Hva er barium, hva er dets anvendelse, og hvordan tester man barium?

I kjemiens magiske verden,bariumhar alltid tiltrukket seg oppmerksomheten til forskere med sin unike sjarm og brede anvendelse. Selv om dette sølvhvite metallelementet ikke er så blendende som gull eller sølv, spiller det en uunnværlig rolle på mange felt. Fra presisjonsinstrumenter i vitenskapelige forskningslaboratorier til nøkkelråmaterialer i industriell produksjon til diagnostiske reagenser i det medisinske feltet, har barium skrevet legenden om kjemi med dens unike egenskaper og funksjoner.

Allerede i 1602 stekte Cassio Lauro, en skomaker i den italienske byen Porra, en baritt som inneholdt bariumsulfat med et brennbart stoff i et eksperiment og ble overrasket over å finne at den kunne gløde i mørket. Denne oppdagelsen vakte stor interesse blant forskere på den tiden, og steinen fikk navnet Porra-stein og ble fokus for forskning av europeiske kjemikere.

Det var imidlertid den svenske kjemikeren Scheele som virkelig bekreftet at barium var et nytt grunnstoff. Han oppdaget bariumoksid i 1774 og kalte det "Baryta" (tung jord). Han studerte dette stoffet i dybden og mente at det var sammensatt av en ny jord (oksid) kombinert med svovelsyre. To år senere varmet han opp nitratet i denne nye jorda og oppnådde rent oksid. Selv om Scheele oppdaget oksidet av barium, var det ikke før i 1808 at den britiske kjemikeren Davy med suksess produserte metallisk barium ved å elektrolysere en elektrolytt laget av baritt. Denne oppdagelsen markerte den offisielle bekreftelsen av barium som et metallisk element, og åpnet også reisen for bruk av barium på forskjellige felt.

Siden den gang har mennesker kontinuerlig utdypet sin forståelse av barium. Forskere har utforsket naturens mysterier og fremmet utviklingen av vitenskap og teknologi ved å studere egenskapene og oppførselen til barium. Anvendelsen av barium i vitenskapelig forskning, industri og medisinske felt har også blitt stadig mer omfattende, noe som gir bekvemmelighet og komfort til menneskers liv.

Sjarmen til barium ligger ikke bare i dets praktiske, men også i det vitenskapelige mysteriet bak. Forskere har kontinuerlig utforsket naturens mysterier og fremmet utviklingen av vitenskap og teknologi ved å studere egenskapene og oppførselen til barium. Samtidig spiller barium også stille en rolle i våre daglige liv, og bringer bekvemmelighet og komfort til livene våre. La oss begi oss ut på denne magiske reisen med å utforske barium, avsløre dets mystiske slør og sette pris på dets unike sjarm. I den følgende artikkelen vil vi utførlig introdusere egenskapene og anvendelsene til barium, så vel som dets viktige rolle i vitenskapelig forskning, industri og medisin. Jeg tror at ved å lese denne artikkelen vil du få en dypere forståelse av barium.

1. Påføring av Barium

Bariumer et vanlig kjemisk grunnstoff. Det er et sølvhvitt metall som finnes i naturen i form av en rekke mineraler. Følgende er noen daglig bruk av barium.

Brennende og glødende: Barium er et svært reaktivt metall som produserer en lys flamme når det kommer i kontakt med ammoniakk eller oksygen. Dette gjør barium mye brukt i bransjer som fyrverkeri, fakler og fosforproduksjon.

Medisinsk industri: Bariumforbindelser er også mye brukt i medisinsk industri. Bariummåltider (som bariumtabletter) brukes i gastrointestinale røntgenundersøkelser for å hjelpe leger med å observere hvordan fordøyelsessystemet fungerer. Bariumforbindelser brukes også i visse radioaktive terapier, for eksempel radioaktivt jod for behandling av skjoldbruskkjertelsykdom.
Glass og keramikk: Bariumforbindelser brukes ofte i glass- og keramikkproduksjon på grunn av deres gode smeltepunkt og korrosjonsbestandighet. Bariumforbindelser kan forbedre hardheten og styrken til keramikk og kan gi noen spesielle egenskaper til keramikk, for eksempel elektrisk isolasjon og høy brytningsindeks. Metalllegeringer: Barium kan danne legeringer med andre metallelementer, og disse legeringene har noen unike egenskaper. For eksempel kan bariumlegeringer øke smeltepunktet til aluminium- og magnesiumlegeringer, noe som gjør dem lettere å behandle og støpe. I tillegg brukes bariumlegeringer med magnetiske egenskaper også til å lage batteriplater og magnetiske materialer.

Barium er et kjemisk grunnstoff med det kjemiske symbolet Ba og atomnummer 56. Barium er et jordalkalimetall og befinner seg i gruppe 6 i det periodiske system, hovedgruppens grunnstoffer.
2. Barium fysiske egenskaper
Barium (Ba) er et jordalkalimetallelement
1. Utseende: Barium er et mykt, sølvhvitt metall med en distinkt metallisk glans når den kuttes.
2. Tetthet: Barium har en relativt høy tetthet på ca. 3,5 g/cm³. Det er et av de tettere metallene på jorden.
3. Smelte- og kokepunkt: Barium har et smeltepunkt på ca. 727°C og et kokepunkt på ca. 1897°C.
4. Hardhet: Barium er et relativt mykt metall med en Mohs-hardhet på ca. 1,25 ved 20 grader Celsius.
5. Konduktivitet: Barium er en god leder av elektrisitet med høy elektrisk ledningsevne.
6. Duktilitet: Selv om barium er et mykt metall, har det en viss grad av duktilitet og kan bearbeides til tynne plater eller ledninger.
7. Kjemisk aktivitet: Barium reagerer ikke sterkt med de fleste ikke-metaller og mange metaller ved romtemperatur, men det danner oksider ved høye temperaturer og i luft. Det kan danne forbindelser med mange ikke-metalliske elementer, som oksider, sulfider, etc.
8. Eksistensformer: Mineraler som inneholder barium i jordskorpen, som baritt (bariumsulfat) etc. Barium kan også eksistere i form av hydrater, oksider, karbonater osv. i naturen.
9. Radioaktivitet: Barium har en rekke radioaktive isotoper, blant disse er barium-133 en vanlig radioaktiv isotop som brukes i medisinsk bildebehandling og nukleærmedisinske applikasjoner.
10. Bruksområder: Bariumforbindelser er mye brukt i industrien, som glass, gummi, katalysatorer for kjemisk industri, elektronrør, etc. Sulfatet brukes ofte som kontrastmiddel i medisinske undersøkelser. Barium er et viktig metallisk grunnstoff hvis egenskaper gjør det mye brukt på mange felt.

3. Kjemiske egenskaper av barium
Metalliske egenskaper: Barium er et metallisk fast stoff med et sølvhvitt utseende og god elektrisk ledningsevne.

Tetthet og smeltepunkt: Barium er et relativt tett grunnstoff med en tetthet på 3,51 g/cm3. Barium har et lavt smeltepunkt på omtrent 727 grader Celsius (1341 grader Fahrenheit).

Reaktivitet: Barium reagerer raskt med de fleste ikke-metalliske grunnstoffer, spesielt med halogener (som klor og brom), for å produsere tilsvarende bariumforbindelser. For eksempel reagerer barium med klor for å produsere bariumklorid.
Oksiderbarhet: Barium kan oksideres for å danne bariumoksid. Bariumoksid er mye brukt i industrier som metallsmelting og glassproduksjon.
Høy aktivitet: Barium har høy kjemisk aktivitet og reagerer lett med vann for å frigjøre hydrogen og produsere bariumhydroksid.

4. Biologiske egenskaper av barium

Rollen og de biologiske egenskapene til barium i organismer er ikke fullt ut forstått, men det er kjent at barium har en viss giftighet for organismer.

Inntaksveier: Folk inntar hovedsakelig barium gjennom mat og drikkevann. Noen matvarer kan inneholde spor av barium, som korn, kjøtt og meieriprodukter. I tillegg inneholder grunnvann noen ganger høyere konsentrasjoner av barium.
Biologisk absorpsjon og metabolisme: Barium kan absorberes av organismer og distribueres i kroppen gjennom blodsirkulasjonen. Barium akkumuleres hovedsakelig i nyrer og bein, spesielt i høyere konsentrasjoner i bein.
Biologisk funksjon: Barium har ennå ikke blitt funnet å ha noen essensielle fysiologiske funksjoner i organismer. Derfor forblir den biologiske funksjonen til barium kontroversiell.

5. Biologiske egenskaper av barium
Giftighet: Høye konsentrasjoner av bariumioner eller bariumforbindelser er giftige for menneskekroppen. Overdreven inntak av barium kan gi akutte forgiftningssymptomer, inkludert oppkast, diaré, muskelsvakhet, arytmi osv. Alvorlig forgiftning kan forårsake skade på nervesystemet, nyreskader og hjerteproblemer.
Benakkumulering: Barium kan samle seg i beinene i menneskekroppen, spesielt hos eldre. Langvarig eksponering for høye konsentrasjoner av barium kan forårsake beinsykdommer som osteoporose. Kardiovaskulære effekter: Barium, som natrium, kan forstyrre ionebalansen og elektrisk aktivitet, og påvirke hjertefunksjonen. Overdreven inntak av barium kan forårsake unormal hjerterytme og øke risikoen for hjerteinfarkt.
Kreftfremkallende egenskaper: Selv om det fortsatt er uenighet om bariums kreftfremkallende egenskaper, har noen studier vist at langvarig eksponering for høye konsentrasjoner av barium kan øke risikoen for visse kreftformer, som magekreft og spiserørskreft. På grunn av toksisiteten og den potensielle faren ved barium, bør folk være forsiktige med å unngå overdreven inntak eller langvarig eksponering for høye konsentrasjoner av barium. Bariumkonsentrasjoner i drikkevann og mat bør overvåkes og kontrolleres for å beskytte menneskers helse. Hvis du mistenker forgiftning eller har relaterte symptomer, kontakt lege umiddelbart.

6. Barium i naturen

Bariummineraler: Barium kan finnes i jordskorpen i form av mineraler. Noen vanlige bariummineraler inkluderer baritt og witheritt. Disse malmene finnes ofte sammen med andre mineraler, som bly, sink og sølv.

Oppløst i grunnvann og bergarter: Barium kan finnes i grunnvann og bergarter i oppløst tilstand. Grunnvann inneholder spormengder av oppløst barium, og konsentrasjonen avhenger av de geologiske forholdene og vannforekomstens kjemiske egenskaper.

Bariumsalter: Barium kan danne forskjellige salter, som bariumklorid, bariumnitrat og bariumkarbonat. Disse forbindelsene kan finnes i naturen som naturlige mineraler.

Innhold i jord: Barium kan finnes i jord i forskjellige former, hvorav noen kommer fra naturlige mineralpartikler eller oppløsning av bergarter. Barium er generelt tilstede i lave konsentrasjoner i jord, men kan være tilstede i høye konsentrasjoner i visse områder.

Det bør bemerkes at tilstedeværelsen og innholdet av barium kan variere i ulike geologiske miljøer og regioner, så spesifikke geografiske og geologiske forhold må vurderes når man diskuterer barium.

7. Bariumutvinning og produksjon
Gruve- og forberedelsesprosessen for barium inkluderer vanligvis følgende trinn:
1. Utvinning av bariummalm: Hovedmineralet i bariummalm er baritt, også kjent som bariumsulfat. Den finnes vanligvis i jordskorpen og er vidt utbredt i bergarter og avsetninger på jorden. Gruvedrift innebærer vanligvis sprengning, gruvedrift, knusing og sortering av malm for å oppnå malm som inneholder bariumsulfat.
2. Fremstilling av konsentrat: Utvinning av barium fra bariummalm krever konsentratbehandling av malmen. Konsentratpreparering inkluderer vanligvis håndvalg og flotasjonstrinn for å fjerne urenheter og oppnå malm som inneholder mer enn 96 % bariumsulfat.
3. Fremstilling av bariumsulfat: Konsentratet utsettes for trinn som fjerning av jern og silisium for til slutt å oppnå bariumsulfat (BaSO4).
4. Fremstilling av bariumsulfid: For å fremstille barium fra bariumsulfat, er det nødvendig å omdanne bariumsulfat til bariumsulfid, også kjent som svart aske. Bariumsulfatmalmpulver med en partikkelstørrelse på mindre enn 20 mesh blandes vanligvis med kull eller petroleumskokspulver i et vektforhold på 4:1. Blandingen stekes ved 1100 ℃ i en etterklangsovn, og bariumsulfatet reduseres til bariumsulfid.
5. Oppløsning av bariumsulfid: Bariumsulfidløsning av bariumsulfat kan oppnås ved varmtvannsutvasking.
6. Fremstilling av bariumoksid: For å omdanne bariumsulfid til bariumoksid tilsettes vanligvis natriumkarbonat eller karbondioksid til bariumsulfidløsningen. Etter å ha blandet bariumkarbonat og karbonpulver, kan kalsinering ved over 800 ℃ produsere bariumoksid.
7. Avkjøling og prosessering: Det bør bemerkes at bariumoksid oksiderer for å danne bariumperoksid ved 500-700 ℃, og bariumperoksid kan brytes ned og danne bariumoksid ved 700-800 ℃. For å unngå produksjon av bariumperoksid, må det kalsinerte produktet avkjøles eller bråkjøles under beskyttelse av inert gass.

Ovennevnte er den generelle gruve- og forberedelsesprosessen for barium. Disse prosessene kan variere avhengig av industriell prosess og utstyr, men det overordnede prinsippet forblir det samme. Barium er et viktig industrimetall som brukes i en rekke bruksområder, inkludert kjemisk industri, medisin, elektronikk, etc.

8. Vanlige deteksjonsmetoder for barium
Barium er et vanlig element som ofte brukes i ulike industrielle og vitenskapelige applikasjoner. I analytisk kjemi inkluderer metoder for å påvise barium vanligvis kvalitativ analyse og kvantitativ analyse. Følgende er en detaljert introduksjon til de vanligste påvisningsmetodene for barium:
1. Flamme Atomic Absorption Spectrometry (FAAS): Dette er en vanlig kvantitativ analysemetode som er egnet for prøver med høyere konsentrasjoner. Prøveløsningen sprayes inn i flammen, og bariumatomene absorberer lys med en bestemt bølgelengde. Intensiteten til det absorberte lyset måles og er proporsjonal med konsentrasjonen av barium.
2. Flamme Atomic Emission Spectrometry (FAES): Denne metoden detekterer barium ved å spraye prøveløsningen inn i flammen, spennende bariumatomene til å sende ut lys med en bestemt bølgelengde. Sammenlignet med FAAS, brukes FAES generelt til å oppdage lavere konsentrasjoner av barium.
3. Atomfluorescensspektrometri (AAS): Denne metoden ligner på FAAS, men bruker et fluorescensspektrometer for å oppdage tilstedeværelsen av barium. Den kan brukes til å måle spormengder av barium.

4. Ionekromatografi: Denne metoden er egnet for analyse av barium i vannprøver. Bariumioner separeres og detekteres ved ionekromatograf. Den kan brukes til å måle bariumkonsentrasjonen i vannprøver.

5. Røntgenfluorescensspektrometri (XRF): Dette er en ikke-destruktiv analysemetode egnet for påvisning av barium i faste prøver. Etter at prøven er eksitert av røntgenstråler, avgir bariumatomene spesifikk fluorescens, og bariuminnholdet bestemmes ved å måle fluorescensintensiteten.

6. Massespektrometri: Massespektrometri kan brukes til å bestemme den isotopiske sammensetningen av barium og bestemme bariuminnholdet. Denne metoden brukes vanligvis til høysensitivitetsanalyse og kan oppdage svært lave konsentrasjoner av barium.

Ovennevnte er noen vanlige metoder for å påvise barium. Den spesifikke metoden å velge avhenger av prøvens art, konsentrasjonsområdet for barium og formålet med analysen. Hvis du trenger mer informasjon eller har andre spørsmål, kan du gjerne gi meg beskjed. Disse metodene er mye brukt i laboratorie- og industrielle applikasjoner for nøyaktig og pålitelig å måle og oppdage tilstedeværelse og konsentrasjon av barium. Den spesifikke metoden som skal brukes avhenger av typen prøve som må måles, rekkevidden av bariuminnhold og det spesifikke formålet med analysen.

9. Atomabsorpsjonsmetode for kalsiummåling

I elementmåling har atomabsorpsjonsmetoden høy nøyaktighet og følsomhet, og gir et effektivt middel for å studere de kjemiske egenskapene, sammensetningen og innholdet. Deretter bruker vi atomabsorpsjonsmetoden for å måle innholdet av elementer. De spesifikke trinnene er som følger: Forbered prøven som skal testes. Klargjør elementprøven som skal måles til en løsning, som vanligvis må fordøyes med blandet syre for påfølgende måling. Velg et passende atomabsorpsjonsspektrometer. I henhold til egenskapene til prøven som skal testes og området for elementinnhold som skal måles, velg et passende atomabsorpsjonsspektrometer.
Juster parametrene til atomabsorpsjonsspektrometeret. I henhold til elementet som skal testes og instrumentmodellen, juster parametrene til atomabsorpsjonsspektrometeret, inkludert lyskilde, forstøver, detektor, etc.
Mål absorbansen til elementet. Plasser prøven som skal testes i forstøveren, og send ut lysstråling med en bestemt bølgelengde gjennom lyskilden. Elementet som skal testes vil absorbere disse lysstrålingene og produsere energinivåoverganger. Mål absorbansen til sølvelementet gjennom detektoren. Beregn innholdet i elementet. Innholdet i elementet beregnes ut fra absorbansen og standardkurven. Følgende er de spesifikke parameterne som brukes av et instrument for å måle elementer.

Standard: høyrent BaCO3 eller BaCl2·2H2O.
Metode: Vei 0,1778 g BaCl2·2H2O nøyaktig, løs opp i en liten mengde vann og fyll opp til 100 ml. Ba-konsentrasjonen i denne løsningen er 1000 μg/mL. Oppbevares i en polyetylenflaske vekk fra lys.
Flammetype: luft-acetylen, rik flamme.
Analytiske parametere: Bølgelengde (nm) 553,6
Spektral båndbredde (nm) 0,2
Filterkoeffisient 0,3
Anbefalt lampestrøm (mA) 5
Negativ høyspenning (v) 393,00
Høyde på brennerhodet (mm) 10
Integreringstid (S) 3
Lufttrykk og strømning (MPa, ml/min) 0,24
Acetylentrykk og strømning (MPa, ml/min) 0,05, 2200
Lineært område (μg/mL) 3–400
Lineær korrelasjonskoeffisient 0,9967
Karakteristisk konsentrasjon (μg/mL) 7,333
Deteksjonsgrense (μg/mL) 1,0RSD(%) 0,27
Beregningsmetode Kontinuerlig metode
Oppløsningssurhet 0,5 % HNO3

Testskjema:

Kalibreringskurve:

Flammetype: lystgass-acetylen, rik flamme
.Analyseparametere: Bølgelengde: 553,6
Spektral båndbredde (nm) 0,2
Filterkoeffisient 0,6
Anbefalt lampestrøm (mA) 6,0
Negativ høyspenning (v) 374,5
Høyde på forbrenningshode (mm) 13
Integreringstid (S) 3
Lufttrykk og strømning (MP, ml/min) 0,25, 5100
Lystgasstrykk og strømning (MP, ml/min) 0,1, 5300
Acetylentrykk og strømning (MP, ml/min) 0,1, 4600
Lineær korrelasjonskoeffisient 0,9998
Karakteristisk konsentrasjon (μg/mL) 0,379
Beregningsmetode Kontinuerlig metode
Oppløsningssurhet 0,5 % HNO3

Testskjema:

Kalibreringskurve:

Interferens: Barium er alvorlig forstyrret av fosfat, silisium og aluminium i luft-acetylenflamme, men disse forstyrrelsene kan overvinnes i lystgass-acetylenflamme. 80 % av Ba er ionisert i lystgass-acetylenflamme, så 2000 μg/mL K+ bør legges til standarden og prøveløsningene for å undertrykke ionisering og forbedre følsomheten. Barium, dette tilsynelatende vanlige, men ekstraordinære kjemiske elementet, har alltid spilt sitt rolle i våre liv stille. Fra presisjonsinstrumenter i vitenskapelige forskningslaboratorier til råvarer i industriell produksjon, til diagnostiske reagenser innen det medisinske feltet, har barium gitt viktig støtte for mange felt med sine unike egenskaper.
Men akkurat som hver mynt har to sider, er noen forbindelser av barium også giftige. Derfor, når vi bruker barium, må vi være årvåkne for å sikre sikker bruk og unngå unødvendig skade på miljøet og menneskekroppen.
Når vi ser tilbake på utforskningsreisen til barium, kan vi ikke la være å sukke over dets mystikk og sjarm. Det er ikke bare forskningsobjektet til forskere, men også en kraftig assistent for ingeniører, og et lyspunkt innen medisin. Når vi ser inn i fremtiden, forventer vi at barium vil fortsette å bringe flere overraskelser og gjennombrudd til menneskeheten, og bidra til kontinuerlig utvikling av vitenskap og teknologi og samfunnet. barium med nydelige ord, men jeg tror at gjennom den omfattende introduksjonen av dets egenskaper, bruksområder og sikkerhet, har leserne en dypere forståelse av barium. La oss se frem til den fantastiske ytelsen til barium i fremtiden og bidra mer til menneskehetens fremgang og utvikling.

For mer informasjon eller for å spørre høy renhet 99,9% bariummetall, velkommen til å kontakte oss nedenfor:

Whatsapp & tlf: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com