Що таке барій, яке його застосування і як перевірити елемент барію?

У чарівному світі хімії,барійзавжди привертав увагу вчених своїм неповторним шармом і широким застосуванням. Хоча цей сріблясто-білий металевий елемент не такий сліпучий, як золото чи срібло, він відіграє незамінну роль у багатьох сферах. Від точних інструментів у науково-дослідницьких лабораторіях до основної сировини в промисловому виробництві та діагностичних реагентів у галузі медицини, барій написав легенду хімії своїми унікальними властивостями та функціями.

Ще в 1602 році Кассіо Лауро, швець з італійського міста Порра, під час експерименту обсмажив барит, що містив сульфат барію, з горючою речовиною і з подивом виявив, що він може світитися в темряві. Це відкриття викликало великий інтерес серед учених того часу, і камінь був названий каменем Порра і став центром досліджень європейських хіміків.

Однак шведський хімік Шеєле дійсно підтвердив, що барій є новим елементом. Він відкрив оксид барію в 1774 році і назвав його «Барита» (важка земля). Він глибоко вивчив цю речовину і вважав, що вона складається з нової землі (оксиду) у поєднанні з сірчаною кислотою. Через два роки він успішно нагрів нітрат цього нового ґрунту та отримав чистий оксид. Однак, хоча Шеєле відкрив оксид барію, лише в 1808 році британський хімік Деві успішно виготовив металевий барій шляхом електролізу електроліту, виготовленого з бариту. Це відкриття ознаменувало офіційне підтвердження барію як металевого елемента, а також відкрило шлях до застосування барію в різних областях.

Відтоді люди постійно поглиблюють своє розуміння барію. Вчені досліджували таємниці природи та сприяли прогресу науки й техніки, вивчаючи властивості та поведінку барію. Застосування барію в наукових дослідженнях, промисловості та медицині також стає все більш широким, приносячи зручність і комфорт у життя людини.

Чарівність барію полягає не тільки в його практичності, але й у науковій таємниці, що стоїть за ним. Вчені постійно досліджували таємниці природи та сприяли прогресу науки та техніки, вивчаючи властивості та поведінку барію. У той же час, барій також непомітно відіграє важливу роль у нашому повсякденному житті, приносячи зручність і комфорт у наше життя. Давайте вирушимо в цю чарівну подорож вивчення барію, відкриємо його таємничу завісу та оцінимо його неповторний шарм. У наступній статті ми детально ознайомимося з властивостями та застосуванням барію, а також з його важливою роллю в наукових дослідженнях, промисловості та медицині. Я вважаю, що, прочитавши цю статтю, ви глибше зрозумієте барій.

1. Застосування Барію

Барійє поширеним хімічним елементом. Це сріблясто-білий метал, який існує в природі у вигляді різноманітних мінералів. Нижче наведено деякі випадки щоденного використання барію.

Горіння та світіння: барій є високоактивним металом, який створює яскраве полум’я при контакті з аміаком або киснем. Це робить барій широко використовуваним у таких галузях, як феєрверки, факели та виробництво люмінофору.

Медична промисловість: Сполуки барію також широко використовуються в медичній промисловості. Їжу з барієм (наприклад, таблетки барію) використовують під час рентгенівських досліджень шлунково-кишкового тракту, щоб допомогти лікарям спостерігати за роботою травної системи. Сполуки барію також використовуються в деяких радіоактивних методах лікування, таких як радіоактивний йод для лікування захворювань щитовидної залози.
Скло та кераміка: сполуки барію часто використовуються у виробництві скла та кераміки через їх високу температуру плавлення та стійкість до корозії. Сполуки барію можуть підвищити твердість і міцність кераміки і можуть забезпечити деякі особливі властивості кераміки, такі як електроізоляція та високий показник заломлення. Металеві сплави: барій може утворювати сплави з іншими металевими елементами, і ці сплави мають деякі унікальні властивості. Наприклад, барієві сплави можуть підвищувати температуру плавлення алюмінієвих і магнієвих сплавів, полегшуючи їх обробку та лиття. Крім того, сплави барію з магнітними властивостями також використовуються для виготовлення пластин батарей і магнітних матеріалів.

Барій — хімічний елемент із хімічним символом Ba та атомним номером 56. Барій — лужноземельний метал, який входить до 6 групи періодичної таблиці, основної групи елементів.
2. Фізичні властивості барію
Барій (Ba) — лужноземельний металічний елемент
1. Зовнішній вигляд. Барій — це м’який сріблясто-білий метал із чітким металевим блиском під час різання.
2. Щільність: барій має відносно високу щільність приблизно 3,5 г/см³. Це один із найщільніших металів на землі.
3. Температури плавлення та кипіння. Барій має температуру плавлення приблизно 727°C і температуру кипіння приблизно 1897°C.
4. Твердість. Барій є відносно м’яким металом із твердістю за Моосом приблизно 1,25 при 20 градусах Цельсія.
5. Провідність: барій є хорошим провідником електрики з високою електропровідністю.
6. Пластичність: хоча барій є м’яким металом, він має певний ступінь пластичності та може бути перероблений у тонкі листи або дріт.
7. Хімічна активність. Барій не реагує сильно з більшістю неметалів і багатьма металами при кімнатній температурі, але він утворює оксиди при високих температурах і на повітрі. Він може утворювати сполуки з багатьма неметалічними елементами, такими як оксиди, сульфіди тощо.
8. Форми існування: Мінерали, що містять барій, у земній корі, такі як барит (сульфат барію) тощо. У природі барій також може існувати у вигляді гідратів, оксидів, карбонатів тощо.
9. Радіоактивність. Барій містить різноманітні радіоактивні ізотопи, серед яких барій-133 є поширеним радіоактивним ізотопом, який використовується в медицині та ядерній медицині.
10. Застосування. Сполуки барію широко використовуються в промисловості, наприклад у склі, гумі, каталізаторах хімічної промисловості, електронних трубках тощо. Його сульфат часто використовують як контрастну речовину під час медичних оглядів. Барій є важливим металевим елементом, завдяки властивостям якого він широко використовується в багатьох галузях.

3. Хімічні властивості барію
Металеві властивості. Барій — це металева тверда речовина сріблясто-білого кольору з хорошою електропровідністю.

Щільність і температура плавлення: барій є відносно щільним елементом із щільністю 3,51 г/см3. Барій має низьку температуру плавлення близько 727 градусів за Цельсієм (1341 градус за Фаренгейтом).

Реакційна здатність: барій швидко реагує з більшістю неметалічних елементів, особливо з галогенами (такими як хлор і бром), утворюючи відповідні сполуки барію. Наприклад, барій реагує з хлором, утворюючи хлорид барію.
Окислюваність: Барій може бути окислений з утворенням оксиду барію. Оксид барію широко використовується в таких галузях, як виплавка металу та виробництво скла.
Висока активність: барій має високу хімічну активність і легко реагує з водою з виділенням водню та утворенням гідроксиду барію.

4. Біологічні властивості барію

Роль і біологічні властивості барію в організмах до кінця не вивчені, але відомо, що барій має певну токсичність для організмів.

Шляхи надходження: люди в основному вживають барій з їжею та питною водою. Деякі продукти можуть містити сліди барію, наприклад зернові, м’ясо та молочні продукти. Крім того, підземні води іноді містять більш високі концентрації барію.
Біологічне поглинання та метаболізм: барій може засвоюватися організмами та поширюватися в організмі через кровообіг. Барій в основному накопичується в нирках і кістках, особливо у вищих концентраціях у кістках.
Біологічна функція: ще не встановлено, що барій виконує будь-які важливі фізіологічні функції в організмах. Тому біологічна функція барію залишається суперечливою.

5. Біологічні властивості барію
Токсичність: Високі концентрації іонів барію або сполук барію токсичні для організму людини. Надмірне споживання барію може спричинити гострі симптоми отруєння, включаючи блювоту, діарею, м’язову слабкість, аритмію тощо. Серйозне отруєння може спричинити пошкодження нервової системи, нирок і проблеми з серцем.
Накопичення в кістках: барій може накопичуватися в кістках в організмі людини, особливо в літніх людей. Тривалий вплив високих концентрацій барію може спричинити такі захворювання кісток, як остеопороз. Вплив на серцево-судинну систему: барій, як і натрій, може перешкоджати іонному балансу та електричній активності, впливаючи на роботу серця. Надмірне споживання барію може спричинити порушення серцевого ритму та збільшити ризик серцевих нападів.
Канцерогенність: Хоча досі існують суперечки щодо канцерогенності барію, деякі дослідження показали, що тривалий вплив високих концентрацій барію може збільшити ризик розвитку деяких видів раку, таких як рак шлунка та рак стравоходу. Через токсичність і потенційну небезпеку барію люди повинні бути обережними, щоб уникати надмірного споживання або тривалого впливу високих концентрацій барію. Концентрації барію в питній воді та продуктах харчування слід контролювати та контролювати для захисту здоров’я людини. Якщо ви підозрюєте отруєння або маєте супутні симптоми, негайно зверніться до лікаря.

6. Барій у природі

Мінерали барію: Барій можна знайти в земній корі у вигляді мінералів. Деякі поширені барієві мінерали включають барит і витерит. Ці руди часто зустрічаються з іншими мінералами, такими як свинець, цинк і срібло.

Розчинений у ґрунтових водах і скелях: барій можна знайти в ґрунтових водах і скелях у розчиненому стані. Підземні води містять незначні кількості розчиненого барію, і його концентрація залежить від геологічних умов і хімічних властивостей водойми.

Солі барію: барій може утворювати різні солі, такі як хлорид барію, нітрат барію та карбонат барію. Ці сполуки можна знайти в природі як природні мінерали.

Вміст у ґрунті: Барій можна знайти в ґрунті в різних формах, деякі з яких походять із природних мінеральних часток або розчинення гірських порід. Барій, як правило, присутній у низьких концентраціях у ґрунті, але може бути присутнім у високих концентраціях у певних областях.

Слід зазначити, що наявність і вміст барію може відрізнятися в різних геологічних середовищах і регіонах, тому при обговоренні барію необхідно враховувати конкретні географічні та геологічні умови.

7. Видобуток і виробництво барію
Процес видобутку та підготовки барію зазвичай включає такі етапи:
1. Видобуток барієвої руди: основним мінералом барієвої руди є барит, також відомий як сульфат барію. Зазвичай він знаходиться в земній корі і широко поширений в гірських породах і відкладеннях на землі. Видобуток зазвичай включає вибухові роботи, видобуток, дроблення та сортування руди для отримання руди, що містить сульфат барію.
2. Підготовка концентрату: Вилучення барію з барієвої руди вимагає обробки концентрату руди. Підготовка концентрату зазвичай включає ручний відбір і етапи флотації для видалення домішок і отримання руди, що містить понад 96% сульфату барію.
3. Приготування сульфату барію: концентрат піддається таким етапам, як видалення заліза та кремнію, щоб остаточно отримати сульфат барію (BaSO4).
4. Приготування сульфіду барію: щоб отримати барій із сульфату барію, необхідно перетворити сульфат барію в сульфід барію, також відомий як чорний попіл. Порошок руди сульфату барію з розміром частинок менше 20 меш зазвичай змішують з порошком вугілля або нафтового коксу у ваговому співвідношенні 4:1. Суміш обсмажують при 1100 ℃ у відбивній печі, і сульфат барію відновлюють до сульфіду барію.
5. Розчинення сульфіду барію: розчин сульфіду барію сульфату барію можна отримати шляхом вилуговування гарячою водою.
6. Приготування оксиду барію: щоб перетворити сульфід барію в оксид барію, до розчину сульфіду барію зазвичай додають карбонат натрію або вуглекислий газ. Після змішування карбонату барію та вугільного порошку прожарювання при температурі вище 800 ℃ може призвести до утворення оксиду барію.
7. Охолодження та обробка. Слід зазначити, що оксид барію окислюється з утворенням пероксиду барію при 500-700 ℃, а пероксид барію може розкладатися з утворенням оксиду барію при 700-800 ℃. Щоб уникнути утворення пероксиду барію, кальцинований продукт необхідно охолоджувати або гасити під захистом інертного газу.

Вище наведено загальний процес видобутку та підготовки барію. Ці процеси можуть відрізнятися залежно від промислового процесу та обладнання, але загальний принцип залишається незмінним. Барій є важливим промисловим металом, який використовується в різних сферах застосування, включаючи хімічну промисловість, медицину, електроніку тощо.

8. Загальні методи виявлення барію
Барій є звичайним елементом, який широко використовується в різних промислових і наукових цілях. В аналітичній хімії методи виявлення барію зазвичай включають якісний аналіз і кількісний аналіз. Нижче наведено детальний вступ до широко використовуваних методів виявлення барію:
1. Полум’яна атомно-абсорбційна спектрометрія (FAAS): це широко використовуваний метод кількісного аналізу, який підходить для зразків із вищими концентраціями. Зразок розчину розбризкують у полум’я, і атоми барію поглинають світло певної довжини хвилі. Інтенсивність поглиненого світла вимірюється і пропорційна концентрації барію.
2. Полум’яна атомно-емісійна спектрометрія (FAES): цей метод виявляє барій шляхом розпилення розчину зразка в полум’я, спонукаючи атоми барію випромінювати світло певної довжини хвилі. Порівняно з FAAS, FAES зазвичай використовується для виявлення нижчих концентрацій барію.
3. Атомна флуоресцентна спектрометрія (AAS): Цей метод подібний до FAAS, але використовує флуоресцентний спектрометр для виявлення присутності барію. Його можна використовувати для вимірювання слідових кількостей барію.

4. Іонна хроматографія: цей метод підходить для аналізу барію у пробах води. Іони барію розділяють і виявляють іонним хроматографом. Його можна використовувати для вимірювання концентрації барію у пробах води.

5. Рентгенівська флуоресцентна спектрометрія (XRF): це неруйнівний аналітичний метод, придатний для виявлення барію в твердих зразках. Після збудження зразка рентгенівським випромінюванням атоми барію випромінюють специфічну флуоресценцію, і вміст барію визначається шляхом вимірювання інтенсивності флуоресценції.

6. Мас-спектрометрія. Мас-спектрометрію можна використовувати для визначення ізотопного складу барію та визначення вмісту барію. Цей метод зазвичай використовується для високочутливого аналізу і може виявити дуже низькі концентрації барію.

Вище наведено деякі поширені методи виявлення барію. Вибір конкретного методу залежить від природи зразка, діапазону концентрації барію та мети аналізу. Якщо вам потрібна додаткова інформація або у вас є інші запитання, будь ласка, дайте мені знати. Ці методи широко використовуються в лабораторних і промислових застосуваннях для точного та надійного вимірювання та виявлення присутності та концентрації барію. Вибір конкретного методу залежить від типу зразка, який потрібно виміряти, діапазону вмісту барію та конкретної мети аналізу.

9. Атомно-абсорбційний метод вимірювання кальцію

У вимірюванні елементів атомно-абсорбційний метод має високу точність і чутливість і забезпечує ефективний засіб для вивчення хімічних властивостей, складу та вмісту сполук. Далі ми використовуємо атомно-абсорбційний метод для вимірювання вмісту елементів. Конкретні кроки такі: Підготуйте зразок для тестування. Підготуйте зразок елемента для вимірювання до розчину, який, як правило, потрібно розчинити змішаною кислотою для подальшого вимірювання. Виберіть відповідний атомно-абсорбційний спектрометр. Відповідно до властивостей досліджуваного зразка та діапазону вимірюваного вмісту елементів виберіть відповідний атомно-абсорбційний спектрометр.
Відрегулюйте параметри атомно-абсорбційного спектрометра. Відповідно до елемента, що перевіряється, і моделі приладу налаштуйте параметри атомно-абсорбційного спектрометра, включаючи джерело світла, розпилювач, детектор тощо.
Виміряйте абсорбцію елемента. Помістіть зразок для тестування в розпилювач і випустіть світлове випромінювання певної довжини хвилі через джерело світла. Випробуваний елемент буде поглинати ці світлові випромінювання та виробляти переходи рівня енергії. Виміряйте абсорбцію елемента срібла через детектор. Обчислити вміст елемента. Вміст елемента розраховується на основі абсорбції та стандартної кривої. Нижче наведено конкретні параметри, які використовуються приладом для вимірювання елементів.

Стандарт: високочистий BaCO3 або BaCl2·2H2O.
Метод: точно зважте 0,1778 г BaCl2·2H2O, розчиніть у невеликій кількості води та точно доведіть до 100 мл. Концентрація барію в цьому розчині становить 1000 мкг/мл. Зберігати в поліетиленовій пляшці в захищеному від світла місці.
Тип полум'я: повітряно-ацетиленове, багате полум'я.
Аналітичні параметри: Довжина хвилі (нм) 553,6
Спектральна смуга пропускання (нм) 0,2
Коефіцієнт фільтрації 0,3
Рекомендований струм лампи (мА) 5
Від'ємна висока напруга (v) 393,00
Висота головки пальника (мм) 10
Час інтеграції (S) 3
Тиск і витрата повітря (МПа, мл/хв) 0,24
Тиск і витрата ацетилену (МПа, мл/хв) 0,05, 2200
Лінійний діапазон (мкг/мл) 3～400
Коефіцієнт лінійної кореляції 0,9967
Характеристична концентрація (мкг/мл) 7,333
Межа виявлення (мкг/мл) 1.0RSD(%) 0.27
Метод розрахунку Суцільний метод
Кислотність розчину 0,5% HNO3

Форма тесту:

Калібрувальна крива:

Тип полум'я: закис азоту-ацетилен, багате полум'я
Параметри аналізу: Довжина хвилі: 553,6
Спектральна смуга пропускання (нм) 0,2
Коефіцієнт фільтрації 0,6
Рекомендований струм лампи (мА) 6,0
Від’ємна висока напруга (v) 374,5
Висота головки згоряння (мм) 13
Час інтеграції (S) 3
Тиск і потік повітря (MP, мл/хв) 0,25, 5100
Тиск і витрата закису азоту (MP, мл/хв) 0,1, 5300
Тиск і потік ацетилену (MP, мл/хв) 0,1, 4600
Коефіцієнт лінійної кореляції 0,9998
Характерна концентрація (мкг/мл) 0,379
Метод розрахунку Суцільний метод
Кислотність розчину 0,5% HNO3

Форма тесту:

Калібрувальна крива:

Перешкоди: барію серйозно заважають фосфати, кремній і алюміній у полум'ї повітря-ацетилен, але ці перешкоди можна подолати в полум'ї закису азоту-ацетилену. 80% Ba іонізується в полум’ї закису азоту та ацетилену, тому 2000 мкг/мл K+ слід додати до стандарту та розчину зразка, щоб придушити іонізацію та покращити чутливість. Барій, цей, здавалося б, звичайний, але незвичайний хімічний елемент, завжди відігравав свою роль. роль у нашому житті мовчки. Від точних інструментів у науково-дослідницьких лабораторіях до сировини для промислового виробництва та діагностичних реагентів у галузі медицини, барій забезпечив важливу підтримку для багатьох галузей завдяки своїм унікальним властивостям.
Однак, як кожна монета має дві сторони, деякі сполуки барію також токсичні. Тому, використовуючи барій, ми повинні бути пильними, щоб забезпечити безпечне використання та уникнути непотрібної шкоди навколишньому середовищу та людському організму.
Озираючись назад на дослідницьку подорож барію, ми не можемо не зітхнути над його таємничістю та чарівністю. Це не тільки об’єкт дослідження вчених, але й потужний помічник інженерів, яскрава пляма в галузі медицини. Дивлячись у майбутнє, ми очікуємо, що барій продовжить приносити людству більше сюрпризів і проривів і сприятиме безперервному розвитку науки, техніки та суспільства. Хоча в кінці цієї статті ми, можливо, не зможемо повністю продемонструвати привабливість Барій чудовими словами, але я вважаю, що завдяки всебічному ознайомленню з його властивостями, застосуванням і безпекою читачі мають глибше розуміння барію. Давайте з нетерпінням чекати чудових характеристик барію в майбутньому та сприяти прогресу та розвитку людства.

Щоб отримати додаткову інформацію або отримати запит із металевим барієм високої чистоти 99,9%, зв’яжіться з нами нижче:

Що таке додаток &тел: 008613524231522

Email:sales@shxlchem.com