У чароўным свеце хіміі,барыйзаўсёды прыцягвала ўвагу навукоўцаў сваім непаўторным шармам і шырокім ужываннем. Хоць гэты серабрыста-белы металічны элемент не такі асляпляльны, як золата або срэбра, ён гуляе незаменную ролю ў многіх галінах. Ад дакладных прыбораў у навукова-даследчых лабараторыях да ключавой сыравіны ў прамысловай вытворчасці і дыягнастычных рэагентаў у галіне медыцыны, барый напісаў легенду хіміі сваімі унікальнымі ўласцівасцямі і функцыямі.
Ужо ў 1602 годзе Касіё Лаўро, шавец з італьянскага горада Пора, падчас эксперыменту абсмажыў барыт, які змяшчае сульфат барыю, з гаручым рэчывам і са здзіўленнем выявіў, што ён можа свяціцца ў цемры. Гэта адкрыццё выклікала вялікую цікавасць сярод навукоўцаў таго часу, і камень быў названы каменем Пора і стаў цэнтрам даследаванняў еўрапейскіх хімікаў.
Аднак менавіта шведскі хімік Шэеле сапраўды пацвердзіў, што барый з'яўляецца новым элементам. Ён адкрыў аксід барыю ў 1774 годзе і назваў яго «Барыта» (цяжкая зямля). Ён глыбока вывучыў гэта рэчыва і лічыў, што яно складаецца з новай зямлі (аксіду) у спалучэнні з сернай кіслатой. Праз два гады ён паспяхова нагрэў нітрат гэтай новай глебы і атрымаў чысты аксід.
Аднак, хоць Шэеле адкрыў аксід барыю, толькі ў 1808 годзе брытанскі хімік Дэйві паспяхова вырабіў металічны барый шляхам электралізу электраліта, вырабленага з барыту. Гэта адкрыццё азнаменавала афіцыйнае пацвярджэнне барыю як металічнага элемента, а таксама адкрыла шлях прымянення барыю ў розных галінах.
З тых часоў людзі пастаянна паглыблялі сваё разуменне барыю. Навукоўцы даследавалі таямніцы прыроды і садзейнічалі прагрэсу навукі і тэхнікі, вывучаючы ўласцівасці і паводзіны барыю. Прымяненне барыю ў навуковых даследаваннях, прамысловасці і медыцыне таксама становіцца ўсё больш шырокім, уносячы ў жыццё чалавека зручнасць і камфорт. Зачараванне барыю заключаецца не толькі ў яго практычнасці, але і ў навуковай таямніцы, якая стаіць за ім. Навукоўцы пастаянна даследуюць таямніцы прыроды і садзейнічаюць прагрэсу навукі і тэхнікі, вывучаючы ўласцівасці і паводзіны барыю. У той жа час, барый таксама спакойна адыгрывае пэўную ролю ў нашым паўсядзённым жыцці, уносячы ў наша жыццё зручнасць і камфорт.
Давайце адправімся ў чароўнае падарожжа па вывучэнні барыю, прыадкрыем яго таямнічую заслону і ацэнім яго непаўторны шарм. У наступным артыкуле мы падрабязна прадставім уласцівасці і прымяненне барыю, а таксама яго важную ролю ў навуковых даследаваннях, прамысловасці і медыцыне. Я лічу, што, прачытаўшы гэты артыкул, вы атрымаеце больш глыбокае разуменне і веды пра барый.
1. Галіны прымянення барыю
Барый - распаўсюджаны хімічны элемент. Гэта серабрыста-белы метал, які існуе ў прыродзе ў выглядзе розных мінералаў. Ніжэй прыведзены некаторыя штодзённыя спосабы выкарыстання барыю
Гарэнне і люмінесцэнцыя: барый - гэта вельмі рэактыўны метал, які стварае яркае полымя пры кантакце з аміякам або кіслародам. Гэта робіць барый шырока выкарыстоўваным у такіх галінах, як вытворчасць феерверкаў, факелаў і вытворчасць люмінафора.
Медыцынская прамысловасць: злучэнні барыю таксама шырока выкарыстоўваюцца ў медыцынскай прамысловасці. Харчаванне з барыем (напрыклад, таблеткі барыю) выкарыстоўваецца пры рэнтгенаўскім даследаванні страўнікава-кішачнага гасцінца, каб дапамагчы лекарам назіраць за функцыянаваннем стрававальнай сістэмы. Злучэнні барыю таксама выкарыстоўваюцца ў некаторых радыеактыўных метадах лячэння, такіх як радыеактыўны ёд для лячэння захворванняў шчытападобнай залозы.
Шкло і кераміка: злучэнні барыю часта выкарыстоўваюцца ў вытворчасці шкла і керамікі з-за іх добрай тэмпературы плаўлення і ўстойлівасці да карозіі. Злучэнні барыю могуць павысіць цвёрдасць і трываласць керамікі і могуць забяспечыць некаторыя асаблівыя ўласцівасці керамікі, такія як электраізаляцыя і высокі паказчык праламлення.
Металічныя сплавы: барый можа ўтвараць сплавы з іншымі металічнымі элементамі, і гэтыя сплавы валодаюць унікальнымі ўласцівасцямі. Напрыклад, сплавы барыю могуць павялічыць тэмпературу плаўлення алюмініевых і магніевых сплаваў, палягчаючы іх апрацоўку і адліўку. Акрамя таго, сплавы барыю з магнітнымі ўласцівасцямі таксама выкарыстоўваюцца для вырабу акумулятарных пласцін і магнітных матэрыялаў.
Барый - гэта хімічны элемент з хімічным сімвалам Ва і атамным нумарам 56. Барый - гэта шчолачназямельны метал, які ўваходзіць у 6 групу перыядычнай сістэмы, элементаў асноўнай групы.
2. Фізічныя ўласцівасці барыю
Барый (Ba)— шчолачназямельны металічны элемент. 1. Знешні выгляд: барый - гэта мяккі серабрыста-белы метал з выразным металічным бляскам пры разрэзе.
2. Шчыльнасць: барый мае адносна высокую шчыльнасць каля 3,5 г/см³. Гэта адзін з самых шчыльных металаў на зямлі.
3. Тэмпература плаўлення і кіпення: тэмпература плаўлення барыю складае каля 727 °C, а тэмпература кіпення - каля 1897 °C.
4. Цвёрдасць: барый - адносна мяккі метал з цвёрдасцю па Моасу каля 1,25 пры 20 градусах Цэльсія.
5. Праводнасць: барый з'яўляецца добрым правадніком электрычнасці з высокай электраправоднасцю.
6. Пластычнасць: хоць барый з'яўляецца мяккім металам, ён валодае пэўнай пластычнасцю і можа быць апрацаваны ў тонкія лісты або правады.
7. Хімічная актыўнасць: барый не моцна рэагуе з большасцю неметалаў і многімі металамі пры пакаёвай тэмпературы, але ён утварае аксіды пры высокіх тэмпературах і на паветры. Ён можа ўтвараць злучэнні з многімі неметалічнымі элементамі, такімі як аксіды, сульфіды і інш.
8. Формы існавання: мінералы, якія змяшчаюць барый у зямной кары, такія як барыт (сульфат барыю) і інш. У прыродзе барый можа існаваць таксама ў выглядзе гідратаў, аксідаў, карбанатаў і інш.
9. Радыеактыўнасць: барый мае мноства радыеактыўных ізатопаў, сярод якіх барый-133 з'яўляецца распаўсюджаным радыеактыўным ізатопам, які выкарыстоўваецца ў медыцынскай візуалізацыі і ядзернай медыцыне.
10. Ужыванне: злучэнні барыю шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, напрыклад, у шкле, гуме, каталізатары хімічнай прамысловасці, электронных трубках і г.д. Яго сульфат часта выкарыстоўваецца ў якасці кантраснага рэчыва ў медыцынскіх даследаваннях. Барый з'яўляецца важным металічным элементам і яго ўласцівасці зрабіць яго шырока выкарыстоўваным у многіх галінах.
3. Хімічныя ўласцівасці барыю
Металічныя ўласцівасці: барый - гэта цвёрдае металічнае рэчыва серабрыста-белага колеру з добрай электраправоднасцю.
Шчыльнасць і тэмпература плаўлення: барый - адносна шчыльны элемент з шчыльнасцю 3,51 г/см3. Барый мае нізкую тэмпературу плаўлення каля 727 градусаў Цэльсія (1341 градус па Фарэнгейце).
Рэакцыйная здольнасць: барый хутка рэагуе з большасцю неметалічных элементаў, асабліва з галагенамі (такымі як хлор і бром), утвараючы адпаведныя злучэнні барыю. Напрыклад, барый рэагуе з хлорам, утвараючы хларыд барыю.
Акісляльнасць: барый можа быць акіслены з адукацыяй аксіду барыю. Аксід барыю шырока выкарыстоўваецца ў такіх галінах прамысловасці, як выплаўленне металаў і шкларобства. Высокая актыўнасць: барый валодае высокай хімічнай актыўнасцю і лёгка ўступае ў рэакцыю з вадой, выдзяляючы вадарод і ствараючы гідраксід барыю.
4. Біялагічныя ўласцівасці барыю
Ролю і біялагічныя ўласцівасцібарыйу арганізмах да канца не вывучаны, але вядома, што барый валодае пэўнай таксічнасцю для арганізмаў.
Шлях паступлення: людзі ў асноўным паглынаюць барый з ежай і пітной вадой. Некаторыя прадукты могуць утрымліваць нязначныя колькасці барыю, напрыклад, збожжа, мяса і малочныя прадукты. Акрамя таго, падземныя воды часам утрымліваюць больш высокія канцэнтрацыі барыю.
Біялагічнае паглынанне і метабалізм: барый можа засвойвацца арганізмамі і распаўсюджвацца ў арганізме праз кровазварот. Барый у асноўным назапашваецца ў нырках і касцях, асабліва ў больш высокіх канцэнтрацыях у касцях.
Біялагічная функцыя: барый пакуль не выконвае істотных фізіялагічных функцый у арганізмах. Такім чынам, біялагічная функцыя барыю застаецца спрэчнай.
5. Біялагічныя ўласцівасці барыю
Таксічнасць: Высокія канцэнтрацыі іёнаў барыю або злучэнняў барыю таксічныя для арганізма чалавека. Празмернае спажыванне барыю можа выклікаць вострыя сімптомы атручвання, у тым ліку ваніты, дыярэю, цягліцавую слабасць, арытмію і г. д. Цяжкае атручванне можа выклікаць паражэнне нервовай сістэмы, нырак і праблемы з сэрцам.
Назапашванне касцяной тканіны: Барый можа назапашвацца ў касцях у арганізме чалавека, асабліва ў пажылых людзей. Доўгі ўздзеянне высокіх канцэнтрацый барыю можа выклікаць такія захворванні костак, як астэапароз.
Эфекты на сардэчна-сасудзістую сістэму: барый, як і натрый, можа парушаць іённы баланс і электрычную актыўнасць, уплываючы на працу сэрца. Празмернае спажыванне барыю можа выклікаць парушэнні сардэчнага рытму і павялічыць рызыку сардэчных прыступаў.
Канцэрагеннасць: Нягледзячы на тое, што да гэтага часу існуюць спрэчкі аб канцэрагеннасці барыю, некаторыя даследаванні паказалі, што доўгатэрміновае ўздзеянне высокіх канцэнтрацый барыю можа павялічыць рызыку некаторых відаў раку, такіх як рак страўніка і стрававода. З-за таксічнасці і патэнцыйнай небяспекі барыю людзі павінны быць асцярожнымі, пазбягаць празмернага спажывання або працяглага ўздзеяння высокіх канцэнтрацый барыю. Канцэнтрацыі барыю ў пітной вадзе і прадуктах харчавання неабходна кантраляваць і кантраляваць, каб абараніць здароўе чалавека. Пры падазрэнні на атручэнне або з'яўленні звязаных з гэтым сімптомаў неабходна неадкладна звярнуцца па медыцынскую дапамогу.
6. Барый у прыродзе
Мінералы барыю: Барый можа існаваць у зямной кары ў выглядзе мінералаў. Некаторыя распаўсюджаныя мінералы барыю ўключаюць барыт і вітэрыт. Гэтыя руды часта сустракаюцца з іншымі мінераламі, такімі як свінец, цынк і срэбра.
Раствораны ў падземных водах і камянях: барый можа існаваць у падземных водах і горных пародах у раствораным стане. Падземныя воды ўтрымліваюць слядовыя колькасці растворанага барыю, і яго канцэнтрацыя залежыць ад геалагічных умоў і хімічных уласцівасцей вадаёма. Солі барыю: барый можа ўтвараць розныя солі, такія як хларыд барыю, нітрат барыю і карбанат барыю. Гэтыя злучэнні могуць існаваць у прыродзе ў выглядзе прыродных мінералаў.
Змест у глебе:Барыйможа існаваць у глебе ў розных формах, некаторыя з якіх узнікаюць у выніку растварэння прыродных мінеральных часціц або горных парод. Утрыманне барыю ў глебе звычайна нізкае, але ў пэўных раёнах можа быць высокая канцэнтрацыя барыю.
Варта адзначыць, што форма і ўтрыманне барыю можа адрознівацца ў розных геалагічных асяроддзях і рэгіёнах, таму пры абмеркаванні барыю неабходна ўлічваць канкрэтныя геаграфічныя і геалагічныя ўмовы.
7. Здабыча і вытворчасць барыю
Працэс здабычы і падрыхтоўкі барыю звычайна ўключае наступныя этапы:
1. Здабыча барыевай руды: асноўным мінералам барыевай руды з'яўляецца барыт, таксама вядомы як сульфат барыю. Звычайна ён знаходзіцца ў зямной кары і шырока распаўсюджаны ў горных пародах і мінеральных адкладах на зямлі. Здабыча звычайна ўключае такія працэсы, як выбуховыя работы, здабыча, драбненне і класіфікацыя руды для атрымання руд, якія змяшчаюць сульфат барыю.
2. Падрыхтоўка канцэнтрату: здабыча барыю з барыевай руды патрабуе апрацоўкі канцэнтрату руды. Падрыхтоўка канцэнтрату звычайна ўключае ручной адбор і этапы флотации для выдалення прымешак і атрымання руды, якая змяшчае больш за 96% сульфату барыю.
3. Падрыхтоўка сульфату барыю: Канцэнтрат падвяргаецца такім этапам, як выдаленне жалеза і крэмнію, каб канчаткова атрымаць сульфат барыю (BaSO4).
4. Падрыхтоўка сульфіду барыю: для атрымання барыю з сульфату барыю сульфат барыю неабходна ператварыць у сульфід барыю, таксама вядомы як чорны попел. Парашок сульфату барыю з памерам часціц менш за 20 меш звычайна змешваюць з парашком вугалю або нафтавага коксу ў вагавых суадносінах 4:1. Сумесь абсмажваюць пры 1100 ℃ у рэверберацыйнай печы, а сульфат барыю аднаўляюць да сульфіду барыю.
5. Растварэнне сульфіду барыю: Раствор сульфіду барыю сульфату барыю можа быць атрыманы вылугаваннем гарачай вадой.
6. Падрыхтоўка аксіду барыю: каб ператварыць сульфід барыю ў аксід барыю, у раствор сульфіду барыю звычайна дадаюць карбанат натрыю або вуглякіслы газ. Пасля змешвання карбанату барыю і вугляроднага парашка пры кальцынацыі пры тэмпературы вышэй за 800 ℃ можа ўтварыцца аксід барыю.
7. Астуджэнне і апрацоўка: Варта адзначыць, што аксід барыю акісляецца з адукацыяй перакісу барыю пры 500-700 ℃, а перакіс барыю можа раскладацца з адукацыяй аксіду барыю пры 700-800 ℃. Каб пазбегнуць адукацыі перакісу барыю, кальцыніраваны прадукт неабходна астудзіць або загартаваць пад абаронай інэртнага газу.
Вышэй прыведзены агульны працэс здабычы і падрыхтоўкі элемента барыю. Гэтыя працэсы могуць адрознівацца ў залежнасці ад прамысловага працэсу і абсталявання, але агульныя прынцыпы застаюцца ранейшымі. Барый з'яўляецца важным прамысловым металам, які выкарыстоўваецца ў розных галінах, у тым ліку ў хімічнай прамысловасці, медыцыне, электроніцы і іншых галінах.
8. Агульныя метады выяўлення элемента барыю
Барыйз'яўляецца агульным элементам, які звычайна выкарыстоўваецца ў розных прамысловых і навуковых прымяненнях. У аналітычнай хіміі метады выяўлення барыю звычайна ўключаюць якасны аналіз і колькасны аналіз. Ніжэй прыводзіцца падрабязнае ўвядзенне ў звычайна выкарыстоўваюцца метады выяўлення элемента барыю:
1. Полымяная атамна-абсорбцыйная спектраметрыя (FAAS): гэта шырока выкарыстоўваны метад колькаснага аналізу, які падыходзіць для проб з больш высокімі канцэнтрацыямі. Раствор пробы распыляецца ў полымя, і атамы барыю паглынаюць святло пэўнай даўжыні хвалі. Інтэнсіўнасць паглынутага святла вымяраецца і прапарцыйная канцэнтрацыі барыю.
2. Полымяная атамна-эмісійная спектраметрыя (FAES): Гэты метад выяўляе барый шляхам распылення раствора ўзору ў полымя, узбуджаючы атамы барыю да выпраменьвання святла пэўнай даўжыні хвалі. У параўнанні з FAAS, FAES звычайна выкарыстоўваецца для выяўлення больш нізкіх канцэнтрацый барыю.
3. Атамна-флуарэсцэнтная спектраметрыя (AAS): гэты метад падобны на FAAS, але для выяўлення прысутнасці барыю выкарыстоўваецца флуарэсцэнтны спектрометр. Яго можна выкарыстоўваць для вымярэння слядоў барыю.
4. Іённая храматаграфія: гэты метад падыходзіць для аналізу барыю ў пробах вады. Іёны барыю падзяляюць і выяўляюць з дапамогай іённай храматаграфіі. Яго можна выкарыстоўваць для вымярэння канцэнтрацыі барыю ў пробах вады.
5. Рэнтгенаўская флуарэсцэнтная спектраметрыя (XRF): гэта неразбуральны аналітычны метад, прыдатны для выяўлення барыю ў цвёрдых пробах. Пасля ўзбуджэння ўзору рэнтгенаўскім выпраменьваннем атамы барыю выпраменьваюць спецыфічную флуарэсцэнцыю, і ўтрыманне барыю вызначаецца шляхам вымярэння інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі.
6. Мас-спектраметрыя: Мас-спектраметрыя можа быць выкарыстана для вызначэння ізатопнага складу барыю і вызначэння ўтрымання барыю. Гэты метад звычайна выкарыстоўваецца для высокаадчувальнага аналізу і дазваляе выявіць вельмі нізкія канцэнтрацыі барыю. Вышэй прыведзены некаторыя часта выкарыстоўваюцца метады выяўлення барыю. Выбар канкрэтнага метаду залежыць ад прыроды пробы, дыяпазону канцэнтрацыі барыю і мэты аналізу. Калі вам патрэбна дадатковая інфармацыя або ёсць іншыя пытанні, калі ласка, дайце мне ведаць. Гэтыя метады шырока выкарыстоўваюцца ў лабараторных і прамысловых прымяненнях для дакладнага і надзейнага вымярэння і выяўлення прысутнасці і канцэнтрацыі барыю. Канкрэтны метад выкарыстання залежыць ад тыпу ўзору, які трэба вымераць, дыяпазону ўтрымання барыю і канкрэтнай мэты аналізу.
Час публікацыі: 9 снежня 2024 г