Барій - властивості хімічних елементів

Фізичні властивості Барію. Кристалічна решітка Барію кубічна об'емноцентрірованная з періодом а = 5,019Å; щільність 3,76 г / см 3. tnл 710 ° С, t кип 1637-1640 ° С. Барій - м'який метал (твердіше свинцю, але м'якше цинку), його твердість за мінералогічною шкалою 2.

Хімічні властивості Барію. Барій відноситься до лужноземельних металів і по хімічні властивостями подібний з кальцієм і стронцієм, перевершуючи їх по активності. Барій реагує з більшістю інших елементів, утворюючи з'єднання, в яких він, як правило, 2-валентний (на зовнішній електронній оболонці атома Барію 2 електрона, її конфігурація 6s 2). На повітрі Барій швидко окислюється, утворюючи на поверхні плівку з оксиду (а також пероксиду і нітриду Ba3 N2). При нагріванні легко загорається і горить жовто-зеленим полум'ям. Енергійно розкладає воду, утворюючи гідроксид барію: Ва + 2Н2 О = Ва (ОН) 2 + Н2. Через хімічні активності Барій зберігають під шаром гасу. Оксид ВаО - безбарвні кристали; на повітрі легко переходить в карбонат ВаСО3. з водою енергійно взаємодіє, утворюючи Ва (ОН) 2. Нагріванням ВаО на повітрі при 500 ° С отримують пероксид ВАО2. розкладається при 700 ° С на ВаО і О2. Нагріванням пероксиду з киснем під високим тиском отримано вищий пероксид ВАО4 - речовина жовтого кольору, що розкладається при 50-60 ° С. З галогенами і сіркою Барій з'єднується, утворюючи галогеніди (наприклад, ВаCl2) і сульфід BaS, з воднем - гідрид ВаН2. бурхливо розкладається водою і кислотами. З які звичайно застосовуються солей Барію добре розчинні хлорид барію ВаCl2 і інші галогеніди, нітрат Ba (NO3) 2. сульфід BaS, хлорат Ва (ClО3) 2. важко розчиняються - сульфат барію BaSO4. карбонат барію ВаСО3 і хромат ВаСrО4.

Отримання Барію. Основною сировиною для отримання Барію і його з'єднань слугує барит, який відновлюють вугіллям в полум'яних печах: BaSO4 + 4C = BaS + 4CO. Утворений розчинний BaS переробляється на інших солі Барію. Основний промисловий метод отримання металевого Барію - термічне відновлення його оксиду порошком алюмінію: 4ВаО + 2Al = 3Ва + ВаО · Аl2 О3.

Суміш нагрівають при 1100-1200 ° С у вакуумі (100 мн / м 2. 10 -3 мм рт. Ст.). Барій випаровується, осідаючи на холодних частинах апаратури. Процес ведуть в електровакуумних апаратах періодичної дії, що дозволяють послідовно проводити відновлення, дистиляцію, конденсацію і виливок металу, отримуючи за один технологічний цикл злиток Барію. Подвійний перегонкою в вакуумі при 900 ° С метал очищають до вмісту в ньому домішок менше 1 х 10 -4%.

Застосування Барію. Практичне застосування металевого Барію невелика. Воно обмежене також і тим, що маніпуляції з чистим Барій скрутні. Зазвичай Барій або поміщають в захисну оболонку з іншого металу, або сплавляють з будь-яким металом, що додає барію стійкість. Іноді металевий Барій отримують безпосередньо в приладах, поміщаючи в них таблетки з суміші оксидів Барію і алюмінію і проводячи потім термічне відновлення в вакуумі. Барій, а також його сплави з магнієм і алюмінієм застосовують в техніці високого вакууму в якості поглинача залишкових газів (геттера). У невеликих кількостях Барій застосовують в металургії міді та свинцю для їх розкислення, очищення від сірки і газів. В деякі антифрикційні матеріали додають незначну кількість Барію. Так, добавка Барію до свинцю помітно збільшує твердість сплаву, застосовуваного для друкарських шрифтів. Сплави Барій з нікелем застосовують при виготовленні електродів запальних свічок двигунів і в радіолампах.

Широко застосовуються сполуки Барію. Пероксид ВАО2 служить для одержання пероксиду водню, для відбілювання шовку і рослинних волокон, як дезінфікуючий засіб і як один з компонентів запальних сумішей в алюминотермии. Сульфідом BaS видаляють волосяний покрив з шкур. Перхлорат Ва (ClО4) 2 - один з кращих осушувачів. Нітрат Ba (NO3) 2 використовують в піротехніці. Пофарбовані солі Барію - хромат BaCrO4 (жовтий) і манганат ВаМnO4 (зелений) - хороші пігменти при виготовленні фарб. Платіноціанатом Барію Ba [Pt (CN) 4] покривають екрани при роботі з рентгенівським і радіоактивним випромінюванням (в кристалах цієї солі під дією випромінювань збуджується яскрава жовто-зелена флуоресценція). Титанат Барію ВаТiO3 - один з найбільш важливих сегнетоелектриків. Оскільки Барій добре поглинає рентгенівські промені і гамма-випромінювання, його вводять до складу захисних матеріалів в рентгенівських установках і ядерних реакторах. З'єднання Барію є інертними носіями при витяганні радію з уранових руд. Нерозчинний сульфат Барія нетоксичний і застосовується як контрастна маса при рентгенологічному дослідженні шлунково-кишкового тракту. Карбонат Барію використовується для знищення гризунів.