Vad är barium, vad är dess tillämpning och hur testar man bariumelement?

I kemins magiska värld,bariumhar alltid uppmärksammats av forskare med sin unika charm och breda tillämpning. Även om detta silvervita metallelement inte är lika bländande som guld eller silver, spelar det en oumbärlig roll på många områden. Från precisionsinstrument i vetenskapliga forskningslaboratorier till viktiga råvaror i industriell produktion till diagnostiska reagenser inom det medicinska området, barium har skrivit legenden om kemi med dess unika egenskaper och funktioner.

Redan 1602 rostade Cassio Lauro, en skomakare i den italienska staden Porra, en baryt innehållande bariumsulfat med ett brännbart ämne i ett experiment och blev förvånad över att finna att den kunde glöda i mörkret. Denna upptäckt väckte stort intresse bland forskare vid den tiden, och stenen fick namnet Porra-stenen och blev i fokus för europeiska kemisters forskning.

Det var dock den svenska kemisten Scheele som verkligen bekräftade att barium var ett nytt grundämne. Han upptäckte bariumoxid 1774 och kallade den "Baryta" (tung jord). Han studerade detta ämne på djupet och trodde att det var sammansatt av en ny jord (oxid) i kombination med svavelsyra. Två år senare värmde han framgångsrikt upp nitratet i denna nya jord och fick ren oxid. Men även om Scheele upptäckte bariumoxiden var det inte förrän 1808 som den brittiske kemisten Davy framgångsrikt producerade metalliskt barium genom att elektrolysera en elektrolyt gjord av baryt. Denna upptäckt markerade den officiella bekräftelsen av barium som ett metalliskt element, och öppnade också resan för tillämpningen av barium inom olika områden.

Sedan dess har människor kontinuerligt fördjupat sin förståelse av barium. Forskare har utforskat naturens mysterier och främjat vetenskapens och teknikens framsteg genom att studera bariums egenskaper och beteenden. Tillämpningen av barium inom vetenskaplig forskning, industri och medicinska områden har också blivit alltmer omfattande, vilket ger bekvämlighet och komfort till mänskligt liv.

Charmen med barium ligger inte bara i dess praktiska funktion, utan också i det vetenskapliga mysteriet bakom det. Forskare har kontinuerligt utforskat naturens mysterier och främjat vetenskapens och teknikens framsteg genom att studera bariums egenskaper och beteenden. Samtidigt spelar barium också tyst en roll i våra dagliga liv, vilket ger bekvämlighet och komfort till våra liv. Låt oss ge oss ut på denna magiska resa för att utforska barium, avslöja dess mystiska slöja och uppskatta dess unika charm. I följande artikel kommer vi att på ett omfattande sätt introducera bariums egenskaper och tillämpningar, såväl som dess viktiga roll i vetenskaplig forskning, industri och medicin. Jag tror att genom att läsa den här artikeln kommer du att få en djupare förståelse för barium.

1. Applicering av Barium

Bariumär ett vanligt kemiskt element. Det är en silvervit metall som finns i naturen i form av en mängd olika mineraler. Följande är några dagliga användningar av barium.

Brinnande och glödande: Barium är en mycket reaktiv metall som producerar en ljus låga när den kommer i kontakt med ammoniak eller syre. Detta gör att barium används i stor utsträckning i industrier som fyrverkerier, bloss och fosfortillverkning.

Medicinsk industri: Bariumföreningar används också i stor utsträckning inom den medicinska industrin. Bariummåltider (som bariumtabletter) används i gastrointestinala röntgenundersökningar för att hjälpa läkare att observera hur matsmältningssystemet fungerar. Bariumföreningar används också i vissa radioaktiva terapier, såsom radioaktivt jod för behandling av sköldkörtelsjukdom.
Glas och keramik: Bariumföreningar används ofta i glas- och keramiktillverkning på grund av deras goda smältpunkt och korrosionsbeständighet. Bariumföreningar kan förbättra hårdheten och styrkan hos keramik och kan ge vissa speciella egenskaper hos keramik, såsom elektrisk isolering och högt brytningsindex. Metallegeringar: Barium kan bilda legeringar med andra metallelement, och dessa legeringar har några unika egenskaper. Till exempel kan bariumlegeringar öka smältpunkten för aluminium- och magnesiumlegeringar, vilket gör dem lättare att bearbeta och gjuta. Dessutom används bariumlegeringar med magnetiska egenskaper också för att tillverka batteriplattor och magnetiska material.

Barium är ett kemiskt grundämne med den kemiska symbolen Ba och atomnummer 56. Barium är en alkalisk jordartsmetall och finns i grupp 6 i det periodiska systemet, huvudgruppens grundämnen.
2. Barium Fysiska egenskaper
Barium (Ba) är ett grundämne av alkalisk jordartsmetall
1. Utseende: Barium är en mjuk, silvervit metall med en distinkt metallglans när den skärs.
2. Densitet: Barium har en relativt hög densitet på cirka 3,5 g/cm³. Det är en av de tätare metallerna på jorden.
3. Smält- och kokpunkter: Barium har en smältpunkt på ca 727°C och en kokpunkt på ca 1897°C.
4. Hårdhet: Barium är en relativt mjuk metall med en Mohs hårdhet på cirka 1,25 vid 20 grader Celsius.
5. Konduktivitet: Barium är en bra ledare av elektricitet med hög elektrisk ledningsförmåga.
6. Duktilitet: Även om barium är en mjuk metall, har den en viss grad av duktilitet och kan bearbetas till tunna plåtar eller trådar.
7. Kemisk aktivitet: Barium reagerar inte starkt med de flesta icke-metaller och många metaller vid rumstemperatur, men det bildar oxider vid höga temperaturer och i luft. Det kan bilda föreningar med många icke-metalliska element, såsom oxider, sulfider, etc.
8. Tillvaroformer: Mineraler som innehåller barium i jordskorpan, såsom baryt (bariumsulfat) etc. Barium kan även finnas i form av hydrater, oxider, karbonater etc. i naturen.
9. Radioaktivitet: Barium har en mängd olika radioaktiva isotoper, bland vilka barium-133 är en vanlig radioaktiv isotop som används i medicinsk bildbehandling och nuklearmedicinska tillämpningar.
10. Användning: Bariumföreningar används ofta inom industrin, såsom glas, gummi, katalysatorer för kemisk industri, elektronrör, etc. Dess sulfat används ofta som kontrastmedel vid medicinska undersökningar. Barium är ett viktigt metalliskt grundämne vars egenskaper gör att det används allmänt inom många områden.

3. Kemiska egenskaper hos barium
Metalliska egenskaper: Barium är ett metalliskt fast ämne med ett silvervitt utseende och god elektrisk ledningsförmåga.

Densitet och smältpunkt: Barium är ett relativt tätt grundämne med en densitet på 3,51 g/cm3. Barium har en låg smältpunkt på cirka 727 grader Celsius (1341 grader Fahrenheit).

Reaktivitet: Barium reagerar snabbt med de flesta icke-metalliska grundämnen, särskilt med halogener (som klor och brom), för att producera motsvarande bariumföreningar. Till exempel reagerar barium med klor för att producera bariumklorid.
Oxiderbarhet: Barium kan oxideras för att bilda bariumoxid. Bariumoxid används ofta i industrier som metallsmältning och glastillverkning.
Hög aktivitet: Barium har hög kemisk aktivitet och reagerar lätt med vatten för att frigöra väte och producera bariumhydroxid.

4. Bariums biologiska egenskaper

Bariums roll och biologiska egenskaper i organismer är inte helt klarlagda, men det är känt att barium har viss toxicitet för organismer.

Intagsvägar: Människor får i huvudsak barium genom mat och dricksvatten. Vissa livsmedel kan innehålla spårmängder av barium, såsom spannmål, kött och mejeriprodukter. Dessutom innehåller grundvatten ibland högre halter av barium.
Biologisk absorption och metabolism: Barium kan tas upp av organismer och distribueras i kroppen genom blodcirkulationen. Barium ackumuleras främst i njurar och ben, särskilt i högre koncentrationer i ben.
Biologisk funktion: Barium har ännu inte visat sig ha några väsentliga fysiologiska funktioner i organismer. Därför är bariums biologiska funktion fortfarande kontroversiell.

5. Bariums biologiska egenskaper
Toxicitet: Höga koncentrationer av bariumjoner eller bariumföreningar är giftiga för människokroppen. Överdrivet intag av barium kan orsaka akuta förgiftningssymtom, inklusive kräkningar, diarré, muskelsvaghet, arytmi etc. Allvarlig förgiftning kan orsaka skador på nervsystemet, njurskador och hjärtproblem.
Benackumulering: Barium kan ansamlas i benen i människokroppen, särskilt hos äldre. Långvarig exponering för höga koncentrationer av barium kan orsaka skelettsjukdomar såsom osteoporos. Kardiovaskulära effekter: Barium, liksom natrium, kan störa jonbalansen och den elektriska aktiviteten, vilket påverkar hjärtfunktionen. Överdrivet intag av barium kan orsaka onormal hjärtrytm och öka risken för hjärtinfarkt.
Carcinogenicitet: Även om det fortfarande finns kontroverser om bariums cancerogenicitet, har vissa studier visat att långvarig exponering för höga koncentrationer av barium kan öka risken för vissa cancerformer, såsom magcancer och matstrupscancer. På grund av bariums toxicitet och potentiella fara bör människor vara försiktiga för att undvika överdrivet intag eller långvarig exponering för höga koncentrationer av barium. Bariumkoncentrationer i dricksvatten och mat bör övervakas och kontrolleras för att skydda människors hälsa. Om du misstänker förgiftning eller har relaterade symtom, kontakta omedelbart läkare.

6. Barium i naturen

Bariummineraler: Barium finns i jordskorpan i form av mineraler. Några vanliga bariummineraler inkluderar baryt och witherit. Dessa malmer finns ofta med andra mineraler, såsom bly, zink och silver.

Löst i grundvatten och stenar: Barium kan hittas i grundvatten och stenar i löst tillstånd. Grundvatten innehåller spårmängder av löst barium, och dess koncentration beror på de geologiska förhållandena och vattenförekomstens kemiska egenskaper.

Bariumsalter: Barium kan bilda olika salter, såsom bariumklorid, bariumnitrat och bariumkarbonat. Dessa föreningar kan hittas i naturen som naturliga mineraler.

Innehåll i jord: Barium kan finnas i jord i olika former, varav en del kommer från naturliga mineralpartiklar eller upplösning av stenar. Barium finns i allmänhet i låga koncentrationer i marken, men kan förekomma i höga koncentrationer i vissa områden.

Det bör noteras att förekomsten och innehållet av barium kan variera i olika geologiska miljöer och regioner, så specifika geografiska och geologiska förhållanden måste beaktas när man diskuterar barium.

7. Bariumbrytning och produktion
Gruv- och beredningsprocessen av barium inkluderar vanligtvis följande steg:
1. Brytning av bariummalm: Det huvudsakliga mineralet i bariummalm är baryt, även känt som bariumsulfat. Den finns vanligtvis i jordskorpan och är utbredd i stenar och avlagringar på jorden. Brytning innebär vanligtvis sprängning, brytning, krossning och sortering av malm för att få fram malm som innehåller bariumsulfat.
2. Beredning av koncentrat: Utvinning av barium ur bariummalm kräver koncentratbehandling av malmen. Koncentratberedning inkluderar vanligtvis handval och flotationssteg för att avlägsna föroreningar och erhålla malm som innehåller mer än 96 % bariumsulfat.
3. Framställning av bariumsulfat: Koncentratet utsätts för steg såsom avlägsnande av järn och kisel för att slutligen erhålla bariumsulfat (BaSO4).
4. Framställning av bariumsulfid: För att framställa barium från bariumsulfat är det nödvändigt att omvandla bariumsulfat till bariumsulfid, även känd som svartaska. Bariumsulfatmalmpulver med en partikelstorlek på mindre än 20 mesh blandas vanligtvis med kol eller petroleumkokspulver i ett viktförhållande av 4:1. Blandningen rostas vid 1100 ℃ i en efterklangsugn och bariumsulfatet reduceras till bariumsulfid.
5. Upplösning av bariumsulfid: Bariumsulfidlösning av bariumsulfat kan erhållas genom varmvattenlakning.
6. Framställning av bariumoxid: För att omvandla bariumsulfid till bariumoxid tillsätts vanligtvis natriumkarbonat eller koldioxid till bariumsulfidlösningen. Efter blandning av bariumkarbonat och kolpulver kan kalcinering vid över 800 ℃ producera bariumoxid.
7. Kylning och bearbetning: Det bör noteras att bariumoxid oxiderar för att bilda bariumperoxid vid 500-700 ℃, och bariumperoxid kan sönderdelas för att bilda bariumoxid vid 700-800 ℃. För att undvika produktion av bariumperoxid måste den brända produkten kylas eller kylas under skydd av inert gas.

Ovanstående är den allmänna gruv- och beredningsprocessen för barium. Dessa processer kan variera beroende på industriell process och utrustning, men den övergripande principen förblir densamma. Barium är en viktig industriell metall som används i en mängd olika tillämpningar, inklusive kemisk industri, medicin, elektronik, etc.

8. Vanliga detektionsmetoder för barium
Barium är ett vanligt element som ofta används i olika industriella och vetenskapliga tillämpningar. Inom analytisk kemi omfattar metoder för att detektera barium vanligtvis kvalitativ analys och kvantitativ analys. Följande är en detaljerad introduktion till de vanligaste detektionsmetoderna för barium:
1. Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS): Detta är en vanlig kvantitativ analysmetod som är lämplig för prover med högre koncentrationer. Provlösningen sprutas in i lågan och bariumatomerna absorberar ljus av en specifik våglängd. Intensiteten hos det absorberade ljuset mäts och är proportionell mot koncentrationen av barium.
2. Flame Atomic Emission Spectrometry (FAES): Denna metod detekterar barium genom att spruta provlösningen in i lågan, excitera bariumatomerna för att avge ljus med en specifik våglängd. Jämfört med FAAS används FAES i allmänhet för att detektera lägre koncentrationer av barium.
3. Atomfluorescensspektrometri (AAS): Denna metod liknar FAAS, men använder en fluorescensspektrometer för att detektera närvaron av barium. Den kan användas för att mäta spårmängder av barium.

4. Jonkromatografi: Denna metod är lämplig för analys av barium i vattenprover. Bariumjoner separeras och detekteras med jonkromatograf. Den kan användas för att mäta bariumkoncentrationen i vattenprover.

5. Röntgenfluorescensspektrometri (XRF): Detta är en oförstörande analysmetod som är lämplig för detektering av barium i fasta prover. Efter att provet exciterats av röntgenstrålar avger bariumatomerna specifik fluorescens, och bariumhalten bestäms genom att mäta fluorescensintensiteten.

6. Masspektrometri: Masspektrometri kan användas för att bestämma bariums isotopsammansättning och bestämma bariumhalten. Denna metod används vanligtvis för högkänslighetsanalys och kan detektera mycket låga koncentrationer av barium.

Ovanstående är några vanliga metoder för att detektera barium. Den specifika metoden att välja beror på provets natur, koncentrationsintervallet för barium och syftet med analysen. Om du behöver mer information eller har andra frågor får du gärna höra av dig. Dessa metoder används i stor utsträckning i laboratorie- och industriella tillämpningar för att noggrant och tillförlitligt mäta och detektera närvaron och koncentrationen av barium. Den specifika metoden som ska användas beror på vilken typ av prov som behöver mätas, intervallet för bariumhalt och det specifika syftet med analysen.

9. Atomabsorptionsmetod för kalciummätning

Inom elementmätning har atomabsorptionsmetoden hög noggrannhet och känslighet, och ger ett effektivt sätt att studera de kemiska egenskaperna, föreningens sammansättning och innehåll. Därefter använder vi atomabsorptionsmetoden för att mäta innehållet av element. De specifika stegen är följande: Förbered provet som ska testas. Förbered grundämnesprovet som ska mätas till en lösning, som vanligtvis måste smältas med blandad syra för efterföljande mätning. Välj en lämplig atomabsorptionsspektrometer. Välj en lämplig atomabsorptionsspektrometer beroende på egenskaperna hos det prov som ska testas och intervallet för grundämnesinnehåll som ska mätas.
Justera parametrarna för atomabsorptionsspektrometern. Enligt elementet som ska testas och instrumentmodellen, justera parametrarna för atomabsorptionsspektrometern, inklusive ljuskälla, atomizer, detektor etc.
Mät absorbansen av elementet. Placera provet som ska testas i atomizern och avge ljusstrålning med en specifik våglängd genom ljuskällan. Elementet som ska testas kommer att absorbera dessa ljusstrålningar och producera energinivåövergångar. Mät absorbansen av silverelementet genom detektorn. Beräkna innehållet i elementet. Innehållet i elementet beräknas utifrån absorbansen och standardkurvan. Följande är de specifika parametrar som används av ett instrument för att mäta element.

Standard: högren BaCO3 eller BaCl2·2H2O.
Metod: Väg 0,1778 g BaCl2·2H2O noggrant, lös upp i en liten mängd vatten och fyll på till 100 ml. Ba-koncentrationen i denna lösning är 1000 μg/mL. Förvara i en polyetenflaska borta från ljus.
Flamtyp: luft-acetylen, rik låga.
Analytiska parametrar: Våglängd (nm) 553,6
Spektral bandbredd (nm) 0,2
Filterkoefficient 0,3
Rekommenderad lampström (mA) 5
Negativ högspänning (v) 393,00
Brännarhuvudets höjd (mm) 10
Integrationstid (S) 3
Lufttryck och flöde (MPa, ml/min) 0,24
Acetylentryck och flöde (MPa, ml/min) 0,05, 2200
Linjärt område (μg/mL) 3–400
Linjär korrelationskoefficient 0,9967
Karakteristisk koncentration (μg/mL) 7,333
Detektionsgräns (μg/mL) 1,0RSD(%) 0,27
Beräkningsmetod Kontinuerlig metod
Lösningens surhet 0,5 % HNO3

Testform:

Kalibreringskurva:

Flamtyp: dikväveoxid-acetylen, rik låga
.Analysparametrar: Våglängd: 553,6
Spektral bandbredd (nm) 0,2
Filterkoefficient 0,6
Rekommenderad lampström (mA) 6,0
Negativ högspänning (v) 374,5
Förbränningshuvudets höjd (mm) 13
Integrationstid (S) 3
Lufttryck och flöde (MP, ml/min) 0,25, 5100
Lustgastryck och flöde (MP, ml/min) 0,1, 5300
Acetylentryck och flöde (MP, ml/min) 0,1, 4600
Linjär korrelationskoefficient 0,9998
Karakteristisk koncentration (μg/mL) 0,379
Beräkningsmetod Kontinuerlig metod
Lösningens surhet 0,5 % HNO3

Testform:

Kalibreringskurva:

Interferens: Barium störs allvarligt av fosfat, kisel och aluminium i luftacetylenflamma, men dessa störningar kan övervinnas i dikväveoxid-acetylenflamma. 80 % av Ba joniseras i dikväveoxid-acetylenflamma, så 2000 μg/mL K+ bör läggas till standard- och provlösningarna för att undertrycka jonisering och förbättra känsligheten. Barium, detta till synes vanliga men extraordinära kemiska grundämne, har alltid spelat sitt roll i våra liv tyst. Från precisionsinstrument i vetenskapliga forskningslaboratorier till råvaror i industriell produktion, till diagnostiska reagenser inom det medicinska området, barium har gett ett viktigt stöd för många områden med sina unika egenskaper.
Men precis som varje mynt har två sidor, är vissa föreningar av barium också giftiga. När vi använder barium måste vi därför vara vaksamma för att säkerställa säker användning och undvika onödiga skador på miljön och människokroppen.
När vi ser tillbaka på bariums utforskningsresa kan vi inte låta bli att sucka över dess mystik och charm. Det är inte bara forskningsobjektet för forskare, utan också en kraftfull ingenjörsassistent och en ljuspunkt inom medicinområdet. När vi blickar in i framtiden förväntar vi oss att barium kommer att fortsätta att ge fler överraskningar och genombrott för mänskligheten och bidra till ständiga framsteg inom vetenskap, teknik och samhälle. Även om vi i slutet av denna artikel kanske inte helt kan visa attraktionen av barium med vackra ord, men jag tror att genom den omfattande introduktionen av dess egenskaper, tillämpningar och säkerhet, har läsarna en djupare förståelse för barium. Låt oss se fram emot bariums underbara prestanda i framtiden och bidra mer till mänsklighetens framsteg och utveckling.

För mer information eller för att fråga hög renhet 99,9% bariummetall, välkommen att kontakta oss nedan:

Whatsapp & tel: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com