sulla terra.
3. Punti di fusione e bollitura: il bario ha un punto di fusione di circa 727 ° C e un punto di ebollizione di circa 1897 ° C.
4. Durezza: il bario è un metallo relativamente morbido con una durezza MOHS di circa 1,25 a 20 gradi Celsius.
5. Conducibilità: il bario è un buon conduttore di elettricità con alta conducibilità elettrica.
6. Duttilità: sebbene il bario sia un metallo morbido, ha un certo grado di duttilità e può essere elaborato in fogli sottili o fili.
7. Attività chimica: il bario non reagisce fortemente con la maggior parte dei non metalli e molti metalli a temperatura ambiente, ma forma ossidi ad alte temperature e in aria. Può formare composti con molti elementi non metallici, come ossidi, solfuri, ecc.
8. Forme di esistenza: minerali contenenti bario nella crosta terrestre, come la barite (solfato di bario), ecc. Il bario può esistere anche sotto forma di idrati, ossidi, carbonati, ecc. In natura.
9. Radioattività: il bario ha una varietà di isotopi radioattivi, tra cui il bario-133 è un isotopo radioattivo comune utilizzato nelle applicazioni di imaging medico e medicina nucleare.
10. Applicazioni: i composti del bario sono ampiamente utilizzati nell'industria, come vetro, gomma, catalizzatori dell'industria chimica, tubi di elettroni, ecc. Il suo solfato è spesso usato come agente di contrasto negli esami medici. Il bario è un importante elemento metallico le cui proprietà lo rendono ampiamente utilizzato in molti campi.

3. Proprietà chimiche del bario
Proprietà metalliche: il bario è un solido metallico con un aspetto bianco-argenteo e una buona conducibilità elettrica.

Densità e punto di fusione: il bario è un elemento relativamente denso con una densità di 3,51 g/cm3. Il bario ha un basso punto di fusione di circa 727 gradi Celsius (1341 gradi Fahrenheit).

Reattività: il bario reagisce rapidamente con la maggior parte degli elementi non metallici, in particolare con alogeni (come cloro e bromo), per produrre corrispondenti composti di bario. Ad esempio, il bario reagisce con il cloro per produrre cloruro di bario.
Ossidizzabilità: il bario può essere ossidato per formare ossido di bario. L'ossido di bario è ampiamente utilizzato in settori come la fusione dei metalli e la produzione di vetro.
Alta attività: il bario ha un'elevata attività chimica e reagisce facilmente con l'acqua per rilasciare idrogeno e produrre idrossido di bario.

4. Proprietà biologiche del bario

Il ruolo e le proprietà biologiche del bario negli organismi non sono completamente compresi, ma è noto che il bario ha una certa tossicità per gli organismi.

Percorsi di assunzione: le persone ingeriscono principalmente il bario attraverso il cibo e l'acqua potabile. Alcuni alimenti possono contenere tracce di bario, come cereali, carne e prodotti lattiero -caseari. Inoltre, le acque sotterranee a volte contengono concentrazioni più elevate di bario.
Assorbimento biologico e metabolismo: il bario può essere assorbito dagli organismi e distribuito nel corpo attraverso la circolazione sanguigna. Il bario si accumula principalmente nei reni e nelle ossa, specialmente in concentrazioni più elevate nelle ossa.
Funzione biologica: il bario non ha ancora avuto funzioni fisiologiche essenziali negli organismi. Pertanto, la funzione biologica del bario rimane controversa.

5. Proprietà biologiche del bario
Tossicità: alte concentrazioni di ioni bario o composti di bario sono tossiche per il corpo umano. L'assunzione eccessiva di bario può causare sintomi di avvelenamento acuto, tra cui vomito, diarrea, debolezza muscolare, aritmia, ecc. L'avvelenamento grave può causare danni al sistema nervoso, danni ai reni e problemi cardiaci.
Accumulo osseo: il bario può accumularsi nelle ossa nel corpo umano, specialmente negli anziani. L'esposizione a lungo termine ad alte concentrazioni di bario può causare malattie ossee come l'osteoporosi. Effetti cariovascolari: il bario, come il sodio, può interferire con l'equilibrio ionico e l'attività elettrica, influenzando la funzione cardiaca. L'assunzione eccessiva di bario può causare ritmi cardiaci anormali e aumentare il rischio di infarti.
Carcinogenicità: sebbene ci siano ancora polemiche sulla cancerogenicità del bario, alcuni studi hanno dimostrato che l'esposizione a lungo termine ad alte concentrazioni di bario può aumentare il rischio di alcuni tumori, come il cancro allo stomaco e il cancro esofageo. A causa della tossicità e del potenziale pericolo di bario, le persone dovrebbero fare attenzione a evitare un'assunzione eccessiva o un'esposizione a lungo termine ad alte concentrazioni di bario. Le concentrazioni di bario nell'acqua potabile e nel cibo dovrebbero essere monitorate e controllate per proteggere la salute umana. Se sospetti avvelenamento o hai sintomi correlati, ti preghiamo di consultare immediatamente il medico.

6. Bario in natura

Minerali del bario: il bario può essere trovato nella crosta terrestre sotto forma di minerali. Alcuni minerali di bario comuni includono barite e witerite. Questi minerali si trovano spesso con altri minerali, come piombo, zinco e argento.

Sciugio in acque sotterranee e rocce: il bario può essere trovato nelle acque sotterranee e nelle rocce in uno stato disciolto. Le acque sotterranee contiene tracce di bario disciolto e la sua concentrazione dipende dalle condizioni geologiche e dalle proprietà chimiche del corpo idrico.

Sali di bario: il bario può formare diversi sali, come cloruro di bario, nitrato di bario e carbonato di bario. Questi composti possono essere trovati in natura come minerali naturali.

Contenuto nel suolo: il bario può essere trovato nel suolo in diverse forme, alcune delle quali provengono da particelle minerali naturali o dalla dissoluzione delle rocce. Il bario è generalmente presente in basse concentrazioni nel suolo, ma può essere presente in alte concentrazioni in alcune aree.

Va notato che la presenza e il contenuto del bario possono variare in diversi ambienti e regioni geologici, quindi è necessario prendere in considerazione specifiche condizioni geografiche e geologiche quando si discute di bario.

7. Mining e produzione di bario
Il processo di mining e preparazione del bario di solito include i seguenti passaggi:
1. Mining del minerale di bario: il minerale principale del minerale di bario è la barite, noto anche come solfato di bario. Di solito si trova nella crosta terrestre ed è ampiamente distribuito in rocce e depositi sulla terra. Il mining di solito comporta la saldatura, il mining, la schiacciamento e la classificazione del minerale per ottenere minerale contenente solfato di bario.
2. Preparazione del concentrato: l'estrazione di bario dal minerale di bario richiede un trattamento a concentrato del minerale. La preparazione del concentrato di solito include la selezione delle mani e le fasi di flottazione per rimuovere le impurità e ottenere minerali contenenti solfato di bario più del 96%.
3. Preparazione di solfato di bario: il concentrato è sottoposto a passaggi come la rimozione di ferro e silicio per ottenere finalmente il solfato di bario (Baso4).
4. Preparazione del solfuro di bario: per preparare il bario dal solfato di bario, è necessario convertire il solfato di bario in solfuro di bario, noto anche come cenere nera. La polvere di minerale di solfato di bario con dimensioni di particelle inferiore a 20 mesh viene generalmente miscelata con polvere di carbone o coke petrolifera in un rapporto di peso di 4: 1. La miscela viene arrostita a 1100 ℃ in un forno reverberatorio e il solfato di bario viene ridotto al solfuro di bario.
5. Sciloggimento del solfuro di bario: la soluzione di solfuro di bario di solfato di bario può essere ottenuta mediante lisciviazione di acqua calda.
6. Preparazione di ossido di bario: al fine di convertire il solfuro di bario in ossido di bario, carbonato di sodio o anidride carbonica viene generalmente aggiunta alla soluzione di solfuro di bario. Dopo aver miscelato il carbonato di bario e la polvere di carbonio, la calcinazione a 800 ℃ può produrre ossido di bario.
7. Raffreddamento e lavorazione: va notato che l'ossido di bario si ossida per formare il perossido di bario a 500-700 ℃ e il perossido di bario può decomporsi per formare ossido di bario a 700-800 ℃. Al fine di evitare la produzione di perossido di bario, il prodotto calcolato deve essere raffreddato o spento sotto la protezione del gas inerte.

Quanto sopra è il processo generale di mining e preparazione del bario. Questi processi possono variare a seconda del processo e delle attrezzature industriali, ma il principio generale rimane lo stesso. Il bario è un importante metallo industriale utilizzato in una varietà di applicazioni, tra cui industria chimica, medicina, elettronica, ecc.

8. Metodi di rilevamento comuni per il bario
Il bario è un elemento comune che viene comunemente usato in varie applicazioni industriali e scientifiche. Nella chimica analitica, i metodi per il rilevamento del bario di solito includono analisi qualitative e analisi quantitativa. Quella che segue è un'introduzione dettagliata ai metodi di rilevamento comunemente usati per il bario:
1. Spettrometria di assorbimento atomico di fiamma (FAAS): questo è un metodo di analisi quantitativo comunemente usato adatto per campioni con concentrazioni più elevate. La soluzione campione viene spruzzata nella fiamma e gli atomi di bario assorbono la luce di una lunghezza d'onda specifica. L'intensità della luce assorbita viene misurata ed è proporzionale alla concentrazione di bario.
2. Spettrometria di emissione atomica di fiamma (FAE): questo metodo rileva il bario spruzzando la soluzione di esempio nella fiamma, eccitando gli atomi di bario per emettere luce di una lunghezza d'onda specifica. Rispetto alle FAA, le FAE sono generalmente utilizzate per rilevare concentrazioni più basse di bario.
3. Spettrometria a fluorescenza atomica (AAS): questo metodo è simile alla FAAS, ma utilizza uno spettrometro a fluorescenza per rilevare la presenza di bario. Può essere usato per misurare le tracce di bario.

4. Cromatografia ionica: questo metodo è adatto all'analisi del bario nei campioni di acqua. Gli ioni bario sono separati e rilevati mediante cromatografia ionica. Può essere usato per misurare la concentrazione di bario nei campioni di acqua.

5. Spettrometria a fluorescenza a raggi X (XRF): questo è un metodo analitico non distruttivo adatto per il rilevamento di bario in campioni solidi. Dopo che il campione è stato eccitato dai raggi X, gli atomi di bario emettono una fluorescenza specifica e il contenuto di bario viene determinato misurando l'intensità della fluorescenza.

6. Spettrometria di massa: la spettrometria di massa può essere utilizzata per determinare la composizione isotopica del bario e determinare il contenuto di bario. Questo metodo viene generalmente utilizzato per l'analisi ad alta sensibilità e può rilevare concentrazioni molto basse di bario.

Quanto sopra sono alcuni metodi comunemente usati per rilevare il bario. Il metodo specifico da scegliere dipende dalla natura del campione, dalla gamma di concentrazione del bario e dallo scopo dell'analisi. Se hai bisogno di ulteriori informazioni o hai altre domande, non esitate a farmelo sapere. Questi metodi sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di laboratorio e industriali per misurare e rilevare in modo accurato e affidabile la presenza e la concentrazione di bario. Il metodo specifico da utilizzare dipende dal tipo di campione che deve essere misurato, dalla gamma di contenuti di bario e dallo scopo specifico dell'analisi.

9. Metodo di assorbimento atomico per la misurazione del calcio

Nella misurazione degli elementi, il metodo di assorbimento atomico ha un'elevata precisione e sensibilità e fornisce un mezzo efficace per studiare le proprietà chimiche, la composizione e il contenuto composto. Next, utilizziamo il metodo di assorbimento atomico per misurare il contenuto di elementi. I passaggi specifici sono i seguenti: preparare il campione da testare. Preparare il campione di elemento da misurato in una soluzione, che generalmente deve essere digerita con acido misto per la misurazione successiva. Chearshoose uno spettrometro di assorbimento atomico adatto. Secondo le proprietà del campione da testare e l'intervallo di contenuto di elementi da misurare, selezionare uno spettrometro di assorbimento atomico adatto.
Regola i parametri dello spettrometro di assorbimento atomico. Secondo l'elemento da testare e il modello dello strumento, regola i parametri dello spettrometro di assorbimento atomico, tra cui fonte di luce, atomizzatore, rivelatore, ecc.
Misurare l'assorbanza dell'elemento. Posizionare il campione da testare nell'atomizzatore ed emettere radiazioni di luce di una lunghezza d'onda specifica attraverso la sorgente luminosa. L'elemento da testare assorbirà queste radiazioni leggere e produrrà transizioni a livello di energia. Misurare l'assorbanza dell'elemento d'argento attraverso il rivelatore. Calcola il contenuto dell'elemento. Il contenuto dell'elemento viene calcolato in base all'assorbanza e alla curva standard. Di seguito sono riportati i parametri specifici utilizzati da uno strumento per misurare gli elementi.

Standard: BaCO3 di alta purezza o Bacl2 · 2H2O.
Metodo: pesare accuratamente 0,1778 g Bacl2 · 2H2O, dissolversi in una piccola quantità di acqua e comprare con precisione fino a 100 ml. La concentrazione di BA in questa soluzione è di 1000 μg/mL. Conservare in una bottiglia di polietilene lontano dalla luce.
Tipo di fiamma: acetilene aria, fiamma ricca.
Parametri analitici: lunghezza d'onda (nm) 553.6
Larghezza di banda spettrale (NM) 0.2
Coefficiente di filtro 0,3
Corrente lampada consigliata (MA) 5
Alta tensione negativa (V) 393,00
Altezza della testa del bruciatore (mm) 10
Tempo di integrazione / i 3
Pressione dell'aria e flusso (MPA, ML/min) 0,24
Pressione e flusso di acetilene (MPA, ML/min) 0,05, 2200
Intervallo lineare (μg/ml) 3 ～ 400
Coefficiente di correlazione lineare 0,9967
Concentrazione caratteristica (μg/ml) 7,333
Limite di rilevamento (μg/ml) 1,0rsd (%) 0,27
Metodo di calcolo Metodo continuo
Acidità della soluzione 0,5% HNO3

Modulo di prova:

Curva di calibrazione:

Tipo di fiamma: acetilene azoto-acetilenico, fiamma ricca
.Analisi Parametri: lunghezza d'onda: 553.6
Larghezza di banda spettrale (NM) 0.2
Coefficiente di filtro 0.6
Corrente lampada consigliata (MA) 6.0
Alta tensione negativa (V) 374,5
Altezza della testa di combustione (mm) 13
Tempo di integrazione / i 3
Pressione dell'aria e flusso (MP, ml/min) 0,25, 5100
Pressione e flusso di ossido di azoto (MP, ml/min) 0,1, 5300
Pressione e flusso di acetilene (MP, ml/min) 0,1, 4600
Coefficiente di correlazione lineare 0,9998
Concentrazione caratteristica (μg/ml) 0,379
Metodo di calcolo Metodo continuo
Acidità della soluzione 0,5% HNO3

Modulo di prova:

Curva di calibrazione:

Interferenza: il bario è seriamente interferito da fosfato, silicio e alluminio nella fiamma dell'aria-acetilenica, ma queste interferenze possono essere superate nella fiamma di acetilene protagonista. L'80% di BA è ionizzato nella fiamma di acetilenico di acetilene, quindi 2000μg/ml di K+ dovrebbero essere aggiunti alle soluzioni standard e campione per sopprimere la ionizzazione e migliorare la sensibilità. Barium, questo elemento chimico apparentemente ordinario ma straordinario, ha sempre svolto il suo ruolo nella nostra vita in silenzio. Dagli strumenti di precisione nei laboratori di ricerca scientifica alle materie prime nella produzione industriale, ai reagenti diagnostici in campo medico, il bario ha fornito un importante supporto a molti campi con le sue proprietà uniche.
Tuttavia, proprio come ogni moneta ha due lati, anche alcuni composti di bario sono tossici. Pertanto, quando si utilizza il bario, dobbiamo rimanere vigili per garantire un uso sicuro ed evitare danni inutili all'ambiente e al corpo umano.
Guardando indietro al viaggio di esplorazione del bario, non possiamo fare a meno di sospirare il suo mistero e il suo fascino. Non è solo l'oggetto di ricerca degli scienziati, ma anche un potente assistente degli ingegneri e un punto luminoso nel campo della medicina. Guardando al futuro, ci aspettiamo che il bario continui a portare più sorprese e scoperte all'umanità e aiuti il ​​continuo progresso della scienza e della tecnologia e della società. Anche se alla fine di questo articolo, potremmo non essere in grado di dimostrare pienamente il fascino del bario con splendide parole, ma credo che attraverso l'introduzione globale delle sue proprietà, applicazioni e sicurezza, i lettori hanno una comprensione più profonda del barium. Attendiamo con ansia le meravigliose prestazioni del bario in futuro e contribuiamo maggiormente al progresso e allo sviluppo dell'umanità.

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