предыдущаяк таблицеследующая


БАРИЙ (лат. Baryum) Ва - химический элемент II группы периодической системы Менделеева; атомный номер 56, атомная масса 137,34; относится к подгруппе щелочноземельных металлов. В природе встречаются 7 стабильных изотопов Б., среди которых преобладает 138Ва (71,66% в смеси изотопов).

Содержание Б. в земной коре 6,5.10-2 % по массе (это почти в 30 раз меньше, чем магния, но в 10 раз больше, чем цинка). В свободном виде из-за своей исключительной химической активности Б. в природе не встречается. Минералы его немногочисленны; практически важны барит BaSO4 и более редкий - витерит ВаСO3.

В 1602 г. один болонский сапожник заметил, что после прокаливания с органическими веществами мине­рал, названный впоследствии тяжёлым шпатом или баритом, фосфоресцирует («болонские светящиеся камни»). Лишь в 1774 г. шведский химик К. Шееле открыл, что в состав этого минерала входит окисел нового элемента (новая «земля»). А в 1808 г. английский химик Г. Дэви получил металлический Б. (в виде амальгамы) электролизом его расплавленных солей. Новый элемент был назван барием - по-гречески «барис» означает тяжёлый; а между тем Б. - не так уж тяжёл. Он почти в полтора раза легче барита - соли, которой он обязан своим названием.

Б.- серебристо-белый сравнительно мягкий металл (мягче цинка, но твёрже свинца); его плотность  3,76  г/см3,   tпл = 710 °С, tкип = 1640 °С.

Внешняя оболочка атома Б. содержит два электрона (конфигурации 6s3). Б. образует ионные соединения, в которых его степень окисления равна +2 (валентность II). Валентные электроны Б. расположены далеко от ядра и отщепляются довольно легко, чем и объясняется большая химическая активность Б. В этом отношении он более близок к щелочным металлам, чем к своим аналогам по подгруппе. На воздухе Б. быстро окисляется с образованием окиси и перекиси. При нагревании или резком ударе легко воспламеняется и сгорает, давая яркое жёлто-зелёное пламя. Весьма бурно разлагает воду:

Ва + 2Н20 = Ва(ОН)2 + Н2

Непосредственно соединяется с галогенами, образуя  галогениды:

Ва + С12 = ВаС12

Активно взаимодействует со многими другими элементами. Хранят Б. в керосине, как и щелочные металлы.

Окись ВаО - белые кристаллы; на воздухе ВаО поглощает углекислый газ, превращаясь в карбонат ВаСO3. Если ВаО нагреть на воздухе до 500 °С, то образуется перекись ВаO2. Окись Б. при действии воды образует гидроокись  (едкий барит):

ВаО + Н2O = Ва(ОН)2

Последняя хорошо растворима в воде, в отличие от гидроокисей магния и кальция. Её насыщенный водный раствор - баритовая во­да - на воздухе поглощает углекислый газ и мутнеет от выпадения карбоната:

Ва (ОН), + СO2 = ВаСОз + Н2O

Из обычно применяемых солей Б. хорошо рас­творимы хлорид ВаС12 и другие галогениды, нитрат Ba(NO3)2, сульфид BaS, хлорат Ва(С1O3)2; трудно растворимы сульфат BaSO4, карбонат ВаСO3 и хромат ВаСгO4. Образованием осадка BaSO4 пользуются в аналитической химии для качественного и количественного определения иона SO42-, а также иона Ва2+:

Ва (NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaNO3

Есть и другой простой способ обнаружить Б. в его соединениях: если внести на кончике шпателя немного вещества, содержащего Б., в пламя горелки, оно окрасится в желтовато-зелёный цвет. Все растворимые соли Б. сильно ядовиты.

Основным сырьём для получения Б. и его соединений служит барит, который восстанавливают углём в пламенных печах:

BaSO4 + 4С = BaS + 4СО

Образующийся растворимый BaS перерабатывают на другие соли Б. Металлический Б. получают восстановлением ВаО алюминием при 1200 °С в вакууме:

4ВаО + 2А1 = 3Ва + Ва(АlO2)2

Возгонкой в вакууме металл легко очистить до содержания примесей менее 10-4 %. Вполне вероятно, что сверхчистый Б. обнаружит ка­кие-то новые свойства, ценные для техники (как это случилось, например, с титаном и многими другими металлами).

А пока что применение самого металла невелико.

Обращение с чистым Б. затруднительно из-за его высокой химической активности. С другой же стороны, именно химическая активность делает Б. ценным для металлургии. В незначительных количествах его добавляют при выплавке меди и свинца для очистки этих металлов от серы и газов. Б. и его сплавы с магнием и алю­минием применяют для поглощения газов в технике высокого вакуума (как геттеры) - в частности для поглощения азота (3Ba + N2 = Ba3N2). Сплавы Б. со свинцом применяются в типографском деле, а из сплавов Б. с никелем изготовляют электроды запальных свечей двигателей внутреннего сгорания. Небольшие количества Б. добавляют в подшипниковые сплавы на основе РЬ.

Гораздо чаще, чем с самим Б., встречаются на практике с его соединениями. Сульфат BaSO4 стоек к действию тепла и химически активных газов, содержащихся в атмосфере индустриальных городов. Поэтому его применяют как ком­понент белых красок. Окрашенные же соли Б.- хромат ВаСгO4 (жёлтый) и манганат ВаМпO4 (зелёный) входят в состав цветных красок. Нитрат Ва (NO3)2 придаёт зелёный свет сигнальным ракетам и бенгальским огням. Карбонат ВаСO3 используют в производстве стекла, эмалей и глазурей. Платиноцианидом Ва [Pt (CN)4] (комплексное соединение) покрывают экраны при работе с рентгеновским и радиоактивным излучением (в кристаллах этой соли под действием излучений возбуждается яркая жёлто-зелёная флуоресценция). Многие слышали про «бариевую кашу», которой угощают пациента перед просвечиванием желудка; это - сульфат BaSO4 (хорошо поглощающий рентгеновские лучи), смешанный с водой.

Но не все применения Б. так обыденны. Есть, например, в химической технологии очень специальная, тонкая область - извлечение радия из урановых руд. В этих процессах BaSO4 и BaCl2 служат так называемыми носителями; выпадая из раствора, они захватывают и соединения радия. И таким образом концентрируют и выделяют этот очень дорогой и редкий элемент. А возможно это потому, что Ra и Ва - элементы-аналоги, близкие по химическим свойствам и ионным радиусам.

Ю. И. Романьков.

предыдущаяк таблицеследующая

Hosted by uCoz