Реферат
Барій
2005
Зміст
Історична довідка ............................................................. 3
Поширеність вприроді ................................................... 3
Отриманняметалевого барію ............................................... 4
Електроліз хлоридубарію ........................................................ 5
Хімічні та фізичнівластивості ............................................ 5
Сполуки (загальнівластивості) ................................................... 6
Неорганічніз'єднання ..................................................... 6
Історичнадовідка
Важкий шпат, BaSO4,був першим відомим з'єднанням пан. Його відкрив на початку XVII ст. італійськийалхімік Касціароло. Він же встановив, що цей мінерал після сильного нагріванняз вугіллям світиться в темряві червоним світлом і дав йому назву В«ляпіс СоларісВ»(Сонячний камінь).
Окис барію ВаО відкривв 1774 Шеєле. Він назвав її В«важкої землеюВ». У 1797, прожарюючи нітратбарію, Вокелен отримав: окис барію. Карбонат барію був відкритий в 1783 вШотландії, і названий В«вітеритуВ».
Металевий барійвперше отримав Деві в 1808 Назва, В«барійВ» походить від слова В«барісВ»(Важкий).
Поширеністьв природі
У природі барій зустрічаєтьсяу вигляді сполук (сульфатів, карбонатів, силікатів, алюмосилікатів і т.д.) врізних мінералах. Зміст барію в земній корі 0,05 вагу. % - Більше, ніжвміст стронцію. Нижче перераховані найважливіші мінерали барію:
Барит (персидський шпат),BaSO4, містить 65,7 Ва0, зустрічається у вигляді гранул або безбарвних прозорихтрубчастих кристалів (іноді забарвлених домішками в жовтий, коричневий,червоний, сірий, блакитний, зелений або чорний колір) з щільністю 4,3-4,7 г/см 3 ітвердістю 3-3,5 за шкалою Mooca. Поклади бариту є в Росії, США, Франції,Румунії та інших країнах. У природі зустрічаються різновиди бариту, якімістять сульфат стронцію (барітоцелестін), сульфат свинцю і радію.
Барит застосовують вхімічній промисловості для одержання солей барію, що використовуються впіротехніку, виробництві фарб і лаків, паперової промисловості, дляприготування фотопаперу, цементування пухких порід під час буріння нафтовихсвердловин, захисного облицювання стін рентгенівських камер.
Вітера, ВаСОз, містить77,7% Ва0. Зустрічається в невеликих кількостях в Росії, Англії, Японії, США.Це біла маса з сіруватим або жовтим відтінком; твердість 3-3,5 за шкалоюMooca, щільність 4,25-4,35 г/см ". Деякі різновиди вітеритумістять карбонат кальцію або карбонат стронцію (ВаСО3 * СаСО3, ВаСО3 * SrСО3).
Гіалофан (барієвийпольовий шпат) K2Ba [AI2Si4O12], зустрічається у вигляді прозорих безбарвних (абозабарвлених домішками в жовтий, блакитний, червоний кольори) Моноклінна кристалів зщільністю 2,6-2,82 г1смР.
Відомі також іншімінерали барію: барієвої брюстеріг SrBa [Al2Si6O16 (OH) 2] * 3 H20, барієвоїапатит [Ba10 (PO4) 6] Cl2, барієва селітра Ba (NO 3) 2
З'єднання баріюзнайдені в багатьох силікатних і вапнякових породах, підземних і морських,водах, на сонці.
Отриманняметалевого барію
Металевий барійотримують металотермічним відновленням окису або хлориду барію,термічним розкладанням гідриду і нітриду барію або Ba (NH .3) e, електролізомрозплавленого хлориду барію (сумішей BaCl2 і NaCI, BaCI2 і BaF2) абонасиченого розчину BaCI2 * ​​H2O на ртутному катоді. Щоб уникнутиконтактів з повітрям всі ці процеси ведуть у вакуумі або захисній атмосфері. Впроцесі промислової переробки бариту або вітериту отримують хлорид або окисбарію, з яких металотермічним відновленням виробляють технічнийбарій (див. схему).
У промисловостіметалевий барій отримують термічним відновленням окису барію порошкомметалевого алюмінію (надлишок) при температурі 1200-1250 В°. Процес йде ввакуумі (0,1 мм рт. ст.).
ЗВаО + 2А1 = зва + Аl2О3- 25 ккал
Відновленняпроводиться в кварцових або герметичних фарфорових капсулах. Після видаленняповітря струмом водню в них створюється вакуум, потім окис барію та порошокалюмінію протягом 2-3 годину нагрівають при температурі 1250 В°. По закінченнівідновлення нагрівання припиняють. Після охолодження перед розбираннямустановки в неї подають сухе повітря.
силікотермічеськимвідновлення окису барію проводиться у вакуумі в сталевій трубці (температура1200 В°):
ЗВаО + Si = 2Ва +ВаSiO3 - 37 ккал
В процесімагнійтерміческім відновлення окису барію у вакуумі виходитьметалевий барій. У цьому випадку утворюється проміжний окисел Ba2O:
2ВаО + Mg = Ba2O + Mg0 Вa2О= ВаО + Ва
При цінкотерміческомвідновлення окису барію у вакуумі утворюється сплав цинку і барію.Металотермічним відновлення хлориду барію натрієм, калієм абометалевим цинком у вакуумі приводить до утворення сплавів барію з натрієм,барію з калієм і барію з цинком. Якщо відновлення хлориду барію йде принагріванні з карбідом кальцію CaC2, утворюється сплав барію і кальцію.
Термічнерозкладання гідриду і Ва (NH3) 6
Термічна вакуумнадисоціація гідриду барію (900-1000 В°), нітриду Ва3N2 (160-180 В°) і Ва (NH3) 6(Кімнатна температура) супроводжується утворенням металевого барію.
Електролізхлориду барію
При електролізірозплавленого хлориду барію (або розплавленої суміші BaCl2 - NaCI, BaCl2 -BaF2) з розплавленим свинцевим або олов'яним катодом утворюються сплави баріюзі свинцем або оловом. Під час електролізу насиченого розчину хлориду баріюна ртутному катоді утворюється амальгама барію.
електролітичним методомвнаслідок трудомісткості практично не використовується в промисловості.
ОЧИЩЕННЯ
Сирий металевийбарій очищають перегонкою у вакуумі (1-1,5 мм рт. ст., температура 800 В°) вапаратурі, подібної застосовуваної для очищення магнію.
Хімічніі фізичні властивості
Барій - білийсріблястий метал з об'ємно-центрованої кубічної гратами (модифікація?-Ва стійка нижче 375 В°, модифікація?-Ва - від 375 до 710 В°). Щільність барію3,74 г1см 3, твердість 3 за шкалою Мооса (твердіше свинцю). Ковкий метал.
При забруднення ртуттюстає крихким. Т. пл. 710 В°, т. кип. 1696 В°. Солі барію забарвлюють полум'ягазового пальника в жовто-зелений колір.
Найважливішийрадіоактивний ізотоп барію - (? - і?-активний 140 Ва - утворюється при розпадіурану, торію і плутонію; період напіврозпаду 13,4 дня. 140 Ва витягуютьхроматографически із суміші продуктів розпаду. Розпад ізотопу 140 Васупроводжується виділенням радіоактивного 140 La.
При опроміненні цезіюдейтронами утворюється ядерний ізотоп 133 Ва з періодом напіврозпаду 1,77 днів.Зі свинцем, нікелем, сурмою, оловом і залізом барій утворює сплави.
Барій хімічноактивніше кальцію та стронцію. Металевий барій зберігають в герметичних судинахпід петролейним ефіром або парафіновим маслом. На повітрі металевий барійвтрачає блиск, покривається коричнево-жовтою, а потім сірою плівкою окису інітриду:
Ва + 1/20 2 = Ва0 +133,1 ккал.
зва + N2 = Ba3N2+ 89,9 ккал
Під дією галогенівметалевий барій утворює безводні нітрати ВаХ2 (X == F?, С1?, Вг?, I? ). Металевий барій розкладає воду:
Ва + 2Н2О = Ва (ОН) 2 +112 + 92,5 ккал
Розчиненняметалевого барію в рідкому аміаку (-40 ") супроводжується утвореннямаміакатах Ba (NH3) 6 - При звичайній температурі барій реагує з двоокисомвуглецю:
5ВА + 2 C02 = ВаС2 +4Bа0
Металевий барій -сильний відновник. З його допомогою при відновленні хлориду америцію (1100 В°) і фториду кюрія (1300 В°) були отримані елементи америцій (N 95) і кюрій (N96). При високій температурі барій відновлює закис вуглецю, авиділяється вільний вуглець реагує з барієм з утворенням карбіду ВаС2.
Наведена нижче схемаілюструє хімічну активність барію.
Розчиннісолі барію надзвичайно отр...
