Барий

Содержание,
Или что Вы хотите узнать о Господине Барии:
1.История открытия, или как Господин Барий решил познакомиться с учеными-химиками.
2.Строение атома и положение периодической системе,
или Господин Барий без купюр.
3.Физические свойства и получение, или Господин Барий тоже металл.
4.Химические свойства Господина Бария
5.Оксиды и гидроксиды Господина Бария
6.Применение Господина Бария

История открытия, или как Господин Барий решил познакомиться с учеными-химиками
История этого элемента уходит истоками в далекое средневековье.
В 1602 году алхимик Касциароло подобрал в окрестных горах
камень.

История открытия, или как Господин Барий
решил познакомиться с учеными-химиками
Это привело золотоискательскую братию в состояние
поисковой горячки: найденный минерал, получивший
ряд названий – "солнечный камень", "болонский камень",
"болонский самоцвет", стал главным участником
всевозможных реакций и экспериментов.

История открытия, или как Господин Барий
решил познакомиться с учеными-химиками
Лишь спустя полтора столетия, в 1774 году, известные шведские
химики Карл Шееле и Юхан Ган подвергли «болонский камень»
тщательному исследованию и установили, что в нем содержится
особая "тяжелая земля", которую сначала назвали "барот",
а затем - "барит" (от греческого слова "барос"-тяжелый).
Карл Шееле

История открытия, или как Господин Барий
решил познакомиться с учеными-химиками
Сам же металл, образующий эту "землю", был наречен барием.

Строение атома и положение периодической
системе, или Господин Барий без купюр
Химический элемент 2-й группы периодической системы;
Атомный номер 56;
Относительная атомная масса 137,33;
Расположен в шестом периоде между цезием и лантаном.

Строение атома и положение периодической
системе, или Господин Барий без купюр
Природный барий состоит из семи стабильных изотопов с
массовыми числами 130(0,101%), 132(0,097%), 134(2,42%),
135(6,59%), 136(7,81%), 137(11,32%) и 138 (71,66%).

Строение атома и положение периодической
системе, или Господин Барий без купюр
Барий в большинстве химических соединений проявляет
максимальную степень окисления +2, но может иметь и
нулевую. В природе барий встречается только в
двухвалентном состоянии.

Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл
Барий - серебристо-белый ковкий металл.
При резком ударе раскалывается.

Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл
При обычном давлении существует в двух аллотропных
модификациях.

Стандартный электродный потенциал Ва2+/Ва — 2,906 В.
При незначительном нагревании на воздухе воспламеняется.
Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл

Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл
Твердость по минералогической шкале 1,25, по шкале Мооса 2,
по Бринеллю 42 МПа; коэффициент сжимаемости 10,4*1011 Па-1;
12,8-0,98 МПа (293-873 К).

Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл
Барий интенсивно окисляется на воздухе, образуя пленку,
содержащую оксид бария ВаО и нитрид Ba3N2 (т. пл. ~ 1000°С).

Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл
При незначительном нагревании на воздухе воспламеняется.

Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл
Основным сырьем для получения Бария
и его соединений служит барит, который восстанавливают
углем в пламенных печах: BaSO4 + 4C = BaS + 4CO.

Образующийся растворимый BaS перерабатывается на
других соли Бария. Основной промышленный метод
получения металлического Бария – термическое
восстановление его оксида порошком
алюминия: 4ВаО + 2Al = 3Ва + ВаО·Аl2О3.
Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл

Смесь нагревают при 1100-1200°С в
вакууме (100 мн/м2, 10-3 мм рт. ст.). Барий улетучивается, осаждаясь на холодных частях
аппаратуры.
Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл

Процесс ведут в электровакуумных
аппаратах периодического действия, позволяющих
последовательно проводить восстановление,
дистилляцию, конденсацию и отливку металла,
получая за один технологический цикл слиток Бария.
Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл

Двойной перегонкой в вакууме при 900°С металл
очищают до содержания в нем примесей менее 1·10-4%.
Физические свойства и получение,
или Господин Барий тоже металл

Схема получения Господина Бария

Химические свойства Господина Бария
Химические свойства: Образует устойчивый оксид:
2Ba + O2 =2 BaO ;
Активно взаимодействует с водой:
Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2 .
Реагирует с кислотами:
Ba +2 HCl = BaCl2 + H2

Оксиды и гидроксиды Господина Бария
Гидроксид бария (едкий барит) Ba(OH)2 – основной гидроксид
бария. Хорошо растворим в воде, при растворении получается
баритовая вода. Образует кристаллогидрат Ba(OH)2•8H2O

Оксиды и гидроксиды Господина Бария
Оксид бария (BaO): промежуточный продукт в
производстве бария – тугоплавкий
(температура плавления около 2020° C) белый порошок,
реагирует с водой, образуя гидроксид бария, поглощает
углекислый газ из воздуха, переходя в карбонат:
BaO + H2O = Ba(OH)2; BaO + CO2 = BaCO3

Оксиды и гидроксиды Господина Бария
Прокаливаемый на воздухе при температуре 500–600° C,
оксид бария реагирует с кислородом, образуя пероксид,
который при дальнейшем нагревании до 700° C вновь
переходит в оксид, отщепляя кислород:
2BaO + O2 = 2BaO2; 2BaO2 = 2BaO + O2

Применение Господина Бария
Металлический барий используется в качестве
газопоглотителя (геттера) в высоковакуумных электронных приборах,а так же добавляется совместно с цирконием в
жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия,
рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности к
трубопроводам,и в металлургии.

Применение Господина Бария
Фторид бария применяется в виде монокристаллов в
оптике (линзы, призмы).

Применение Господина Бария
Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель.
Нитрат бария используется в пиротехнике для окрашивания
пламени(зеленый огонь).

Применение Господина Бария
Хромат бария применяется при получении водорода и кислорода
термохимическим способом(цикл Ок-Ридж,США).

Применение Господина Бария
Оксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных
металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики
работающей при температуре жидкого азота и выше.

Оксид бария применяется для варки специального сорта
стекла — применяемого для покрытия урановых стержней.
Применение Господина Бария

Один из широкораспространенных типов таких стекол имеет
следующий состав —(оксид фосфора-61%, ВаО-32%, оксид
алюминия-1,5%, оксид натрия-5,5%). В стекловарении для
атомной промышленности применяется так же и фосфат бария.
Применение Господина Бария

Фторид бария используется в твердотельных фторионных
аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного
электролита.
Применение Господина Бария

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах
в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).
Применение Господина Бария

Сульфат бария применяется в качестве расширителя
активной массы отрицательного электрода при производстве
свинцово-кислотных аккумуляторов.
Применение Господина Бария