Čo je bárium, aké je jeho použitie a ako testovať prvok bária?

V čarovnom svete chémie,báriumvždy priťahoval pozornosť vedcov svojim jedinečným šarmom a širokým uplatnením. Hoci tento striebristo-biely kovový prvok nie je taký oslnivý ako zlato alebo striebro, v mnohých oblastiach zohráva nezastupiteľnú úlohu. Od presných prístrojov vo vedecko-výskumných laboratóriách cez kľúčové suroviny v priemyselnej výrobe až po diagnostické činidlá v lekárskej oblasti, bárium napísalo legendu chémie svojimi jedinečnými vlastnosťami a funkciami.

Už v roku 1602 Cassio Lauro, obuvník v talianskom meste Porra, v experimente pražil baryt obsahujúci síran bárnatý s horľavou látkou a s prekvapením zistil, že môže v tme svietiť. Tento objav vtedy vyvolal veľký záujem učencov a kameň dostal názov Porra stone a stal sa stredobodom výskumu európskych chemikov.

Bol to však švédsky chemik Scheele, ktorý skutočne potvrdil, že bárium je nový prvok. V roku 1774 objavil oxid bárnatý a nazval ho „Baryta“ (ťažká zem). Študoval túto látku do hĺbky a veril, že sa skladá z novej zeme (oxidu) kombinovanej s kyselinou sírovou. O dva roky neskôr úspešne zahrial dusičnany z tejto novej pôdy a získal čistý oxid. Hoci Scheele objavil oxid bária, až v roku 1808 britský chemik Davy úspešne vyrobil kovové bárium elektrolýzou elektrolytu vyrobeného z barytu. Tento objav znamenal oficiálne potvrdenie bária ako kovového prvku a tiež otvoril cestu aplikácie bária v rôznych oblastiach.

Odvtedy si ľudské bytosti neustále prehlbovali svoje chápanie bária. Vedci skúmali tajomstvá prírody a podporovali pokrok vedy a techniky štúdiom vlastností a správania bária. Použitie bária vo vedeckom výskume, priemysle a medicíne je tiež čoraz rozsiahlejšie, čo prináša pohodlie a komfort do ľudského života.

Čaro bária nespočíva len v jeho praktickosti, ale aj vo vedeckom tajomstve, ktoré sa za ním skrýva. Vedci neustále skúmali tajomstvá prírody a podporovali pokrok vedy a techniky štúdiom vlastností a správania bária. Bárium zároveň potichu hrá úlohu v našom každodennom živote a prináša do nášho života pohodlie a komfort. Vydajme sa na túto magickú cestu za poznaním bária, odhaľme jeho tajomný závoj a ocenme jeho jedinečné čaro. V nasledujúcom článku komplexne predstavíme vlastnosti a aplikácie bária, ako aj jeho dôležitú úlohu vo vedeckom výskume, priemysle a medicíne. Verím, že prečítaním tohto článku hlbšie pochopíte bárium.

1. Aplikácia bária

báriumje bežný chemický prvok. Je to strieborno-biely kov, ktorý existuje v prírode vo forme rôznych minerálov. Nasledujú niektoré denné použitia bária.

Horiace a žiariace: Bárium je vysoko reaktívny kov, ktorý pri kontakte s amoniakom alebo kyslíkom vytvára jasný plameň. Vďaka tomu sa bárium široko používa v odvetviach, ako sú ohňostroje, svetlice a výroba fosforu.

Lekársky priemysel: Zlúčeniny bária sa široko používajú aj v lekárskom priemysle. Báriové jedlá (ako sú báryové tablety) sa používajú pri gastrointestinálnych röntgenových vyšetreniach, aby pomohli lekárom pozorovať fungovanie tráviaceho systému. Zlúčeniny bária sa tiež používajú pri určitých rádioaktívnych terapiách, ako je rádioaktívny jód na liečbu ochorení štítnej žľazy.
Sklo a keramika: Zlúčeniny bária sa často používajú pri výrobe skla a keramiky kvôli ich dobrému bodu topenia a odolnosti voči korózii. Zlúčeniny bária môžu zvýšiť tvrdosť a pevnosť keramiky a môžu poskytnúť niektoré špeciálne vlastnosti keramiky, ako je elektrická izolácia a vysoký index lomu. Zliatiny kovov: Bárium môže vytvárať zliatiny s inými kovovými prvkami a tieto zliatiny majú niektoré jedinečné vlastnosti. Napríklad zliatiny bária môžu zvýšiť teplotu topenia zliatin hliníka a horčíka, čo uľahčuje ich spracovanie a odlievanie. Okrem toho sa zliatiny bária s magnetickými vlastnosťami používajú aj na výrobu dosiek batérií a magnetických materiálov.

Bárium je chemický prvok s chemickou značkou Ba a atómovým číslom 56. Bárium je kov alkalických zemín a nachádza sa v skupine 6 periodickej tabuľky prvkov, hlavnej skupine prvkov.
2. Fyzikálne vlastnosti bária
Bárium (Ba) je prvok kovu alkalických zemín
1. Vzhľad: Bárium je mäkký, striebristo biely kov s výrazným kovovým leskom na reze.
2. Hustota: Bárium má relatívne vysokú hustotu približne 3,5 g/cm³. Je to jeden z najhustejších kovov na Zemi.
3. Teploty topenia a varu: Bárium má teplotu topenia asi 727 °C a teplotu varu asi 1897 °C.
4. Tvrdosť: Bárium je relatívne mäkký kov s Mohsovou tvrdosťou asi 1,25 pri 20 stupňoch Celzia.
5. Vodivosť: Bárium je dobrý vodič elektriny s vysokou elektrickou vodivosťou.
6. Ťažnosť: Hoci je bárium mäkký kov, má určitý stupeň ťažnosti a možno ho spracovať na tenké plechy alebo drôty.
7. Chemická aktivita: Bárium pri izbovej teplote nereaguje silne s väčšinou nekovov a mnohými kovmi, ale pri vysokých teplotách a na vzduchu vytvára oxidy. Môže vytvárať zlúčeniny s mnohými nekovovými prvkami, ako sú oxidy, sulfidy atď.
8. Formy existencie: Minerály obsahujúce bárium v ​​zemskej kôre, ako je baryt (síran bárnatý) atď. Bárium môže v prírode existovať aj vo forme hydrátov, oxidov, uhličitanov atď.
9. Rádioaktivita: Bárium má množstvo rádioaktívnych izotopov, medzi ktorými je bárium-133 bežný rádioaktívny izotop používaný v medicínskom zobrazovaní a aplikáciách nukleárnej medicíny.
10. Použitie: Zlúčeniny bária sa široko používajú v priemysle, ako je sklo, guma, katalyzátory v chemickom priemysle, elektrónky atď. Jeho síran sa často používa ako kontrastná látka pri lekárskych vyšetreniach. Bárium je dôležitým kovovým prvkom, ktorého vlastnosti ho robia široko používaným v mnohých oblastiach.

3. Chemické vlastnosti bária
Kovové vlastnosti: Bárium je kovová tuhá látka so strieborno-bielym vzhľadom a dobrou elektrickou vodivosťou.

Hustota a teplota topenia: Bárium je pomerne hustý prvok s hustotou 3,51 g/cm3. Bárium má nízku teplotu topenia asi 727 stupňov Celzia (1341 stupňov Fahrenheita).

Reaktivita: Bárium rýchlo reaguje s väčšinou nekovových prvkov, najmä s halogénmi (ako je chlór a bróm), za vzniku zodpovedajúcich zlúčenín bária. Napríklad bárium reaguje s chlórom za vzniku chloridu bárnatého.
Oxidovateľnosť: Bárium môže byť oxidované za vzniku oxidu bárnatého. Oxid bárnatý je široko používaný v odvetviach, ako je tavenie kovov a výroba skla.
Vysoká aktivita: Bárium má vysokú chemickú aktivitu a ľahko reaguje s vodou, pričom sa uvoľňuje vodík a vzniká hydroxid bárnatý.

4. Biologické vlastnosti bária

Úloha a biologické vlastnosti bária v organizmoch nie sú úplne pochopené, ale je známe, že bárium má určitú toxicitu pre organizmy.

Cesty príjmu: Ľudia prijímajú bárium hlavne prostredníctvom potravy a pitnej vody. Niektoré potraviny môžu obsahovať stopové množstvá bária, ako sú obilniny, mäso a mliečne výrobky. Okrem toho podzemná voda niekedy obsahuje vyššie koncentrácie bária.
Biologická absorpcia a metabolizmus: Bárium môže byť absorbované organizmami a distribuované v tele krvným obehom. Bárium sa hromadí najmä v obličkách a kostiach, najmä vo vyšších koncentráciách v kostiach.
Biologická funkcia: Zatiaľ sa nezistilo, že by bárium malo v organizmoch nejaké základné fyziologické funkcie. Biologická funkcia bária preto zostáva kontroverzná.

5. Biologické vlastnosti bária
Toxicita: Vysoké koncentrácie iónov bária alebo zlúčenín bária sú pre ľudské telo toxické. Nadmerný príjem bária môže spôsobiť akútne príznaky otravy, vrátane zvracania, hnačky, svalovej slabosti, arytmie atď. Ťažká otrava môže spôsobiť poškodenie nervového systému, poškodenie obličiek a srdcové problémy.
Hromadenie kostí: Bárium sa môže hromadiť v kostiach v ľudskom tele, najmä u starších ľudí. Dlhodobé vystavenie vysokým koncentráciám bária môže spôsobiť ochorenia kostí, ako je osteoporóza. Kardiovaskulárne účinky: Bárium, podobne ako sodík, môže interferovať s iónovou rovnováhou a elektrickou aktivitou, čo ovplyvňuje funkciu srdca. Nadmerný príjem bária môže spôsobiť abnormálny srdcový rytmus a zvýšiť riziko infarktu.
Karcinogenita: Aj keď stále existuje polemika o karcinogenite bária, niektoré štúdie ukázali, že dlhodobé vystavenie vysokým koncentráciám bária môže zvýšiť riziko niektorých druhov rakoviny, ako je rakovina žalúdka a rakovina pažeráka. Vzhľadom na toxicitu a potenciálne nebezpečenstvo bária by si ľudia mali dávať pozor, aby sa vyhli nadmernému príjmu alebo dlhodobému vystaveniu vysokým koncentráciám bária. Koncentrácie bária v pitnej vode a potravinách by sa mali monitorovať a kontrolovať na ochranu ľudského zdravia. Ak máte podozrenie na otravu alebo s ňou súvisiace príznaky, okamžite vyhľadajte lekársku pomoc.

6. Bárium v ​​prírode

Báriové minerály: Bárium sa nachádza v zemskej kôre vo forme minerálov. Niektoré bežné minerály bária zahŕňajú baryt a witherit. Tieto rudy sa často nachádzajú s inými minerálmi, ako je olovo, zinok a striebro.

Rozpustené v podzemnej vode a horninách: Bárium sa nachádza v podzemnej vode a horninách v rozpustenom stave. Podzemná voda obsahuje stopové množstvá rozpusteného bária a jeho koncentrácia závisí od geologických podmienok a chemických vlastností vodného útvaru.

Soli bária: Bárium môže tvoriť rôzne soli, ako je chlorid bárnatý, dusičnan bárnatý a uhličitan bárnatý. Tieto zlúčeniny možno nájsť v prírode ako prírodné minerály.

Obsah v pôde: Bárium sa v pôde nachádza v rôznych formách, z ktorých niektoré pochádzajú z prírodných minerálnych častíc alebo z rozpúšťania hornín. Bárium je vo všeobecnosti prítomné v pôde v nízkych koncentráciách, ale v určitých oblastiach môže byť prítomné vo vysokých koncentráciách.

Treba poznamenať, že prítomnosť a obsah bária sa môže líšiť v rôznych geologických prostrediach a regiónoch, takže pri diskusii o báriu je potrebné zvážiť špecifické geografické a geologické podmienky.

7. Ťažba a výroba bária
Proces ťažby a prípravy bária zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:
1. Ťažba báryovej rudy: Hlavným minerálom báryovej rudy je baryt, známy aj ako síran bárnatý. Zvyčajne sa nachádza v zemskej kôre a je široko rozšírený v horninách a ložiskách na zemi. Ťažba zvyčajne zahŕňa odstreľovanie, ťažbu, drvenie a triedenie rudy na získanie rudy obsahujúcej síran bárnatý.
2. Príprava koncentrátu: Extrakcia bária z báryovej rudy vyžaduje koncentrovanú úpravu rudy. Príprava koncentrátu zvyčajne zahŕňa ručný výber a kroky flotácie na odstránenie nečistôt a získanie rudy obsahujúcej viac ako 96 % síranu bárnatého.
3. Príprava síranu bárnatého: Koncentrát sa podrobí krokom, ako je odstránenie železa a kremíka, aby sa nakoniec získal síran bárnatý (BaSO4).
4. Príprava sulfidu bárnatého: Na prípravu bária zo síranu bárnatého je potrebné premeniť síran bárnatý na sulfid bárnatý, známy aj ako čierny popol. Prášková ruda síranu bárnatého s veľkosťou častíc menšou ako 20 mesh sa zvyčajne zmiešava s práškovým uhlím alebo ropným koksom v hmotnostnom pomere 4:1. Zmes sa praží pri 1100 °C v dozvukovej peci a síran bárnatý sa redukuje na sulfid bárnatý.
5. Rozpustenie sulfidu bárnatého: Roztok síranu bárnatého v sulfide bárnatom možno získať lúhovaním horúcou vodou.
6. Príprava oxidu bárnatého: Na premenu sírnika bárnatého na oxid bárnatý sa do roztoku sírnika bárnatého zvyčajne pridáva uhličitan sodný alebo oxid uhličitý. Po zmiešaní uhličitanu bárnatého a uhlíkového prášku môže kalcinácia pri teplote vyššej ako 800 °C produkovať oxid bárnatý.
7. Chladenie a spracovanie: Treba poznamenať, že oxid bárnatý oxiduje za vzniku peroxidu bárnatého pri 500-700 °C a peroxid bárnatý sa môže rozkladať za vzniku oxidu bárnatého pri 700-800 °C. Aby sa zabránilo tvorbe peroxidu bárnatého, je potrebné kalcinovaný produkt ochladiť alebo ochladzovať pod ochranou inertného plynu.

Vyššie uvedené je všeobecný proces ťažby a prípravy bária. Tieto procesy sa môžu líšiť v závislosti od priemyselného procesu a zariadenia, ale celkový princíp zostáva rovnaký. Bárium je dôležitý priemyselný kov používaný v rôznych aplikáciách vrátane chemického priemyslu, medicíny, elektroniky atď.

8. Bežné metódy detekcie bária
Bárium je bežný prvok, ktorý sa bežne používa v rôznych priemyselných a vedeckých aplikáciách. V analytickej chémii metódy na detekciu bária zvyčajne zahŕňajú kvalitatívnu analýzu a kvantitatívnu analýzu. Nasleduje podrobný úvod do bežne používaných metód detekcie bária:
1. Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS): Ide o bežne používanú metódu kvantitatívnej analýzy, ktorá je vhodná pre vzorky s vyššími koncentráciami. Roztok vzorky sa strieka do plameňa a atómy bária absorbujú svetlo špecifickej vlnovej dĺžky. Intenzita absorbovaného svetla sa meria a je úmerná koncentrácii bária.
2. Plamenová atómová emisná spektrometria (FAES): Táto metóda deteguje bárium striekaním roztoku vzorky do plameňa, pričom sa atómy bária vybudia, aby vyžarovali svetlo špecifickej vlnovej dĺžky. V porovnaní s FAAS sa FAES vo všeobecnosti používa na detekciu nižších koncentrácií bária.
3. Atómová fluorescenčná spektrometria (AAS): Táto metóda je podobná FAAS, ale na detekciu prítomnosti bária používa fluorescenčný spektrometer. Môže sa použiť na meranie stopových množstiev bária.

4. Iónová chromatografia: Táto metóda je vhodná na analýzu bária vo vzorkách vody. Ióny bária sa separujú a detegujú iónovou chromatografiou. Môže sa použiť na meranie koncentrácie bária vo vzorkách vody.

5. Röntgenová fluorescenčná spektrometria (XRF): Ide o nedeštruktívnu analytickú metódu vhodnú na detekciu bária v pevných vzorkách. Po excitácii vzorky röntgenovými lúčmi vyžarujú atómy bária špecifickú fluorescenciu a obsah bária sa stanoví meraním intenzity fluorescencie.

6. Hmotnostná spektrometria: Hmotnostná spektrometria sa môže použiť na stanovenie izotopového zloženia bária a stanovenie obsahu bária. Táto metóda sa zvyčajne používa na analýzu s vysokou citlivosťou a dokáže odhaliť veľmi nízke koncentrácie bária.

Vyššie uvedené sú niektoré bežne používané metódy na detekciu bária. Výber konkrétnej metódy závisí od povahy vzorky, rozsahu koncentrácie bária a účelu analýzy. Ak potrebujete ďalšie informácie alebo máte ďalšie otázky, neváhajte a dajte mi vedieť. Tieto metódy sú široko používané v laboratórnych a priemyselných aplikáciách na presné a spoľahlivé meranie a detekciu prítomnosti a koncentrácie bária. Konkrétna metóda, ktorá sa má použiť, závisí od typu vzorky, ktorú je potrebné merať, od rozsahu obsahu bária a od špecifického účelu analýzy.

9. Metóda atómovej absorpcie na meranie vápnika

Pri meraní prvkov má metóda atómovej absorpcie vysokú presnosť a citlivosť a poskytuje účinný prostriedok na štúdium chemických vlastností, zloženia a obsahu zlúčenín. Ďalej používame metódu atómovej absorpcie na meranie obsahu prvkov. Konkrétne kroky sú nasledovné: Pripravte vzorku na testovanie. Pripravte vzorku prvku, ktorý sa má merať, do roztoku, ktorý je vo všeobecnosti potrebné rozložiť so zmiešanou kyselinou na následné meranie. Vyberte si vhodný atómový absorpčný spektrometer. Podľa vlastností testovanej vzorky a rozsahu obsahu prvkov, ktoré sa majú merať, vyberte vhodný atómový absorpčný spektrometer.
Nastavte parametre atómového absorpčného spektrometra. Podľa testovaného prvku a modelu prístroja upravte parametre atómového absorpčného spektrometra vrátane svetelného zdroja, atomizéra, detektora atď.
Zmerajte absorbanciu prvku. Umiestnite testovanú vzorku do atomizéra a vyžarujte svetelné žiarenie špecifickej vlnovej dĺžky cez svetelný zdroj. Prvok, ktorý sa má testovať, pohltí toto svetelné žiarenie a vytvorí prechody na úrovni energie. Zmerajte absorbanciu strieborného prvku cez detektor. Vypočítajte obsah prvku. Obsah prvku sa vypočíta na základe absorbancie a štandardnej krivky. Nasledujú špecifické parametre používané prístrojom na meranie prvkov.

Štandard: BaCO3 vysokej čistoty alebo BaCl2·2H2O.
Metóda: Presne odvážte 0,1778 g BaCl2·2H2O, rozpustite v malom množstve vody a presne doplňte na 100 ml. Koncentrácia Ba v tomto roztoku je 1000 μg/ml. Uchovávajte v polyetylénovej fľaši mimo dosahu svetla.
Typ plameňa: vzduch-acetylén, bohatý plameň.
Analytické parametre: vlnová dĺžka (nm) 553,6
Spektrálna šírka pásma (nm) 0,2
Filtračný koeficient 0,3
Odporúčaný prúd lampy (mA) 5
Záporné vysoké napätie (v) 393,00
Výška hlavy horáka (mm) 10
Integračný čas (S) 3
Tlak a prietok vzduchu (MPa, ml/min) 0,24
Tlak a prietok acetylénu (MPa, ml/min) 0,05, 2200
Lineárny rozsah (μg/ml) 3～400
Lineárny korelačný koeficient 0,9967
Charakteristická koncentrácia (μg/ml) 7,333
Detekčný limit (μg/ml) 1,0RSD(%) 0,27
Metóda výpočtu Kontinuálna metóda
Kyslosť roztoku 0,5 % HNO3

Skúšobný formulár:

Kalibračná krivka:

Typ plameňa: oxid dusný-acetylén, bohatý plameň
Parametre analýzy: Vlnová dĺžka: 553,6
Spektrálna šírka pásma (nm) 0,2
Koeficient filtra 0,6
Odporúčaný prúd lampy (mA) 6,0
Záporné vysoké napätie (v) 374,5
Výška spaľovacej hlavy (mm) 13
Integračný čas (S) 3
Tlak vzduchu a prietok (MP, ml/min) 0,25, 5100
Tlak a prietok oxidu dusného (MP, ml/min) 0,1, 5300
Tlak a prietok acetylénu (MP, ml/min) 0,1, 4600
Lineárny korelačný koeficient 0,9998
Charakteristická koncentrácia (μg/ml) 0,379
Metóda výpočtu Kontinuálna metóda
Kyslosť roztoku 0,5 % HNO3

Skúšobný formulár:

Kalibračná krivka:

Rušenie: Bárium je vážne rušené fosforečnanom, kremíkom a hliníkom v plameni vzduch-acetylén, ale tieto interferencie možno prekonať v plameni oxid dusný-acetylén. 80 % Ba je ionizovaných v plameni oxidu dusného a acetylénu, preto by sa do štandardných roztokov a roztokov vzoriek malo pridať 2000 μg/ml K+ na potlačenie ionizácie a zlepšenie citlivosti. Bárium, tento zdanlivo obyčajný, no výnimočný chemický prvok, vždy hrá svoju úlohu v našom živote ticho. Od presných prístrojov vo vedecko-výskumných laboratóriách cez suroviny v priemyselnej výrobe až po diagnostické reagencie v lekárskej oblasti, bárium poskytuje vďaka svojim jedinečným vlastnostiam dôležitú podporu pre mnohé oblasti.
Avšak tak, ako má každá minca dve strany, aj niektoré zlúčeniny bária sú toxické. Preto pri používaní bária musíme zostať ostražití, aby sme zabezpečili bezpečné používanie a zabránili zbytočnému poškodeniu životného prostredia a ľudského tela.
Pri spätnom pohľade na prieskumnú cestu bária si nemôžeme nepovzdychnúť nad jeho tajomnosťou a čarom. Nie je to len výskumný objekt vedcov, ale aj silný asistent inžinierov a svetlý bod v oblasti medicíny. Pri pohľade do budúcnosti očakávame, že bárium bude aj naďalej prinášať ľudstvu ďalšie prekvapenia a objavy a napomáhať neustálemu napredovaniu vedy, techniky a spoločnosti. Aj keď na konci tohto článku možno nebudeme schopní plne demonštrovať príťažlivosť bárium s nádhernými slovami, ale verím, že prostredníctvom komplexného predstavenia jeho vlastností, aplikácií a bezpečnosti čitatelia hlbšie pochopia bárium. Tešme sa na úžasné predstavenie bária v budúcnosti a prispejme viac k pokroku a rozvoju ľudstva.

Ak chcete získať ďalšie informácie alebo sa opýtať na kov bária s vysokou čistotou 99,9%, kontaktujte nás nižšie:

What'sapp &tel:008613524231522

Email:sales@shxlchem.com