Kas yra baris, koks jo pritaikymas ir kaip išbandyti bario elementą?

Magiškame chemijos pasaulyjebarisvisada traukė mokslininkų dėmesį savo unikaliu žavesiu ir plačiu pritaikymu. Nors šis sidabriškai balto metalo elementas nėra toks akinantis kaip auksas ar sidabras, jis vaidina nepakeičiamą vaidmenį daugelyje sričių. Nuo tiksliųjų instrumentų mokslinių tyrimų laboratorijose iki pagrindinių žaliavų pramoninėje gamyboje iki diagnostinių reagentų medicinos srityje – baris parašė chemijos legendą su savo unikaliomis savybėmis ir funkcijomis.

Dar 1602 m. Italijos Poros miesto batsiuvys Cassio Lauro eksperimento metu skrudino baritą, kuriame yra bario sulfato, su degia medžiaga ir nustebo, kad jis gali švytėti tamsoje. Šis atradimas sukėlė didelį to meto mokslininkų susidomėjimą, todėl akmuo buvo pavadintas Poros akmeniu ir tapo Europos chemikų tyrimų centru.

Tačiau švedų chemikas Scheele tikrai patvirtino, kad baris yra naujas elementas. 1774 m. jis atrado bario oksidą ir pavadino jį „Baryta“ (sunkiąja žeme). Jis nuodugniai ištyrė šią medžiagą ir manė, kad ji sudaryta iš naujos žemės (oksido), sujungtos su sieros rūgštimi. Po dvejų metų jis sėkmingai pakaitino šio naujo dirvožemio nitratą ir gavo gryną oksidą. Tačiau nors Scheele atrado bario oksidą, britų chemikas Davy sėkmingai pagamino metalinį barį, elektrolizuodamas iš barito pagamintą elektrolitą. Šis atradimas pažymėjo oficialų bario, kaip metalinio elemento, patvirtinimą, taip pat atvėrė bario taikymo įvairiose srityse kelionę.

Nuo tada žmonės nuolat gilino savo supratimą apie barį. Mokslininkai tyrinėjo gamtos paslaptis ir skatino mokslo bei technologijų pažangą tirdami bario savybes ir elgesį. Bario taikymas moksliniuose tyrimuose, pramonėje ir medicinoje taip pat tapo vis platesnis, todėl žmonių gyvenimas tampa patogus ir patogus.

Bario žavesys slypi ne tik jo praktiškume, bet ir už jo slypinčioje mokslinėje paslaptyje. Mokslininkai nuolat tyrinėjo gamtos paslaptis ir skatino mokslo ir technologijų pažangą tirdami bario savybes ir elgesį. Tuo pačiu metu baris taip pat tyliai vaidina vaidmenį mūsų kasdieniame gyvenime, suteikdamas mūsų gyvenimui patogumo ir komforto. Leiskitės į šią magišką bario tyrinėjimo kelionę, atskleisime paslaptingą jo šydą ir įvertinkime jo nepakartojamą žavesį. Kitame straipsnyje mes išsamiai supažindinsime su bario savybėmis ir pritaikymu, taip pat su svarbiu jo vaidmeniu moksliniuose tyrimuose, pramonėje ir medicinoje. Tikiu, kad skaitydami šį straipsnį giliau suprasite barį.

1. Bario taikymas

Barisyra bendras cheminis elementas. Tai sidabriškai baltas metalas, kuris gamtoje egzistuoja įvairių mineralų pavidalu. Toliau pateikiami kai kurie kasdieniai bario naudojimo būdai.

Dega ir šviečia: Baris yra labai reaktyvus metalas, kuris, susilietus su amoniaku ar deguonimi, sukuria ryškią liepsną. Dėl to baris plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip fejerverkai, raketos ir fosforo gamyba.

Medicinos pramonė: Bario junginiai taip pat plačiai naudojami medicinos pramonėje. Bario patiekalai (pvz., bario tabletės) naudojami atliekant virškinimo trakto rentgeno tyrimus, kad gydytojai galėtų stebėti virškinimo sistemos veiklą. Bario junginiai taip pat naudojami tam tikrose radioaktyviosiose terapijose, pavyzdžiui, radioaktyvusis jodas skydliaukės ligoms gydyti.
Stiklas ir keramika: Bario junginiai dažnai naudojami stiklo ir keramikos gamyboje dėl geros lydymosi temperatūros ir atsparumo korozijai. Bario junginiai gali padidinti keramikos kietumą ir stiprumą bei suteikti tam tikrų ypatingų keramikos savybių, tokių kaip elektros izoliacija ir didelis lūžio rodiklis. Metalų lydiniai: Baris gali sudaryti lydinius su kitais metalo elementais, ir šie lydiniai turi tam tikrų unikalių savybių. Pavyzdžiui, bario lydiniai gali padidinti aliuminio ir magnio lydinių lydymosi temperatūrą, todėl juos lengviau apdoroti ir lieti. Be to, baterijų plokštėms ir magnetinėms medžiagoms gaminti taip pat naudojami bario lydiniai, turintys magnetinių savybių.

Baris yra cheminis elementas, kurio cheminis simbolis Ba ir atominis skaičius 56. Baris yra šarminių žemių metalas ir yra periodinės lentelės 6 grupėje – pagrindinės grupės elementai.
2. Bario fizinės savybės
Baris (Ba) yra šarminių žemių metalo elementas
1. Išvaizda: Baris yra minkštas, sidabriškai baltas metalas, turintis ryškų metalinį blizgesį pjaunant.
2. Tankis: Bario tankis yra gana didelis – apie 3,5 g/cm³. Tai vienas tankiausių metalų žemėje.
3. Lydymosi ir virimo temperatūra: Bario lydymosi temperatūra yra apie 727 °C, o virimo temperatūra apie 1897 °C.
4. Kietumas: Baris yra gana minkštas metalas, kurio Moso kietumas 20 laipsnių Celsijaus temperatūroje yra apie 1,25.
5. Laidumas: Baris yra geras elektros laidininkas, turintis didelį elektros laidumą.
6. Plastiškumas: Nors baris yra minkštas metalas, jis turi tam tikrą plastiškumą ir gali būti perdirbamas į plonus lakštus arba laidus.
7. Cheminis aktyvumas: kambario temperatūroje baris stipriai nereaguoja su daugeliu nemetalų ir daugeliu metalų, tačiau esant aukštai temperatūrai ir ore susidaro oksidai. Jis gali sudaryti junginius su daugeliu nemetalinių elementų, tokių kaip oksidai, sulfidai ir kt.
8. Egzistencijos formos: Mineralai, kurių žemės plutoje yra bario, pvz., baritas (bario sulfatas) ir tt Baris gamtoje gali egzistuoti ir hidratų, oksidų, karbonatų ir kt. pavidalu.
9. Radioaktyvumas. Baris turi įvairių radioaktyviųjų izotopų, tarp kurių baris-133 yra dažnas radioaktyvusis izotopas, naudojamas medicinos vaizdavimo ir branduolinės medicinos srityse.
10. Taikymas: Bario junginiai plačiai naudojami pramonėje, pavyzdžiui, stiklas, guma, chemijos pramonės katalizatoriai, elektronų vamzdeliai ir kt. Jo sulfatas dažnai naudojamas kaip kontrastinė medžiaga atliekant medicininius tyrimus. Baris yra svarbus metalinis elementas, dėl kurio jis plačiai naudojamas daugelyje sričių.

3. Bario cheminės savybės
Metalinės savybės: Baris yra sidabriškai baltos spalvos metalinė kieta medžiaga, pasižyminti geru elektros laidumu.

Tankis ir lydymosi temperatūra: Baris yra gana tankus elementas, kurio tankis yra 3,51 g/cm3. Bario lydymosi temperatūra yra žema – apie 727 laipsniai Celsijaus (1341 laipsnis pagal Farenheitą).

Reaktyvumas: Baris greitai reaguoja su daugeliu nemetalinių elementų, ypač su halogenais (tokiais kaip chloras ir bromas), kad susidarytų atitinkami bario junginiai. Pavyzdžiui, baris reaguoja su chloru ir susidaro bario chloridas.
Oksiduojamumas: Baris gali būti oksiduojamas, kad susidarytų bario oksidas. Bario oksidas plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip metalo lydymas ir stiklo gamyba.
Didelis aktyvumas: Baris pasižymi dideliu cheminiu aktyvumu ir lengvai reaguoja su vandeniu, išskirdamas vandenilį ir gamindamas bario hidroksidą.

4. Biologinės bario savybės

Bario vaidmuo ir biologinės savybės organizmuose nėra visiškai suprantamos, tačiau žinoma, kad baris turi tam tikrą toksiškumą organizmams.

Įsiurbimo keliai: Bario žmonės dažniausiai patenka per maistą ir geriamąjį vandenį. Kai kuriuose maisto produktuose, pavyzdžiui, grūduose, mėsoje ir pieno produktuose, gali būti nedidelis kiekis bario. Be to, požeminiame vandenyje kartais būna didesnė bario koncentracija.
Biologinė absorbcija ir metabolizmas: Baris gali būti absorbuojamas organizmų ir paskirstomas organizme per kraujotaką. Baris daugiausia kaupiasi inkstuose ir kauluose, ypač kai yra didesnės koncentracijos kauluose.
Biologinė funkcija: dar nenustatyta, kad baris organizmuose turėtų kokių nors esminių fiziologinių funkcijų. Todėl biologinė bario funkcija tebėra prieštaringa.

5. Biologinės bario savybės
Toksiškumas: didelė bario jonų arba bario junginių koncentracija yra toksiška žmogaus organizmui. Per didelis bario vartojimas gali sukelti ūmaus apsinuodijimo simptomus, įskaitant vėmimą, viduriavimą, raumenų silpnumą, aritmiją ir kt. Sunkus apsinuodijimas gali pakenkti nervų sistemai, pažeisti inkstus ir sutrikdyti širdį.
Kaulų kaupimasis: Baris gali kauptis kauluose žmogaus kūne, ypač vyresnio amžiaus žmonėms. Ilgalaikis didelės bario koncentracijos poveikis gali sukelti kaulų ligas, tokias kaip osteoporozė. Poveikis širdies ir kraujagyslių sistemai: Baris, kaip ir natris, gali sutrikdyti jonų pusiausvyrą ir elektrinį aktyvumą, taip paveikti širdies veiklą. Per didelis bario vartojimas gali sukelti nenormalų širdies ritmą ir padidinti širdies priepuolių riziką.
Kancerogeniškumas: Nors vis dar kyla ginčų dėl bario kancerogeniškumo, kai kurie tyrimai parodė, kad ilgalaikis didelės bario koncentracijos poveikis gali padidinti tam tikrų vėžio formų, tokių kaip skrandžio ir stemplės vėžys, riziką. Dėl bario toksiškumo ir galimo pavojaus žmonės turėtų būti atsargūs ir vengti per didelio bario suvartojimo ar ilgalaikio didelės koncentracijos bario poveikio. Siekiant apsaugoti žmonių sveikatą, reikia stebėti ir kontroliuoti bario koncentraciją geriamajame vandenyje ir maiste. Jei įtariate apsinuodijimą arba turite susijusių simptomų, nedelsdami kreipkitės į gydytoją.

6. Baris gamtoje

Bario mineralai: Bario žemės plutoje galima rasti mineralų pavidalu. Kai kurie įprasti bario mineralai yra baritas ir vyteritas. Šios rūdos dažnai randamos su kitais mineralais, tokiais kaip švinas, cinkas ir sidabras.

Ištirpęs požeminiame vandenyje ir uolienose: Bario galima rasti požeminiame vandenyje ir ištirpusiose uolienose. Požeminiame vandenyje yra nedideli kiekiai ištirpusio bario, o jo koncentracija priklauso nuo geologinių sąlygų ir vandens telkinio cheminių savybių.

Bario druskos: Baris gali sudaryti įvairias druskas, tokias kaip bario chloridas, bario nitratas ir bario karbonatas. Šių junginių gamtoje galima rasti kaip natūralių mineralų.

Kiekis dirvožemyje: Baris dirvožemyje gali būti įvairių formų, kai kurios iš jų atsiranda dėl natūralių mineralinių dalelių arba ištirpus uolienoms. Bario koncentracijos dirvožemyje paprastai yra mažos, tačiau kai kuriose vietose gali būti ir didelės koncentracijos.

Reikėtų pažymėti, kad bario buvimas ir kiekis skirtingose ​​geologinėse aplinkose ir regionuose gali skirtis, todėl kalbant apie barį reikia atsižvelgti į specifines geografines ir geologines sąlygas.

7. Bario gavyba ir gamyba
Bario gavybos ir paruošimo procesas paprastai apima šiuos veiksmus:
1. Bario rūdos gavyba: pagrindinis bario rūdos mineralas yra baritas, dar žinomas kaip bario sulfatas. Paprastai jis randamas žemės plutoje ir yra plačiai paplitęs uolienose ir žemės telkiniuose. Kasyba paprastai apima rūdos sprogdinimą, kasimą, smulkinimą ir rūšiavimą, kad būtų gauta rūda, kurioje yra bario sulfato.
2. Koncentrato paruošimas: norint išgauti barį iš bario rūdos, reikia apdoroti rūdą koncentratu. Koncentrato paruošimas paprastai apima rankinio atrankos ir flotacijos etapus, siekiant pašalinti priemaišas ir gauti rūdą, kurioje yra daugiau nei 96 % bario sulfato.
3. Bario sulfato paruošimas: koncentratui taikomos tokios pakopos, kaip geležies ir silicio pašalinimas, kad galiausiai būtų gautas bario sulfatas (BaSO4).
4. Bario sulfido paruošimas: norint paruošti barį iš bario sulfato, bario sulfatą reikia paversti bario sulfidu, dar vadinamu juodaisiais pelenais. Bario sulfato rūdos milteliai, kurių dalelių dydis mažesnis nei 20 akių, paprastai sumaišomi su anglies arba naftos kokso milteliais 4:1 masės santykiu. Mišinys skrudinamas 1100 ℃ temperatūroje reverberacinėje krosnyje, o bario sulfatas redukuojamas iki bario sulfido.
5. Bario sulfido tirpinimas: Bario sulfido bario sulfato tirpalą galima gauti išplovus karštu vandeniu.
6. Bario oksido paruošimas: norint paversti bario sulfidą į bario oksidą, į bario sulfido tirpalą paprastai pridedama natrio karbonato arba anglies dioksido. Sumaišius bario karbonatą ir anglies miltelius, kalcinuojant aukštesnėje nei 800 ℃ temperatūroje gali susidaryti bario oksidas.
7. Aušinimas ir apdorojimas: Reikėtų pažymėti, kad bario oksidas oksiduojasi, sudarydamas bario peroksidą esant 500-700 ℃, o bario peroksidas gali suirti, sudarydamas bario oksidą 700-800 ℃ temperatūroje. Kad nesusidarytų bario peroksidas, kalcinuotą produktą reikia atvėsinti arba gesinti, apsaugant inertinėmis dujomis.

Aukščiau pateiktas bendras bario gavybos ir paruošimo procesas. Šie procesai gali skirtis priklausomai nuo pramoninio proceso ir įrangos, tačiau bendras principas išlieka tas pats. Baris yra svarbus pramoninis metalas, naudojamas įvairiose srityse, įskaitant chemijos pramonę, mediciną, elektroniką ir kt.

8. Bendrieji bario aptikimo metodai
Baris yra įprastas elementas, dažnai naudojamas įvairiose pramonės ir mokslo srityse. Analitinėje chemijoje bario aptikimo metodai paprastai apima kokybinę ir kiekybinę analizę. Toliau pateikiamas išsamus įvadas į dažniausiai naudojamus bario aptikimo metodus:
1. Liepsnos atominės sugerties spektrometrija (FAAS): tai dažniausiai naudojamas kiekybinės analizės metodas, tinkamas didesnės koncentracijos mėginiams. Mėginio tirpalas purškiamas į liepsną, o bario atomai sugeria tam tikro bangos ilgio šviesą. Sugertos šviesos intensyvumas matuojamas ir yra proporcingas bario koncentracijai.
2. Liepsnos atominės emisijos spektrometrija (FAES): Šiuo metodu baris aptinkamas purškiant mėginio tirpalą į liepsną, sužadinant bario atomus skleisti tam tikro bangos ilgio šviesą. Palyginti su FAAS, FAES paprastai naudojamas mažesnei bario koncentracijai nustatyti.
3. Atominė fluorescencinė spektrometrija (AAS): šis metodas panašus į FAAS, tačiau bario buvimui nustatyti naudojamas fluorescencinis spektrometras. Jis gali būti naudojamas bario pėdsakams išmatuoti.

4. Jonų chromatografija. Šis metodas tinka bario kiekiui vandens mėginiuose analizuoti. Bario jonai atskiriami ir aptinkami jonų chromatografu. Jis gali būti naudojamas bario koncentracijai vandens mėginiuose matuoti.

5. Rentgeno fluorescencinė spektrometrija (XRF): tai neardomasis analizės metodas, tinkamas bariui aptikti kietuose mėginiuose. Mėginį sužadinus rentgeno spinduliais, bario atomai skleidžia specifinę fluorescenciją, o bario kiekis nustatomas matuojant fluorescencijos intensyvumą.

6. Masių spektrometrija. Masių spektrometrija gali būti naudojama bario izotopinei sudėčiai nustatyti ir bario kiekiui nustatyti. Šis metodas dažniausiai naudojamas didelio jautrumo analizei ir gali aptikti labai mažas bario koncentracijas.

Aukščiau yra keletas dažniausiai naudojamų bario aptikimo metodų. Konkretus pasirenkamas metodas priklauso nuo mėginio pobūdžio, bario koncentracijos diapazono ir analizės tikslo. Jei jums reikia daugiau informacijos ar turite kitų klausimų, nedvejodami praneškite man. Šie metodai plačiai naudojami laboratorijose ir pramonėje, siekiant tiksliai ir patikimai išmatuoti ir aptikti bario buvimą ir koncentraciją. Konkretus naudotinas metodas priklauso nuo mėginio, kurį reikia išmatuoti, tipo, bario kiekio diapazono ir konkretaus analizės tikslo.

9. Atominės absorbcijos metodas kalcio matavimui

Atliekant elementų matavimą, atominės sugerties metodas pasižymi dideliu tikslumu ir jautrumu, yra efektyvi priemonė cheminėms savybėms, junginių sudėties ir kiekio tyrimui. Toliau mes naudojame atominės absorbcijos metodą elementų kiekiui matuoti. Konkretūs veiksmai yra tokie: Paruoškite mėginį, kurį reikia ištirti. Paruoškite išmatuojamą elemento mėginį į tirpalą, kuris paprastai turi būti suardomas su mišria rūgštimi tolesniam matavimui. Pasirinkite tinkamą atominės absorbcijos spektrometrą. Atsižvelgdami į tiriamo mėginio savybes ir išmatuojamo elementų kiekio diapazoną, pasirinkite tinkamą atominės absorbcijos spektrometrą.
Sureguliuokite atominės sugerties spektrometro parametrus. Pagal bandomąjį elementą ir prietaiso modelį sureguliuokite atominės sugerties spektrometro parametrus, įskaitant šviesos šaltinį, purkštuvą, detektorių ir kt.
Išmatuokite elemento absorbciją. Įdėkite bandinį, kurį reikia ištirti, į purkštuvą ir per šviesos šaltinį išskirkite tam tikro bangos ilgio šviesos spinduliuotę. Bandomas elementas sugers šią šviesos spinduliuotę ir sukurs energijos lygio perėjimus. Išmatuokite sidabro elemento absorbciją per detektorių. Apskaičiuokite elemento turinį. Elemento kiekis apskaičiuojamas pagal absorbciją ir standartinę kreivę. Toliau pateikiami konkretūs parametrai, kuriuos prietaisas naudoja elementams matuoti.

Standartas: didelio grynumo BaCO3 arba BaCl2·2H2O.
Metodas: tiksliai pasverkite 0,1778 g BaCl2·2H2O, ištirpinkite nedideliame kiekyje vandens ir tiksliai praskieskite iki 100 ml. Ba koncentracija šiame tirpale yra 1000 μg/mL. Laikyti polietileno buteliuke nuo šviesos.
Liepsnos tipas: oras-acetilenas, sodri liepsna.
Analitiniai parametrai: Bangos ilgis (nm) 553,6
Spektrinės juostos plotis (nm) 0,2
Filtro koeficientas 0,3
Rekomenduojama lempos srovė (mA) 5
Neigiama aukštoji įtampa (v) 393,00
Degiklio galvutės aukštis (mm) 10
Integravimo laikas (S) 3
Oro slėgis ir srautas (MPa, mL/min) 0,24
Acetileno slėgis ir srautas (MPa, ml/min) 0,05, 2200
Tiesinis diapazonas (μg/mL) 3–400
Tiesinės koreliacijos koeficientas 0,9967
Būdinga koncentracija (μg/mL) 7,333
Aptikimo riba (μg/mL) 1,0RSD(%) 0,27
Skaičiavimo metodas Nepertraukiamas metodas
Tirpalo rūgštingumas 0,5% HNO3

Bandymo forma:

Kalibravimo kreivė:

Liepsnos tipas: azoto oksidas-acetilenas, sodri liepsna
.Analizės parametrai: Bangos ilgis: 553,6
Spektrinės juostos plotis (nm) 0,2
Filtro koeficientas 0,6
Rekomenduojama lempos srovė (mA) 6,0
Neigiama aukštoji įtampa (v) 374,5
Degimo galvutės aukštis (mm) 13
Integravimo laikas (S) 3
Oro slėgis ir srautas (MP, ml/min) 0,25, 5100
Azoto oksido slėgis ir srautas (MP, ml/min) 0,1, 5300
Acetileno slėgis ir srautas (MP, ml/min) 0,1, 4600
Tiesinės koreliacijos koeficientas 0,9998
Būdinga koncentracija (μg/mL) 0,379
Skaičiavimo metodas Nepertraukiamas metodas
Tirpalo rūgštingumas 0,5% HNO3

Bandymo forma:

Kalibravimo kreivė:

Trikdžiai: Oro ir acetileno liepsnoje esantis fosfatas, silicis ir aliuminis labai trukdo bariui, tačiau šiuos trukdžius galima įveikti azoto oksido-acetileno liepsnoje. 80% Ba yra jonizuota azoto oksido-acetileno liepsnoje, todėl į standartinius ir mėginio tirpalus reikia pridėti 2000 μg/mL K+, kad būtų slopinama jonizacija ir pagerintas jautrumas. Baris, šis iš pažiūros įprastas, bet nepaprastas cheminis elementas, visada vaidino savo vaidmenį. vaidmenį mūsų gyvenime tyliai. Nuo tiksliųjų instrumentų mokslinių tyrimų laboratorijose iki žaliavų pramoninėje gamyboje ir diagnostinių reagentų medicinos srityje – baris savo unikaliomis savybėmis suteikė svarbią paramą daugeliui sričių.
Tačiau, kaip ir kiekviena moneta turi dvi puses, kai kurie bario junginiai taip pat yra toksiški. Todėl, naudodami barį, turime išlikti budrūs, kad užtikrintume saugų naudojimą ir išvengtume bereikalingos žalos aplinkai ir žmogaus organizmui.
Žvelgdami į bario tyrinėjimo kelionę, negalime atsidūsti dėl jo paslapties ir žavesio. Tai ne tik mokslininkų tyrimo objektas, bet ir galingas inžinierių asistentas, ryškus medicinos srities taškas. Žvelgdami į ateitį tikimės, kad baris ir toliau teiks žmonijai daugiau netikėtumų ir proveržių bei padės nuolat tobulėti mokslui, technologijoms ir visuomenei. Nors šio straipsnio pabaigoje galbūt negalėsime visiškai parodyti baris su nuostabiais žodžiais, bet manau, kad išsamiai supažindindami su jo savybėmis, pritaikymu ir saugumu skaitytojai geriau supras barį. Tikėkimės nuostabaus bario pasirodymo ateityje ir labiau prisidėkime prie žmonijos pažangos ir vystymosi.

Norėdami gauti daugiau informacijos arba paklausti didelio grynumo 99,9% bario metalo, susisiekite su mumis žemiau:

What'sapp &tel:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com