DEFINISI
Barium- unsur ke lima puluh enam dari Tabel Periodik. Sebutannya - Ba dari bahasa Latin "barium". Bertempat di periode keenam, grup IIA. Mengacu pada logam. Muatan inti adalah 56.
Barium terdapat di alam terutama dalam bentuk sulfat dan karbonat, membentuk mineral barit BaSO 4 dan layu BaCO 3 . Kandungan barium di kerak bumi adalah 0,05% (massa), jauh lebih kecil dibandingkan kandungan kalsium.
Dalam bentuk zat sederhana, barium adalah logam berwarna putih keperakan (Gbr. 1), yang di udara ditutupi dengan lapisan kekuningan hasil interaksi dengan komponen udara. Barium memiliki kekerasan yang serupa dengan timbal. Kepadatan 3,76 g/cm3. Titik lebur 727 o C, titik didih 1640 o C. Memiliki kisi kristal yang berpusat pada badan.
Beras. 1. Barium. Penampilan.
Massa atom dan molekul barium
DEFINISI
Berat molekul relatif suatu zat(M r) adalah angka yang menunjukkan berapa kali massa suatu molekul lebih besar dari 1/12 massa atom karbon, dan massa atom relatif suatu unsur(A r) - berapa kali massa rata-rata atom suatu unsur kimia lebih besar dari 1/12 massa atom karbon.
Karena barium dalam keadaan bebas ada dalam bentuk molekul Ba monatomik, nilai massa atom dan molekulnya sama. Jumlahnya sama dengan 137.327.
Isotop barium
Diketahui bahwa di alam barium dapat ditemukan dalam bentuk tujuh isotop stabil 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba dan 138 Ba, dimana 137 Ba merupakan yang paling umum (71,66%) . Nomor massanya masing-masing adalah 130, 132, 134, 135, 136, 137 dan 138. Inti atom dari isotop barium 130 Ba mengandung lima puluh enam proton dan tujuh puluh empat neutron, dan isotop lainnya hanya berbeda dalam jumlah neutron.
Ada isotop barium tidak stabil buatan dengan nomor massa 114 hingga 153, serta sepuluh keadaan inti isomer, di antaranya isotop 133 Ba yang berumur paling lama dengan waktu paruh 10,51 tahun.
ion barium
Pada tingkat energi terluar atom barium terdapat dua elektron, yaitu valensi:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 6s 2 .
Sebagai hasil interaksi kimia, barium melepaskan elektron valensinya, mis. adalah donornya, dan berubah menjadi ion bermuatan positif:
Ba 0 -2e → Ba 2+ .
Molekul dan atom barium
Dalam keadaan bebas, barium ada dalam bentuk molekul Ba monoatomik. Berikut beberapa sifat yang menjadi ciri atom dan molekul barium:
Contoh pemecahan masalah
CONTOH 1
Kelas berat ringan. Jadi bisa Anda bayangkan barium. Namanya diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai “berat.” Dibandingkan dengan unsur alkali tanah lainnya, zat ini sangat berat. Dalam “pertempuran” dengan logam dari kelompok lain, biasanya ia kalah.
Nama barium dikaitkan dengan sejarah penemuannya. Pada abad ke-17, gagasan mengekstraksi bahan limbah menjadi relevan. Pembuat sepatu Bolognese, Casciarolo, menemukan batu yang sangat berat. Emas, seperti yang Anda tahu, bukanlah logam ringan. Jadi pria itu mencurigai kehadirannya di batu-batuan itu.
Permata itu tidak dapat diidentifikasi. Namun setelah dikalsinasi, warnanya mulai berubah menjadi merah. Fenomena tersebut menarik perhatian ahli kimia Karl Scheele. Dia menetapkan keberadaan elemen baru di batu - "tanah yang berat". Ketika Humphry Davy dari Inggris mengalokasikan “tanah” ini pada tahun 1808, ternyata hal itu mudah. Namun mereka tidak mengubah namanya.
Sifat kimia dan fisik barium
Nuklir massa barium sama dengan 137 gram per mol. Logamnya tidak hanya ringan, tapi juga lembut. Kekerasan tidak melebihi 3 poin. Bahannya mudah dibentuk dan sedikit kental. Massa jenis unsur ini sekitar 3,7 gram per sentimeter kubik. Jika terdapat kontaminan, barium menjadi rapuh.
Warna elemennya abu-abu keperakan. Namun warna hijau dianggap sebagai ciri khas barium. Ini memanifestasikan dirinya dalam reaksi karakteristik zat ke-56. Ini melibatkan unsur-unsur, misalnya, barium sulfat.
Jika Anda membenamkan batang kaca ke dalamnya dan membawanya ke kompor, nyala api hijau akan menyala. Dengan cara ini Anda dapat menentukan keberadaan pengotor logam berat yang dapat diabaikan sekalipun.
Barium adalah suatu zat dengan kisi kubik. Hal ini dapat dilihat tidak hanya dalam kondisi laboratorium. Logam ini ditemukan dalam bentuk murni dan di alam. Ada 2 modifikasi elemen yang diketahui. Salah satunya stabil hingga 365 derajat Celcius, yang lain – dari 375 hingga 710. Barium mendidih pada suhu 1696 derajat Celcius.
Beberapa isotop radioaktif logam telah disintesis. rumus barium dengan massa atom 140 - hasil peluruhan thorium, plutonium dan uranium. Isotop diekstraksi dengan kromatografi, yaitu diserap berdasarkan warna zat.
Barium 133 terbentuk selama iradiasi cesium. Ia terkena inti salah satu isotop hidrogen - deuteron. Bentuk radioaktif dari logam alkali tanah yang dilepaskan dalam kasus ini meluruh dalam waktu lebih dari 3 hari. Siklus 140 barium lebih lama, hanya waktu paruhnya 13,5 hari.
Seperti semua logam alkali tanah, barium aktif secara kimia. Di grupnya tercantum di tengah, di depan, misalnya, dan. Yang terakhir disimpan di udara. Ini tidak akan berhasil dengan barium. Unsur ke-56 ditempatkan di bawah minyak parafin atau petroleum eter.
Interaksi barium dengan oksigen menyebabkan hilangnya kilau. Setelah itu, bahan berubah menjadi kuning, coklat dan akhirnya menjadi abu-abu. Seperti inilah tampilannya barium oksida- akibat kehancurannya di udara. Jika atmosfer dipanaskan, logam ke-56 di dalamnya akan meledak.
Interaksi suatu unsur dengan air merupakan reaksi kebalikannya dengan oksigen. Di sini cairannya sudah membusuk. Proses ini hanya mungkin terjadi jika bersentuhan dengan logam murni. Setelah reaksi, ia masuk ke dalam barium hidroksida.
Jika awalnya Anda tidak memasukkan unsur asli ke dalam air, tetapi garamnya, tidak akan terjadi apa-apa. Barium klorida, dan tidak hanya, tidak larut dalam H 2 O, mereka hanya berinteraksi secara aktif dengan asam.
Barium Mudah bereaksi dengan hidrogen. Satu-satunya syarat adalah pemanasan. Sebuah hidrida logam terbentuk. Saat dipanaskan, reaksi juga terjadi dengan amonia. Hasilnya adalah nitrida. Ini bisa berubah menjadi sianida jika Anda terus menaikkan suhunya.
larutan barium warna biru - hasil interaksi dengan amonia yang sama, tetapi dalam bentuk cair. Amonia dipisahkan dari campuran. Warnanya emas dan mudah terurai.
Cukup tambahkan katalis dan Anda akan mendapatkannya barium di tengah. Benar, ini hanya digunakan sebagai reagen. Apa kegunaan senyawa lain dari logam dan logam itu sendiri?
Aplikasi barium
Karena logam murni memerlukan teknik penyimpanan khusus, logam ini jarang digunakan. Pakar teknologi vakum siap menutup mata terhadap ketidaknyamanan elemen tersebut. Sangat bagus barium menyerap gas sisa, yaitu berfungsi sebagai pengambil.
Logam juga digunakan sebagai pembersih dalam produksi beberapa dan. Di sini unsur tidak hanya menyerap gas, tetapi juga kotoran, dan juga mendeoksidasi campuran.
Sebagai komponen paduan, unsur 56 digunakan dalam kombinasi dengan timbal. Campuran tersebut digunakan untuk produksi bantalan. Paduan barium, juga menggantikan senyawa pencetakan yang sebelumnya terbuat dari timbal dan antimon. Logam alkali tanah memperkuat paduan dengan lebih baik.
Paduan c merupakan bahan baku pembuatan elektroda busi. Mereka dibutuhkan di mesin pembakaran internal dan tabung radio. Ini mengakhiri penggunaan barium murni. Sambungan logam ikut berperan.
Sebuah batu berat yang pernah ditemukan di Bolon adalah pewarna yang terkenal. Berdasarkan komposisi kimianya, batuan tersebut termasuk barium sulfat dan termasuk dalam kelasnya. Bahan bakunya dihancurkan dan ditambahkan ke litoponium. Cat putih ini terkenal dengan daya tutupinya.
Foto menunjukkan lampu yang produksinya menggunakan barium
Batuan barium juga hadir dalam varietas yang mahal, misalnya untuk mencetak uang. Barium sulfat membuat uang kertas lebih berat, menjadikannya lebih padat dan putih.
Menariknya, batu Bolognese awalnya digunakan secara ilegal dalam industri pewarnaan. Timbal putih diencerkan dengan komponen yang murah. Kualitas produk menurun, namun pengusaha semakin kaya. Dalam pewarna modern tiang barium– aditif yang meningkatkan daripada memperburuk parameternya.
Curah hujan barium, termasuk bentuk asam sulfat, juga digunakan dalam pengobatan. Spar memblokir sinar-X. Barium sulfat ditambahkan ke bubur dan diberikan kepada pasien yang diduga menderita penyakit saluran cerna. Setelah itu, hasil rontgen lebih mudah diinterpretasikan.
Persamaan barium menunjukkan kemampuan menyerap tidak hanya sinar-X, tetapi juga sinar gamma. Jadi, senyawa unsur 56 melindungi banyak reaktor nuklir.
Barium karbonat diperlukan untuk membuat kaca meleleh. Barium nitrat- gabungan. Larutan barium hidroksida Secara efektif membersihkan lemak hewani dan minyak nabati. Digunakan sebagai racun larutan barium klorida.
Dalam foto tersebut, kembang api adalah industri lain yang menggunakan unsur barium
Rhodizonat juga diperoleh dari logam ke-56 sodium Barium Mereka bahkan digunakan untuk suntikan ke patung Sphinx. Patung pasir tersebut hancur. Logam berat membantu memperkuat struktur.
Penambangan barium
Logam barium diperoleh melalui beberapa cara. Mereka dipersatukan oleh atmosfer. Reaksi dilakukan dalam ruang hampa karena interaksi hebat unsur ke-56 dengan oksigen.
Metode reduksi metalotermik diterapkan pada barium oksida dan klorida. Unsur tersebut diisolasi dari senyawa terakhir menggunakan kalsium karbida. Bubuk aluminium bekerja dengan oksida. Membutuhkan pemanasan hingga 1200 derajat Celcius.
Dari hidrida dan nitrida unsur ke-56 juga dimungkinkan untuk mengisolasi murni barium. Kalium diperoleh dengan cara yang sama, yaitu bukan dengan reduksi, tetapi dengan dekomposisi termal.
Prosesnya berlangsung dalam kapsul tertutup dan atau porselen. Elektrolisis juga digunakan. Sangat cocok untuk bekerja dengan lelehan barium klorida. Katodanya adalah merkuri.
harga barium
Untuk logam harga barium bisa dinegosiasikan di pasar. Produknya spesifik dan jarang diminta. Unsur tersebut biasanya dijual oleh laboratorium kimia dan perusahaan metalurgi. Biaya sambungan logam bukanlah rahasia lagi.
Barium klorida, misalnya, harganya 50-70 rubel per kilogram. Pasir barit Anda juga bisa membelinya seharga 10 rubel per 1000 gram. Satu kilogram hidroksida diperkirakan sekitar 80-90 rubel. Untuk barium sulfat mereka meminta setidaknya 50 rubel, biasanya sekitar seratus. Untuk pengiriman grosir, label harga sering kali diturunkan sedikit.
Pada tahun 1808, Davy Humphrey memperoleh barium dalam bentuk amalgam dengan cara elektrolisis senyawanya.
Kuitansi:
Di alam membentuk mineral barit BaSO 4 dan layu BaCO 3 . Disiapkan dengan aluminotermi atau dekomposisi azida:
3BaO+2Al=Al 2 O 3 +3Ba
Ba(N 3) 2 =Ba+3N 2
Properti fisik:
Logam berwarna putih keperakan dengan titik leleh dan titik didih lebih tinggi serta massa jenis lebih besar dibandingkan logam alkali. Sangat lembut. Meleleh = 727°C.
Sifat kimia:
Barium adalah agen pereduksi terkuat. Di udara, ia dengan cepat ditutupi dengan lapisan oksida, peroksida dan barium nitrida, dan terbakar ketika dipanaskan atau dihancurkan. Bereaksi kuat dengan halogen dan, jika dipanaskan, dengan hidrogen dan belerang.
Barium bereaksi keras dengan air dan asam. Mereka disimpan, seperti logam alkali, dalam minyak tanah.
Dalam senyawa ia menunjukkan bilangan oksidasi +2.
Koneksi yang paling penting:
Barium oksida. Padatan yang bereaksi kuat dengan air membentuk hidroksida. Menyerap karbon dioksida, berubah menjadi karbonat. Ketika dipanaskan hingga 500°C, ia bereaksi dengan oksigen membentuk peroksida
Barium peroksida BaO 2, zat putih, sukar larut, zat pengoksidasi. Digunakan dalam kembang api, untuk menghasilkan hidrogen peroksida, pemutih.
Barium hidroksida Ba(OH) 2, Ba(OH) 2 oktahidrat *8H 2 O, tidak berwarna. kristal, alkali. Digunakan untuk mendeteksi ion sulfat dan karbonat, untuk pemurnian lemak nabati dan hewani.
garam barium kristal tidak berwarna zat. Garam yang larut sangat beracun.
Khlorida barium diperoleh dengan mereaksikan barium sulfat dengan batubara dan kalsium klorida pada suhu 800°C - 1100°C. Reagen untuk ion sulfat. digunakan dalam industri kulit.
Nitrat barium, barium nitrat, komponen hijau dari komposisi kembang api. Ketika dipanaskan, ia terurai menjadi barium oksida.
sulfat barium praktis tidak larut dalam air dan asam, oleh karena itu toksisitasnya rendah. digunakan untuk memutihkan kertas, untuk fluoroskopi, pengisi beton barit (perlindungan terhadap radiasi radioaktif).
Aplikasi:
Logam barium digunakan sebagai komponen sejumlah paduan dan zat deoksidasi dalam produksi tembaga dan timbal. Garam barium larut beracun, MPC 0.5 mg/m 3 . Lihat juga:
S.I. Venetsky Tentang langka dan tersebar. Cerita tentang logam.
Isi artikel
BARIUM– unsur kimia golongan 2 tabel periodik, nomor atom 56, massa atom relatif 137,33. Terletak pada periode keenam antara sesium dan lantanum. Barium alam terdiri dari tujuh isotop stabil dengan nomor massa 130(0,101%), 132(0,097%), 134(2,42%), 135(6,59%), 136(7,81%), 137(11,32%) dan 138 ( 71,66%). Barium di sebagian besar senyawa kimia menunjukkan bilangan oksidasi maksimum +2, tetapi dapat juga memiliki bilangan oksidasi nol. Di alam, barium hanya terdapat dalam keadaan divalen.
Sejarah penemuan.
Pada tahun 1602, Casciarolo (pembuat sepatu dan alkemis Bolognese) mengambil sebuah batu di sekitar pegunungan yang sangat berat sehingga Casciarolo menduga itu adalah emas. Mencoba mengisolasi emas dari batu, sang alkemis mengkalsinasinya dengan batu bara. Meskipun emas tidak dapat diisolasi, percobaan tersebut memberikan hasil yang menggembirakan: produk kalsinasi yang didinginkan bersinar kemerahan dalam gelap. Berita tentang penemuan yang tidak biasa tersebut menciptakan sensasi nyata di komunitas alkimia dan mineral yang tidak biasa, yang menerima sejumlah nama - batu matahari (Lapis solaris), batu Bolognese (Lapis Boloniensis), fosfor Bolognese (Phosphorum Boloniensis) menjadi peserta dalam berbagai eksperimen. Namun waktu berlalu, dan emas bahkan tidak berpikir untuk menonjol, sehingga minat terhadap mineral baru tersebut berangsur-angsur menghilang, dan untuk waktu yang lama dianggap sebagai bentuk modifikasi dari gipsum atau kapur. Hanya satu setengah abad kemudian, pada tahun 1774, ahli kimia Swedia terkenal Karl Scheele dan Johan Hahn dengan cermat mempelajari “batu Bologna” dan menemukan bahwa di dalamnya terdapat semacam “tanah yang berat”. Kemudian, pada tahun 1779, Guiton de Morveau menamai “tanah” ini barote (barote) dari kata Yunani “barue” - berat, dan kemudian berganti nama menjadi barite (baryte). Dengan nama ini, barium bumi muncul dalam buku teks kimia pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19. Misalnya, dalam buku teks karya A.L. Lavoisier (1789), barit dimasukkan dalam daftar benda sederhana tanah pembentuk garam, dan nama lain untuk barit diberikan - "tanah berat" (terre pesante, bahasa Latin terra Ponderosa). Logam yang masih belum diketahui kandungan mineralnya mulai disebut barium (Latin - Barium). Dalam sastra Rusia abad ke-19. Nama barit dan barium juga digunakan. Mineral barium berikutnya yang diketahui adalah barium karbonat alami, ditemukan pada tahun 1782 oleh Withering dan kemudian dinamai witherite untuk menghormatinya. Logam barium pertama kali dibuat oleh orang Inggris Humphry Davy pada tahun 1808 dengan elektrolisis barium hidroksida basah dengan katoda merkuri dan selanjutnya penguapan merkuri dari barium amalgam. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1808 yang sama, lebih awal dari Davy, barium amalgam diperoleh oleh ahli kimia Swedia Jens Berzelius. Terlepas dari namanya, barium ternyata merupakan logam yang relatif ringan dengan kepadatan 3,78 g/cm 3, sehingga pada tahun 1816 ahli kimia Inggris Clark mengusulkan penolakan nama “barium” dengan alasan jika barium tanah (barium oksida) memang benar. lebih berat dari tanah lainnya (oksida), maka logam sebaliknya lebih ringan dari logam lainnya. Clark ingin menamai unsur plutonium ini untuk menghormati dewa Romawi kuno, penguasa kerajaan bawah tanah Pluto, tetapi usulan ini tidak mendapat dukungan dari ilmuwan lain dan logam ringan terus disebut “berat”.
Barium di alam.
Kerak bumi mengandung 0,065% barium, terdapat dalam bentuk sulfat, karbonat, silikat dan aluminosilikat. Mineral barium utama adalah barit (barium sulfat), juga disebut spar berat atau Persia, dan layu (barium karbonat). Sumber daya mineral barit dunia diperkirakan pada tahun 1999 sebesar 2 miliar ton, sebagian besar terkonsentrasi di Cina (sekitar 1 miliar ton) dan Kazakhstan (0,5 miliar ton). Ada cadangan barit yang besar di Amerika Serikat, India, Turki, Maroko, dan Meksiko. Sumber daya barit Rusia diperkirakan mencapai 10 juta ton; produksinya dilakukan di tiga ladang utama yang berlokasi di wilayah Khakassia, Kemerovo dan Chelyabinsk. Total produksi barit tahunan dunia sekitar 7 juta ton, Rusia memproduksi 5 ribu ton dan mengimpor 25 ribu ton barit per tahun.
Kuitansi.
Bahan baku utama untuk produksi barium dan senyawanya adalah barit dan, lebih jarang, layu. Dengan mereduksi mineral-mineral ini dengan batu bara, kokas atau gas alam, masing-masing diperoleh barium sulfida dan barium oksida:
BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO
BaSO 4 + 2CH 4 = BaS + 2C + 4H 2 O
BaCO 3 + C = BaO + 2CO
Logam barium diperoleh dengan mereduksinya dengan aluminium oksida.
3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3
Proses ini pertama kali dilakukan oleh ahli kimia fisik Rusia N.N. Beginilah cara dia menggambarkan eksperimennya: “Saya mengambil barium oksida anhidrat dan, menambahkan sejumlah barium klorida, seperti fluks, ke dalamnya, saya memasukkan campuran ini bersama dengan potongan tanah liat (aluminium) ke dalam wadah karbon dan memanaskannya selama beberapa jam. Setelah wadahnya didinginkan, saya menemukan di dalamnya paduan logam dengan jenis dan sifat fisik yang sama sekali berbeda dari tanah liat. Paduan ini memiliki struktur kristal kasar, sangat rapuh, retakan baru memiliki sedikit kilau kekuningan; analisis menunjukkan bahwa selama 100 jam terdiri dari 33,3 barium dan 66,7 lempung atau, sebaliknya, untuk satu bagian barium mengandung dua bagian lempung…” Saat ini, proses reduksi dengan aluminium dilakukan dalam ruang hampa pada suhu 1100 hingga 1250 °C, sedangkan barium yang dihasilkan menguap dan mengembun di bagian reaktor yang lebih dingin.
Selain itu, barium dapat diperoleh dengan elektrolisis campuran cair barium dan kalsium klorida.
Substansi sederhana.
Barium adalah logam lunak berwarna putih keperakan yang pecah jika dipukul dengan tajam. Titik lebur 727° C, titik didih 1637° C, massa jenis 3,780 g/cm 3 . Pada tekanan normal ia ada dalam dua modifikasi alotropik: a -Ba dengan kisi berpusat badan kubik stabil hingga 375° C; b -Ba stabil di atas 375° C. Pada tekanan tinggi, modifikasi heksagonal terbentuk. Barium logam memiliki aktivitas kimia yang tinggi, teroksidasi secara intensif di udara, membentuk lapisan film yang mengandung BaO, BaO 2 dan Ba 3 N 2, dan terbakar dengan sedikit pemanasan atau benturan.
2Ba + O 2 = 2BaO; Ba + O 2 = BaO 2; 3Ba + N 2 = Ba 3 N 2,
Oleh karena itu, barium disimpan di bawah lapisan minyak tanah atau parafin. Barium bereaksi hebat dengan air dan larutan asam, membentuk barium hidroksida atau garam yang sesuai:
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
Ba + 2HCl = BaCl 2 + H 2
Dengan halogen, barium membentuk halida, dengan hidrogen dan nitrogen, ketika dipanaskan, masing-masing membentuk hidrida dan nitrida.
Ba + Cl 2 = BaCl 2; Ba + H 2 = BaH 2
Barium logam larut dalam amonia cair untuk membentuk larutan biru tua, dari mana amonia Ba(NH 3) 6 dapat diisolasi - kristal dengan kilau emas yang mudah terurai dengan pelepasan amonia. Dalam senyawa ini, barium memiliki bilangan oksidasi nol.
Aplikasi dalam industri dan sains.
Penggunaan logam barium sangat terbatas karena reaktivitas kimianya yang tinggi; senyawa barium digunakan lebih luas. Paduan barium dengan aluminium - paduan Alba yang mengandung 56% Ba - merupakan dasar getter (penyerap gas sisa dalam teknologi vakum). Untuk mendapatkan pengambil itu sendiri, barium diuapkan dari paduan dengan memanaskannya dalam labu yang dievakuasi pada perangkat, sebagai akibatnya "cermin barium" terbentuk pada bagian labu yang dingin. Dalam jumlah kecil, barium digunakan dalam metalurgi untuk memurnikan lelehan tembaga dan timbal dari pengotor belerang, oksigen, dan nitrogen. Barium ditambahkan ke paduan pencetakan dan antifriction; paduan barium dan nikel digunakan untuk membuat suku cadang tabung radio dan elektroda busi pada mesin karburator. Selain itu, ada penggunaan barium yang tidak standar. Salah satunya adalah penciptaan komet buatan: uap barium yang dilepaskan dari pesawat ruang angkasa mudah terionisasi oleh sinar matahari dan berubah menjadi awan plasma terang. Komet buatan pertama diciptakan pada tahun 1959 selama penerbangan stasiun antarplanet otomatis Soviet Luna-1. Pada awal tahun 1970-an, fisikawan Jerman dan Amerika, yang melakukan penelitian di medan elektromagnetik bumi, melepaskan 15 kilogram bubuk barium kecil ke Kolombia. Awan plasma yang dihasilkan membentang di sepanjang garis medan magnet, sehingga memungkinkan untuk memperjelas posisinya. Pada tahun 1979, pancaran partikel barium digunakan untuk mempelajari aurora.
Senyawa barium.
Senyawa barium divalen memiliki kepentingan praktis yang paling besar.
Barium oksida(BaO): produk antara dalam produksi barium - bubuk putih tahan api (titik leleh sekitar 2020 ° C), bereaksi dengan air, membentuk barium hidroksida, menyerap karbon dioksida dari udara, berubah menjadi karbonat:
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2; BaO + CO 2 = BaCO 3
Ketika dikalsinasi di udara pada suhu 500–600° C, barium oksida bereaksi dengan oksigen, membentuk peroksida, yang, setelah dipanaskan lebih lanjut hingga 700° C, kembali berubah menjadi oksida, menghilangkan oksigen:
2BaO + O 2 = 2BaO 2 ; 2BaO2 = 2BaO + O2
Beginilah cara oksigen diperoleh hingga akhir abad ke-19, hingga metode pelepasan oksigen dengan menyuling udara cair dikembangkan.
Di laboratorium, barium oksida dapat dibuat dengan mengkalsinasi barium nitrat:
2Ba(NO3)2 = 2BaO + 4NO2 + O2
Sekarang barium oksida digunakan sebagai bahan penghilang air, untuk memperoleh barium peroksida dan untuk membuat magnet keramik dari barium ferrat (untuk ini, campuran bubuk barium dan besi oksida disinter di bawah tekanan dalam medan magnet yang kuat), tetapi penggunaan utama barium oksida adalah pembuatan katoda termionik. Pada tahun 1903, ilmuwan muda Jerman Wehnelt menguji hukum emisi elektron oleh benda padat, yang ditemukan tak lama sebelumnya oleh fisikawan Inggris Richardson. Percobaan pertama dengan kawat platina sepenuhnya menegaskan hukum tersebut, tetapi percobaan kontrol gagal: aliran elektron jauh melebihi apa yang diharapkan. Karena sifat logam tidak dapat berubah, Wehnelt berasumsi bahwa ada semacam pengotor pada permukaan platina. Setelah menguji kemungkinan kontaminan permukaan, ia menjadi yakin bahwa elektron tambahan dipancarkan oleh barium oksida, yang merupakan bagian dari pelumas pompa vakum yang digunakan dalam percobaan tersebut. Namun, dunia ilmiah tidak serta merta mengakui penemuan ini, karena pengamatannya tidak dapat direproduksi. Hampir seperempat abad kemudian, Kohler dari Inggris menunjukkan bahwa untuk menghasilkan emisi termionik yang tinggi, barium oksida harus dipanaskan pada tekanan oksigen yang sangat rendah. Fenomena ini baru dapat dijelaskan pada tahun 1935. Ilmuwan Jerman Pohl mengemukakan bahwa elektron dipancarkan oleh sedikit pengotor barium dalam oksida: pada tekanan rendah, sebagian oksigen menguap dari oksida, dan sisa barium mudah terionisasi untuk membentuk elektron bebas, yang meninggalkan kristal ketika dipanaskan:
2BaO = 2Ba + O 2 ; Ba = Ba 2+ + 2е
Kebenaran hipotesis ini akhirnya ditetapkan pada akhir tahun 1950-an oleh ahli kimia Soviet A. Bundel dan P. Kovtun, yang mengukur konsentrasi pengotor barium dalam oksida dan membandingkannya dengan fluks emisi elektron termionik. Sekarang barium oksida adalah bagian aktif dari sebagian besar katoda termionik. Misalnya, berkas elektron yang membentuk gambar di layar TV atau monitor komputer dipancarkan oleh barium oksida.
Barium hidroksida, oktahidrat(Ba(OH)2· 8H2O). Bubuk putih, sangat larut dalam air panas (lebih dari 50% pada 80°C), lebih buruk dalam air dingin (3,7% pada 20°C). Titik leleh oktahidrat adalah 78° C; jika dipanaskan hingga 130° C, ia berubah menjadi Ba(OH) 2 anhidrat. Barium hidroksida diproduksi dengan melarutkan oksida dalam air panas atau dengan memanaskan barium sulfida dalam aliran uap super panas. Barium hidroksida mudah bereaksi dengan karbon dioksida, sehingga larutan encernya, yang disebut “air barit”, digunakan dalam kimia analitik sebagai reagen untuk CO2. Selain itu, “air barit” berfungsi sebagai reagen untuk ion sulfat dan karbonat. Barium hidroksida digunakan untuk menghilangkan ion sulfat dari minyak tumbuhan dan hewan serta larutan industri, untuk memperoleh rubidium dan cesium hidroksida, sebagai komponen pelumas.
Barium karbonat(BaCO3). Di alam, mineralnya adalah layu. Bubuk putih, tidak larut dalam air, larut dalam asam kuat (kecuali asam sulfat). Ketika dipanaskan hingga 1000° C, ia terurai, melepaskan CO 2:
BaCO 3 = BaO + CO 2
Barium karbonat ditambahkan ke kaca untuk meningkatkan indeks biasnya dan ditambahkan ke enamel dan glasir.
Barium sulfat(BaSO4). Di alam - barit (spar berat atau Persia) - mineral utama barium - berbentuk bubuk putih (titik leleh sekitar 1680 ° C), praktis tidak larut dalam air (2,2 mg / l pada 18 ° C), larut perlahan dalam sulfur pekat asam.
Produksi cat telah lama dikaitkan dengan barium sulfat. Benar, pada awalnya penggunaannya bersifat kriminal: barit yang dihancurkan dicampur dengan timbal putih, yang secara signifikan mengurangi biaya produk akhir dan, pada saat yang sama, menurunkan kualitas cat. Namun, pewarna putih yang dimodifikasi tersebut dijual dengan harga yang sama dengan pewarna putih biasa, sehingga menghasilkan keuntungan yang signifikan bagi pemilik pabrik pewarna. Pada tahun 1859, Departemen Manufaktur dan Perdagangan Dalam Negeri menerima informasi tentang intrik penipuan dari produsen Yaroslavl yang menambahkan tiang berat ke timah putih, yang “menipu konsumen tentang kualitas sebenarnya dari produk, dan permintaan juga diterima untuk melarang hal tersebut. produsen dari penggunaan spar dalam produksi timbal putih.” Namun keluhan tersebut tidak membuahkan hasil. Cukuplah untuk mengatakan bahwa pada tahun 1882 sebuah pabrik spar didirikan di Yaroslavl, yang pada tahun 1885 memproduksi 50 ribu pon spar berat yang dihancurkan. Pada awal tahun 1890-an, D.I. Mendeleev menulis: “...Barit dicampur ke dalam campuran warna putih di banyak pabrik, karena warna putih yang dibawa dari luar negeri mengandung campuran ini untuk menurunkan harga.”
Barium sulfat merupakan bagian dari lithopone, cat putih tidak beracun dengan daya sembunyi tinggi, banyak diminati di pasaran. Untuk membuat lithopone, larutan barium sulfida dan seng sulfat dicampur, di mana reaksi pertukaran terjadi dan campuran barium sulfat kristal halus dan seng sulfida - lithopone - mengendap, dan air murni tetap berada dalam larutan.
BaS + ZnSO 4 = BaSO 4 + ZnSЇ
Dalam produksi kertas dengan kualitas mahal, barium sulfat berperan sebagai bahan pengisi dan pembobot, membuat kertas lebih putih dan padat; juga digunakan sebagai bahan pengisi untuk karet dan keramik.
Lebih dari 95% barit yang ditambang di dunia digunakan untuk menyiapkan larutan kerja untuk pengeboran sumur dalam.
Barium sulfat sangat menyerap sinar-x dan sinar gamma. Properti ini banyak digunakan dalam pengobatan untuk mendiagnosis penyakit gastrointestinal. Untuk melakukan ini, pasien diperbolehkan menelan suspensi barium sulfat dalam air atau campurannya dengan bubur semolina - “bubur barium” dan kemudian disinari dengan sinar-X. Bagian saluran pencernaan yang dilalui “bubur barium” tampak sebagai bintik hitam pada gambar. Dengan cara ini dokter bisa mendapatkan gambaran tentang bentuk lambung dan usus serta menentukan lokasi penyakitnya. Barium sulfat juga digunakan untuk membuat beton barit, digunakan dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir untuk melindungi dari penetrasi radiasi.
Barium sulfida(Dasar). Produk antara dalam produksi barium dan senyawanya. Produk komersialnya berupa bubuk gembur berwarna abu-abu, sulit larut dalam air. Barium sulfida digunakan untuk memproduksi lithopone, di industri kulit untuk menghilangkan bulu dari kulit, dan untuk menghasilkan hidrogen sulfida murni. BaS adalah komponen dari banyak fosfor - zat yang bersinar setelah menyerap energi cahaya. Inilah yang diperoleh Casciarolo dengan mengkalsinasi barit dengan batu bara. Barium sulfida sendiri tidak bersinar: memerlukan penambahan zat pengaktif - garam bismut, timbal, dan logam lainnya.
Barium titanat(BaTiO3). Salah satu senyawa barium yang paling penting secara industri adalah zat kristal putih tahan api (titik leleh 1616 ° C), tidak larut dalam air. Barium titanat diperoleh dengan menggabungkan titanium dioksida dengan barium karbonat pada suhu sekitar 1300° C:
BaCO 3 + TiO 2 = BaTiO 3 + CO 2
Barium titanat adalah salah satu feroelektrik terbaik (), bahan listrik yang sangat berharga. Pada tahun 1944, fisikawan Soviet B.M. Vul menemukan kemampuan feroelektrik yang luar biasa (konstanta dielektrik yang sangat tinggi) barium titanat, yang mempertahankannya dalam kisaran suhu yang luas - hampir dari nol mutlak hingga +125 ° C. Keadaan ini, serta kekuatan mekanik yang besar dan Ketahanan barium titanat terhadap kelembapan telah menjadikannya salah satu feroelektrik terpenting, yang digunakan, misalnya, dalam pembuatan kapasitor listrik. Barium titanat, seperti semua feroelektrik, juga memiliki sifat piezoelektrik: ia mengubah karakteristik listriknya di bawah tekanan. Ketika terkena medan listrik bolak-balik, osilasi terjadi pada kristalnya, dan oleh karena itu digunakan dalam elemen piezo, sirkuit radio, dan sistem otomatis. Barium titanat digunakan dalam upaya mendeteksi gelombang gravitasi.
Senyawa barium lainnya.
Barium nitrat dan klorat (Ba(ClO 3) 2) merupakan bagian integral dari kembang api; penambahan senyawa ini memberikan warna hijau cerah pada nyala api. Barium peroksida adalah komponen campuran pengapian untuk aluminotermi. Barium (Ba) tetracyanoplatinate(II) bersinar jika terkena sinar-X dan sinar gamma. Pada tahun 1895, fisikawan Jerman Wilhelm Roentgen, mengamati pancaran zat ini, mengemukakan adanya radiasi baru, yang kemudian disebut sinar-X. Sekarang barium tetracyanoplatinate(II) digunakan untuk menutupi layar instrumen bercahaya. Barium tiosulfat (BaS 2 O 3) memberikan warna mutiara pada pernis tidak berwarna, dan dengan mencampurkannya dengan lem, Anda dapat mendapatkan tiruan mutiara yang lengkap.
Toksikologi senyawa barium.
Semua garam barium yang larut beracun. Barium sulfat yang digunakan dalam fluoroskopi praktis tidak beracun. Dosis mematikan barium klorida adalah 0,8–0,9 g, barium karbonat adalah 2–4 g. Ketika senyawa barium beracun tertelan, sensasi terbakar di mulut, nyeri di perut, air liur, mual, muntah, pusing, kelemahan otot, dan terjadi sesak napas, detak jantung lambat dan tekanan darah turun. Pengobatan utama keracunan barium adalah bilas lambung dan penggunaan obat pencahar.
Sumber utama barium yang masuk ke dalam tubuh manusia adalah makanan (terutama makanan laut) dan air minum. Menurut rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia, kandungan barium dalam air minum tidak boleh melebihi 0,7 mg/l; di Rusia, standar yang jauh lebih ketat berlaku - 0,1 mg/l.
Yuri Krutyakov
Barium- unsur dari subkelompok utama golongan kedua, periode keenam sistem periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, dengan nomor atom 56. Dilambangkan dengan simbol Ba (lat. Barium). Zat sederhananya adalah logam alkali tanah yang lembut dan mudah dibentuk, berwarna putih keperakan. Memiliki aktivitas kimia yang tinggi. Sejarah penemuan barium
1 unsur tabel periodik Barium ditemukan sebagai oksida BaO pada tahun 1774 oleh Karl Scheele. Pada tahun 1808, ahli kimia Inggris Humphry Davy memperoleh barium amalgam dengan elektrolisis barium hidroksida basah dengan katoda merkuri; Setelah merkuri menguap saat dipanaskan, ia melepaskan logam barium.
Pada tahun 1774, ahli kimia Swedia Carl Wilhelm Scheele dan temannya Johan Gottlieb Hahn menyelidiki salah satu mineral terberat - spar berat BaSO4. Mereka berhasil mengisolasi “tanah berat” yang sebelumnya tidak diketahui, yang kemudian disebut barit (dari bahasa Yunani βαρυς - berat). Dan 34 tahun kemudian, Humphry Davy, setelah melakukan elektrolisis pada tanah barit basah, memperoleh elemen baru darinya - barium. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1808 yang sama, lebih awal dari Davy, Jene Jacob Berzelius dan rekan-rekannya memperoleh amalgam kalsium, strontium, dan barium. Ini adalah bagaimana unsur barium muncul.
Alkemis kuno mengkalsinasi BaSO4 dengan kayu atau arang dan memperoleh “permata Bolognese” berpendar. Namun secara kimia permata ini bukanlah BaO, melainkan barium sulfida BaS.
Namanya diambil dari bahasa Yunani barys, yang berarti “berat,” karena oksidanya (BaO) dicirikan memiliki kepadatan yang luar biasa tinggi untuk zat-zat tersebut.
Kerak bumi mengandung 0,05% barium. Jumlahnya cukup banyak - jauh lebih banyak daripada, katakanlah, timbal, timah, tembaga, atau merkuri. Ia tidak ditemukan di bumi dalam bentuk murninya: barium aktif, termasuk dalam subkelompok logam alkali tanah dan, secara alami, terikat cukup erat dalam mineral.
Mineral barium utama adalah spar berat BaSO4 (lebih sering disebut barit) dan BaCO3 layu yang telah disebutkan, dinamai menurut nama orang Inggris William Withering (1741...1799), yang menemukan mineral ini pada tahun 1782. Garam barium ditemukan dalam konsentrasi kecil di banyak air mineral dan air laut. Rendahnya kandungan dalam hal ini merupakan nilai plus, bukan minus, karena semua garam barium, kecuali sulfat, bersifat beracun.
|
|||
| Sifat-sifat atom | |||
|---|---|---|---|
| Nama, simbol, nomor |
Barium / Barium (Ba), 56 |
||
| Massa atom (masa molar) |
137.327(7)(g/mol) |
||
| Konfigurasi elektronik | |||
| Jari-jari atom | |||
| Sifat kimia | |||
| Jari-jari kovalen | |||
| Jari-jari ion | |||
| Keelektronegatifan |
0,89 (skala Pauling) |
||
| Potensi elektroda | |||
| Keadaan oksidasi | |||
| Energi ionisasi (elektron pertama) |
502,5 (5,21) kJ/mol (eV) |
||
| Sifat termodinamika suatu zat sederhana | |||
| Kepadatan (pada kondisi normal) | |||
| Suhu leleh | |||
| Suhu mendidih | |||
| Ud. panas fusi |
7,66 kJ/mol |
||
| Ud. panas penguapan |
142,0 kJ/mol |
||
| Kapasitas panas molar |
28,1 J/(K mol) |
||
| Volume molar |
39,0 cm³/mol |
||
| Kisi kristal dari zat sederhana | |||
| Struktur kisi |
kubik |
||
| Parameter kisi | |||
| Karakteristik lain | |||
| Konduktivitas termal |
(300 K) (18,4) W/(m K) |
||
