Wat is barium, wat is de toepassing ervan en hoe test je het bariumelement?

In de magische wereld van de chemie,bariumheeft altijd de aandacht van wetenschappers getrokken vanwege zijn unieke charme en brede toepassing. Hoewel dit zilverwitte metaalelement niet zo oogverblindend is als goud of zilver, speelt het op veel gebieden een onmisbare rol. Van precisie-instrumenten in wetenschappelijke onderzoekslaboratoria tot belangrijke grondstoffen in de industriële productie en diagnostische reagentia op medisch gebied: barium heeft de legende van de chemie geschreven met zijn unieke eigenschappen en functies.

Al in 1602 roosterde Cassio Lauro, een schoenmaker in de Italiaanse stad Porra, in een experiment een bariet met bariumsulfaat met een brandbare stof en ontdekte tot zijn verbazing dat deze in het donker kon gloeien. Deze ontdekking wekte destijds grote belangstelling onder geleerden, en de steen werd Porra-steen genoemd en werd het middelpunt van onderzoek door Europese scheikundigen.

Het was echter de Zweedse scheikundige Scheele die werkelijk bevestigde dat barium een ​​nieuw element was. Hij ontdekte bariumoxide in 1774 en noemde het "Baryta" (zware aarde). Hij bestudeerde deze stof diepgaand en geloofde dat deze bestond uit een nieuwe aarde (oxide) gecombineerd met zwavelzuur. Twee jaar later verwarmde hij met succes het nitraat van deze nieuwe grond en verkreeg zuiver oxide. Hoewel Scheele het oxide van barium ontdekte, duurde het tot 1808 voordat de Britse chemicus Davy met succes metallisch barium produceerde door een elektrolyt gemaakt van bariet te elektrolyseren. Deze ontdekking markeerde de officiële bevestiging van barium als een metaalachtig element en opende ook de weg van de toepassing van barium op verschillende gebieden.

Sindsdien hebben mensen hun begrip van barium voortdurend verdiept. Wetenschappers hebben de mysteries van de natuur onderzocht en de vooruitgang van wetenschap en technologie bevorderd door de eigenschappen en het gedrag van barium te bestuderen. De toepassing van barium in wetenschappelijk onderzoek, de industrie en de medische sector is ook steeds uitgebreider geworden, waardoor het menselijk leven gemakkelijker en comfortabeler wordt.

De charme van barium ligt niet alleen in de praktische bruikbaarheid ervan, maar ook in het wetenschappelijke mysterie erachter. Wetenschappers hebben voortdurend de mysteries van de natuur onderzocht en de vooruitgang van wetenschap en technologie bevorderd door de eigenschappen en het gedrag van barium te bestuderen. Tegelijkertijd speelt barium ook stilletjes een rol in ons dagelijks leven, waardoor het gemak en comfort in ons leven brengt. Laten we beginnen aan deze magische reis waarin we barium verkennen, de mysterieuze sluier onthullen en de unieke charme ervan waarderen. In het volgende artikel zullen we uitgebreid de eigenschappen en toepassingen van barium introduceren, evenals de belangrijke rol ervan in wetenschappelijk onderzoek, de industrie en de geneeskunde. Ik geloof dat je door dit artikel te lezen een dieper begrip van barium zult krijgen.

1. Toepassing van barium

Bariumis een veel voorkomend chemisch element. Het is een zilverwit metaal dat in de natuur voorkomt in de vorm van een verscheidenheid aan mineralen. Hieronder volgen enkele dagelijkse toepassingen van barium.

Brandend en gloeiend: Barium is een zeer reactief metaal dat een heldere vlam produceert bij contact met ammoniak of zuurstof. Dit maakt barium op grote schaal gebruikt in industrieën zoals vuurwerk, fakkels en fosforproductie.

Medische industrie: Bariumverbindingen worden ook veel gebruikt in de medische industrie. Bariummaaltijden (zoals bariumtabletten) worden gebruikt bij maagdarmröntgenonderzoek om artsen te helpen de werking van het spijsverteringsstelsel te observeren. Bariumverbindingen worden ook gebruikt in bepaalde radioactieve therapieën, zoals radioactief jodium voor de behandeling van schildklieraandoeningen.
Glas en keramiek: Bariumverbindingen worden vaak gebruikt bij de productie van glas en keramiek vanwege hun goede smeltpunt en corrosieweerstand. Bariumverbindingen kunnen de hardheid en sterkte van keramiek verbeteren en kunnen een aantal speciale eigenschappen van keramiek bieden, zoals elektrische isolatie en hoge brekingsindex. Metaallegeringen: Barium kan legeringen vormen met andere metalen elementen, en deze legeringen hebben enkele unieke eigenschappen. Bariumlegeringen kunnen bijvoorbeeld het smeltpunt van aluminium- en magnesiumlegeringen verhogen, waardoor ze gemakkelijker te verwerken en te gieten zijn. Daarnaast worden bariumlegeringen met magnetische eigenschappen ook gebruikt om batterijplaten en magnetische materialen te maken.

Barium is een chemisch element met het chemische symbool Ba en atoomnummer 56. Barium is een aardalkalimetaal en bevindt zich in groep 6 van het periodiek systeem, de hoofdgroep van de elementen.
2. Fysische eigenschappen van barium
Barium (Ba) is een aardalkalimetaalelement
1. Uiterlijk: Barium is een zacht, zilverwit metaal met een duidelijke metaalachtige glans wanneer het wordt gesneden.
2. Dichtheid: Barium heeft een relatief hoge dichtheid van ongeveer 3,5 g/cm³. Het is een van de dichtere metalen op aarde.
3. Smelt- en kookpunten: Barium heeft een smeltpunt van ongeveer 727°C en een kookpunt van ongeveer 1897°C.
4. Hardheid: Barium is een relatief zacht metaal met een Mohs-hardheid van ongeveer 1,25 bij 20 graden Celsius.
5. Geleidbaarheid: Barium is een goede geleider van elektriciteit met een hoge elektrische geleiding.
6. Ductiliteit: Hoewel barium een ​​zacht metaal is, heeft het een zekere mate van taaiheid en kan het tot dunne platen of draden worden verwerkt.
7. Chemische activiteit: Barium reageert bij kamertemperatuur niet sterk met de meeste niet-metalen en veel metalen, maar vormt bij hoge temperaturen en in de lucht oxiden. Het kan verbindingen vormen met veel niet-metaalhoudende elementen, zoals oxiden, sulfiden, enz.
8. Bestaansvormen: Mineralen die barium bevatten in de aardkorst, zoals bariet (bariumsulfaat), etc. Barium kan ook voorkomen in de vorm van hydraten, oxiden, carbonaten etc. in de natuur.
9. Radioactiviteit: Barium heeft een verscheidenheid aan radioactieve isotopen, waaronder barium-133 een veel voorkomende radioactieve isotoop die wordt gebruikt in medische beeldvorming en nucleaire geneeskunde.
10. Toepassingen: Bariumverbindingen worden veel gebruikt in de industrie, zoals glas, rubber, katalysatoren in de chemische industrie, elektronenbuizen, enz. Het sulfaat ervan wordt vaak gebruikt als contrastmiddel bij medische onderzoeken. Barium is een belangrijk metaalelement dat door zijn eigenschappen op veel terreinen wordt gebruikt.

3. Chemische eigenschappen van barium
Metaaleigenschappen: Barium is een metaalachtige vaste stof met een zilverwit uiterlijk en een goede elektrische geleidbaarheid.

Dichtheid en smeltpunt: Barium is een relatief dicht element met een dichtheid van 3,51 g/cm3. Barium heeft een laag smeltpunt van ongeveer 727 graden Celsius (1341 graden Fahrenheit).

Reactiviteit: Barium reageert snel met de meeste niet-metaalhoudende elementen, vooral met halogenen (zoals chloor en broom), om overeenkomstige bariumverbindingen te produceren. Barium reageert bijvoorbeeld met chloor om bariumchloride te produceren.
Oxideerbaarheid: Barium kan worden geoxideerd om bariumoxide te vormen. Bariumoxide wordt veel gebruikt in industrieën zoals het smelten van metalen en de glasproductie.
Hoge activiteit: Barium heeft een hoge chemische activiteit en reageert gemakkelijk met water, waarbij waterstof vrijkomt en bariumhydroxide ontstaat.

4. Biologische eigenschappen van barium

De rol en biologische eigenschappen van barium in organismen zijn nog niet volledig bekend, maar het is bekend dat barium een ​​bepaalde toxiciteit voor organismen heeft.

Innameroutes: Mensen krijgen barium vooral binnen via voedsel en drinkwater. Sommige voedingsmiddelen kunnen sporen van barium bevatten, zoals granen, vlees en zuivelproducten. Bovendien bevat grondwater soms hogere concentraties barium.
Biologische opname en metabolisme: Barium kan door organismen worden opgenomen en via de bloedcirculatie in het lichaam worden gedistribueerd. Barium hoopt zich voornamelijk op in de nieren en botten, vooral in hogere concentraties in de botten.
Biologische functie: Van barium is nog niet gebleken dat het essentiële fysiologische functies in organismen heeft. Daarom blijft de biologische functie van barium controversieel.

5. Biologische eigenschappen van barium
Toxiciteit: Hoge concentraties bariumionen of bariumverbindingen zijn giftig voor het menselijk lichaam. Overmatige inname van barium kan acute vergiftigingssymptomen veroorzaken, waaronder braken, diarree, spierzwakte, hartritmestoornissen, enz. Ernstige vergiftiging kan schade aan het zenuwstelsel, nierbeschadiging en hartproblemen veroorzaken.
Botophoping: Barium kan zich ophopen in de botten van het menselijk lichaam, vooral bij ouderen. Langdurige blootstelling aan hoge concentraties barium kan botziekten zoals osteoporose veroorzaken. Cardiovasculaire effecten: Barium kan, net als natrium, de ionenbalans en elektrische activiteit verstoren, waardoor de hartfunctie wordt beïnvloed. Overmatige inname van barium kan abnormale hartritmes veroorzaken en het risico op hartaanvallen vergroten.
Carcinogeniteit: Hoewel er nog steeds controverse bestaat over de carcinogeniteit van barium, hebben sommige onderzoeken aangetoond dat langdurige blootstelling aan hoge concentraties barium het risico op bepaalde vormen van kanker, zoals maagkanker en slokdarmkanker, kan verhogen. Vanwege de toxiciteit en het potentiële gevaar van barium moeten mensen voorzichtig zijn en overmatige inname of langdurige blootstelling aan hoge concentraties barium vermijden. Bariumconcentraties in drinkwater en voedsel moeten worden gecontroleerd en gecontroleerd om de menselijke gezondheid te beschermen. Als u vergiftiging vermoedt of verwante symptomen heeft, dient u onmiddellijk medische hulp in te roepen.

6. Barium in de natuur

Bariummineralen: Barium komt in de vorm van mineralen in de aardkorst voor. Enkele veel voorkomende bariummineralen zijn bariet en witheriet. Deze ertsen worden vaak gevonden met andere mineralen, zoals lood, zink en zilver.

Opgelost in grondwater en rotsen: Barium kan in opgeloste toestand worden aangetroffen in grondwater en rotsen. Grondwater bevat sporen van opgelost barium, en de concentratie ervan hangt af van de geologische omstandigheden en de chemische eigenschappen van het waterlichaam.

Bariumzouten: Barium kan verschillende zouten vormen, zoals bariumchloride, bariumnitraat en bariumcarbonaat. Deze verbindingen zijn in de natuur te vinden als natuurlijke mineralen.

Inhoud in de bodem: Barium kan in verschillende vormen in de bodem worden aangetroffen, waarvan sommige afkomstig zijn van natuurlijke minerale deeltjes of het oplossen van gesteenten. Barium is over het algemeen in lage concentraties in de bodem aanwezig, maar kan in bepaalde gebieden in hoge concentraties aanwezig zijn.

Opgemerkt moet worden dat de aanwezigheid en het gehalte aan barium kan variëren in verschillende geologische omgevingen en regio's. Daarom moet bij de bespreking van barium rekening worden gehouden met specifieke geografische en geologische omstandigheden.

7. Bariumwinning en -productie
Het mijnbouw- en bereidingsproces van barium omvat gewoonlijk de volgende stappen:
1. Winning van bariumerts: Het belangrijkste mineraal van bariumerts is bariet, ook bekend als bariumsulfaat. Het wordt meestal aangetroffen in de aardkorst en is wijd verspreid in rotsen en afzettingen op aarde. Mijnbouw omvat gewoonlijk het opblazen, delven, breken en sorteren van erts om erts te verkrijgen dat bariumsulfaat bevat.
2. Bereiding van concentraat: Voor het extraheren van barium uit bariumerts is concentraatbehandeling van het erts vereist. De bereiding van concentraat omvat gewoonlijk handmatige selectie en flotatiestappen om onzuiverheden te verwijderen en erts te verkrijgen dat meer dan 96% bariumsulfaat bevat.
3. Bereiding van bariumsulfaat: Het concentraat wordt onderworpen aan stappen zoals ijzer- en siliciumverwijdering om uiteindelijk bariumsulfaat (BaSO4) te verkrijgen.
4. Bereiding van bariumsulfide: Om barium uit bariumsulfaat te bereiden, is het noodzakelijk bariumsulfaat om te zetten in bariumsulfide, ook wel zwarte as genoemd. Bariumsulfaatertspoeder met een deeltjesgrootte van minder dan 20 mesh wordt gewoonlijk gemengd met steenkool of petroleumcokespoeder in een gewichtsverhouding van 4:1. Het mengsel wordt geroosterd bij 1100 ℃ in een galmoven en het bariumsulfaat wordt gereduceerd tot bariumsulfide.
5. Bariumsulfide oplossen: Bariumsulfide-oplossing van bariumsulfaat kan worden verkregen door uitloging met heet water.
6. Bereiding van bariumoxide: Om bariumsulfide om te zetten in bariumoxide wordt gewoonlijk natriumcarbonaat of kooldioxide aan de bariumsulfide-oplossing toegevoegd. Na het mengen van bariumcarbonaat en koolstofpoeder kan calcineren boven 800 ℃ bariumoxide produceren.
7. Koeling en verwerking: Opgemerkt moet worden dat bariumoxide oxideert om bariumperoxide te vormen bij 500-700 ℃, en bariumperoxide kan ontbinden om bariumoxide te vormen bij 700-800 ℃. Om de productie van bariumperoxide te voorkomen, moet het gecalcineerde product worden gekoeld of geblust onder bescherming van inert gas.

Het bovenstaande is het algemene mijnbouw- en bereidingsproces van barium. Deze processen kunnen variëren afhankelijk van het industriële proces en de industriële apparatuur, maar het algemene principe blijft hetzelfde. Barium is een belangrijk industrieel metaal dat in een verscheidenheid aan toepassingen wordt gebruikt, waaronder de chemische industrie, de geneeskunde, de elektronica, enz.

8. Gemeenschappelijke detectiemethoden voor barium
Barium is een veel voorkomend element dat vaak wordt gebruikt in verschillende industriële en wetenschappelijke toepassingen. In de analytische chemie omvatten methoden voor het detecteren van barium gewoonlijk kwalitatieve analyse en kwantitatieve analyse. Hieronder volgt een gedetailleerde inleiding tot de veelgebruikte detectiemethoden voor barium:
1. Vlamatoomabsorptiespectrometrie (FAAS): Dit is een veelgebruikte kwantitatieve analysemethode die geschikt is voor monsters met hogere concentraties. De monsteroplossing wordt in de vlam gespoten en de bariumatomen absorberen licht van een specifieke golflengte. De intensiteit van het geabsorbeerde licht wordt gemeten en is evenredig met de bariumconcentratie.
2. Flame Atomic Emission Spectrometry (FAES): Deze methode detecteert barium door de monsteroplossing in de vlam te spuiten, waardoor de bariumatomen worden opgewonden om licht met een specifieke golflengte uit te zenden. Vergeleken met FAAS wordt FAES doorgaans gebruikt om lagere bariumconcentraties te detecteren.
3. Atoomfluorescentiespectrometrie (AAS): Deze methode is vergelijkbaar met FAAS, maar maakt gebruik van een fluorescentiespectrometer om de aanwezigheid van barium te detecteren. Het kan worden gebruikt om sporenhoeveelheden barium te meten.

4. Ionenchromatografie: Deze methode is geschikt voor de analyse van barium in watermonsters. Bariumionen worden gescheiden en gedetecteerd met ionenchromatograaf. Het kan worden gebruikt om de bariumconcentratie in watermonsters te meten.

5. Röntgenfluorescentiespectrometrie (XRF): Dit is een niet-destructieve analysemethode die geschikt is voor de detectie van barium in vaste monsters. Nadat het monster door röntgenstralen is geëxciteerd, zenden de bariumatomen specifieke fluorescentie uit en wordt het bariumgehalte bepaald door de fluorescentie-intensiteit te meten.

6. Massaspectrometrie: Massaspectrometrie kan worden gebruikt om de isotopensamenstelling van barium te bepalen en het bariumgehalte te bepalen. Deze methode wordt meestal gebruikt voor hooggevoelige analyses en kan zeer lage concentraties barium detecteren.

Bovenstaande zijn enkele veelgebruikte methoden voor het detecteren van barium. De specifieke te kiezen methode hangt af van de aard van het monster, het concentratiebereik van barium en het doel van de analyse. Als u meer informatie nodig heeft of andere vragen heeft, kunt u mij dit gerust laten weten. Deze methoden worden veel gebruikt in laboratorium- en industriële toepassingen om de aanwezigheid en concentratie van barium nauwkeurig en betrouwbaar te meten en te detecteren. De specifieke te gebruiken methode hangt af van het type monster dat moet worden gemeten, het bereik van het bariumgehalte en het specifieke doel van de analyse.

9. Atoomabsorptiemethode voor calciummeting

Bij elementmeting heeft de atomaire absorptiemethode een hoge nauwkeurigheid en gevoeligheid en biedt een effectief middel voor het bestuderen van de chemische eigenschappen, samenstelling en inhoud van verbindingen. Vervolgens gebruiken we de atomaire absorptiemethode om de inhoud van elementen te meten. De specifieke stappen zijn als volgt: Bereid het te testen monster voor. Bereid het te meten elementmonster voor in een oplossing, die doorgaans moet worden verteerd met gemengd zuur voor daaropvolgende metingen. Kies een geschikte atoomabsorptiespectrometer. Afhankelijk van de eigenschappen van het te testen monster en het bereik van de te meten elementen, selecteert u een geschikte atomaire absorptiespectrometer.
Pas de parameters van de atomaire absorptiespectrometer aan. Afhankelijk van het te testen element en het instrumentmodel, past u de parameters van de atoomabsorptiespectrometer aan, inclusief lichtbron, verstuiver, detector, enz.
Meet de absorptie van het element. Plaats het te testen monster in de verstuiver en zend lichtstraling van een specifieke golflengte uit door de lichtbron. Het te testen element zal deze lichtstraling absorberen en energieniveau-overgangen veroorzaken. Meet de absorptie van het zilveren element via de detector. Bereken de inhoud van het element. De inhoud van het element wordt berekend op basis van de absorptie en de standaardcurve. Hieronder volgen de specifieke parameters die door een instrument worden gebruikt om elementen te meten.

Standaard: hoogzuiver BaCO3 of BaCl2·2H2O.
Methode: Weeg nauwkeurig 0,1778 g BaCl2·2H2O af, los op in een kleine hoeveelheid water en vul nauwkeurig aan tot 100 ml. De Ba-concentratie in deze oplossing is 1000 μg/ml. Bewaren in een polyethyleenfles, beschermd tegen licht.
Vlamtype: lucht-acetyleen, rijke vlam.
Analytische parameters: Golflengte (nm) 553,6
Spectrale bandbreedte (nm) 0,2
Filtercoëfficiënt 0,3
Aanbevolen lampstroom (mA) 5
Negatieve hoogspanning (v) 393,00
Hoogte branderkop (mm) 10
Integratietijd (S) 3
Luchtdruk en stroom (MPa, ml/min) 0,24
Acetyleendruk en -stroom (MPa, ml/min) 0,05, 2200
Lineair bereik (μg/ml) 3~400
Lineaire correlatiecoëfficiënt 0,9967
Karakteristieke concentratie (μg/ml) 7,333
Detectielimiet (μg/ml) 1,0RSD(%) 0,27
Berekeningsmethode Continue methode
Zuurgraad oplossing 0,5% HNO3

Testformulier:

Kalibratiecurve:

Vlamtype: lachgas-acetyleen, rijke vlam
.Analyseparameters: Golflengte: 553,6
Spectrale bandbreedte (nm) 0,2
Filtercoëfficiënt 0,6
Aanbevolen lampstroom (mA) 6,0
Negatieve hoogspanning (v) 374,5
Hoogte verbrandingskop (mm) 13
Integratietijd (S) 3
Luchtdruk en stroom (MP, ml/min) 0,25, 5100
Lachgasdruk en -stroom (MP, ml/min) 0,1, 5300
Acetyleendruk en -stroom (MP, ml/min) 0,1, 4600
Lineaire correlatiecoëfficiënt 0,9998
Karakteristieke concentratie (μg/ml) 0,379
Berekeningsmethode Continue methode
Zuurgraad oplossing 0,5% HNO3

Testformulier:

Kalibratiecurve:

Interferentie: Barium wordt ernstig verstoord door fosfaat, silicium en aluminium in lucht-acetyleenvlammen, maar deze interferenties kunnen worden overwonnen in lachgas-acetyleenvlammen. 80% van Ba ​​wordt geïoniseerd in een lachgas-acetyleenvlam, dus 2000 μg/ml K+ moet worden toegevoegd aan de standaard- en monsteroplossingen om ionisatie te onderdrukken en de gevoeligheid te verbeteren. Barium, dit schijnbaar gewone maar buitengewone chemische element, heeft altijd zijn rol gespeeld. rol in ons leven in stilte. Van precisie-instrumenten in wetenschappelijke onderzoekslaboratoria tot grondstoffen in de industriële productie en diagnostische reagentia op medisch gebied: barium heeft met zijn unieke eigenschappen op veel gebieden belangrijke ondersteuning geboden.
Maar net zoals elke medaille twee kanten heeft, zijn sommige bariumverbindingen ook giftig. Daarom moeten we bij het gebruik van barium waakzaam blijven om een ​​veilig gebruik te garanderen en onnodige schade aan het milieu en het menselijk lichaam te voorkomen.
Terugkijkend op de ontdekkingstocht van barium kunnen we niet anders dan zuchten over het mysterie en de charme ervan. Het is niet alleen het onderzoeksobject van wetenschappers, maar ook een krachtige assistent van ingenieurs en een lichtpuntje op het gebied van de geneeskunde. Als we naar de toekomst kijken, verwachten we dat barium voor meer verrassingen en doorbraken voor de mensheid zal blijven zorgen, en zal bijdragen aan de voortdurende vooruitgang van wetenschap, technologie en samenleving. Hoewel we aan het einde van dit artikel wellicht niet in staat zullen zijn de aantrekkingskracht van barium met prachtige woorden, maar ik geloof dat lezers door de uitgebreide introductie van de eigenschappen, toepassingen en veiligheid ervan een dieper begrip van barium krijgen. Laten we uitkijken naar de prachtige prestaties van barium in de toekomst en meer bijdragen aan de vooruitgang en ontwikkeling van de mensheid.

Voor meer informatie of voor vragen over hoge zuiverheid 99,9% bariummetaal, kunt u hieronder contact met ons opnemen:

What'sapp & tel:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com