У чароўным свеце хіміі,барыйзаўсёды прыцягваў увагу навукоўцаў сваім унікальным шармам і шырокім ужываннем. Нягледзячы на тое, што гэты серабрыста-белы метал не такі зіхатлівы, як золата ці срэбра, ён адыгрывае незаменную ролю ў многіх галінах. Ад дакладных прыбораў у навукова-даследчых лабараторыях да ключавой сыравіны ў прамысловай вытворчасці і дыягнастычных рэагентаў у медыцыне, барый сваімі ўнікальнымі ўласцівасцямі і функцыямі напісаў легенду хіміі.
Яшчэ ў 1602 годзе Касіа Лаўра, шавец з італьянскага горада Пора, правёў эксперымент, абпаліў барыт, які змяшчаў сульфат барыю, з гаручым рэчывам і здзівіўся, выявіўшы, што ён можа свяціцца ў цемры. Гэта адкрыццё выклікала вялікую цікавасць сярод навукоўцаў таго часу, і камень быў названы каменем Поры і стаў цэнтрам даследаванняў еўрапейскіх хімікаў.
Аднак менавіта шведскі хімік Шэеле сапраўды пацвердзіў, што барый — гэта новы элемент. Ён адкрыў аксід барыю ў 1774 годзе і назваў яго «Барытам» (цяжкая зямля). Ён падрабязна вывучыў гэта рэчыва і лічыў, што яно складаецца з новай зямлі (аксіду), злучанай з сернай кіслатой. Праз два гады ён паспяхова нагрэў нітрат гэтай новай глебы і атрымаў чысты аксід.
Аднак, нягледзячы на адкрыццё аксіду барыю Шэеле, толькі ў 1808 годзе брытанскі хімік Дэві паспяхова атрымаў металічны барый шляхам электралізу электраліта, вырабленага з барыту. Гэта адкрыццё стала афіцыйным пацверджаннем барыю як металічнага элемента, а таксама паклала пачатак прымяненню барыю ў розных галінах.
З таго часу чалавецтва пастаянна паглыбляе сваё разуменне барыю. Навукоўцы даследавалі таямніцы прыроды і спрыялі прагрэсу навукі і тэхнікі, вывучаючы ўласцівасці і паводзіны барыю. Ужыванне барыю ў навуковых даследаваннях, прамысловасці і медыцыне таксама стала ўсё больш шырокім, прыносячы зручнасць і камфорт у жыццё чалавека. Шарм барыю заключаецца не толькі ў яго практычнасці, але і ў навуковай таямніцы, якая за ім стаіць. Навукоўцы пастаянна даследавалі таямніцы прыроды і спрыялі прагрэсу навукі і тэхнікі, вывучаючы ўласцівасці і паводзіны барыю. У той жа час барый таксама ціха гуляе важную ролю ў нашым паўсядзённым жыцці, прыносячы зручнасць і камфорт.
Давайце ж адправімся ў гэтае 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 высокарэактыўны метал, які ўтварае яркае полымя пры кантакце з аміякам або кіслародам. Гэта робіць барый шырока выкарыстоўваным у такіх галінах прамысловасці, як вытворчасць феерверкаў, ракет і вытворчасць люмінесцэнту.
Медыцынская прамысловасць: злучэнні барыю таксама шырока выкарыстоўваюцца ў медыцынскай прамысловасці. Барыевыя мукі (напрыклад, таблеткі барыю) выкарыстоўваюцца ў рэнтгенаўскіх даследаваннях страўнікава-кішачнага тракту, каб дапамагчы лекарам назіраць за функцыянаваннем стрававальнай сістэмы. Злучэнні барыю таксама выкарыстоўваюцца ў некаторых відах радыеактыўнай тэрапіі, такіх як радыеактыўны ёд для лячэння захворванняў шчытападобнай залозы.
Шкло і кераміка: Злучэнні барыю часта выкарыстоўваюцца ў вытворчасці шкла і керамікі дзякуючы іх добрай тэмпературы плаўлення і каразійнай устойлівасці. Злучэнні барыю могуць павысіць цвёрдасць і трываласць керамікі, а таксама 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 маюць некаторыя унікальныя ўласцівасці. Напрыклад, барыевыя сплавы могуць павышаць тэмпературу плаўлення алюмініевых і магніевых сплаваў, што спрашчае іх апрацоўку і ліццё. Акрамя таго, барыевыя сплавы з магнітнымі ўласцівасцямі таксама выкарыстоўваюцца для вырабу акумулятарных пласцін і магнітных матэрыялаў.
Барый — хімічны элемент з хімічным сімвалам Ba і атамным нумарам 56. Барый — шчолачназямельны метал, які знаходзіцца ў 6-й групе перыядычнай табліцы элементаў, адной з асноўных груп элементаў.
2. Фізічныя ўласцівасці барыю
Барый (Ba)— шчолачназямельны метал. 1. Знешні выгляд: Барый — мяккі, серабрыста-белы метал з выразным металічным бляскам пры разразанні.
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 шкале Мооса каля 1,25 пры 20 градусах Цэльсія.
5. Праводнасць: Барый — добры праваднік электрычнасці з высокай электраправоднасцю.
6. Пластычнасць: Нягледзячы на тое, што барый — мяккі метал, ён мае пэўную ступень пластычнасці і можа быць апрацаваны ў тонкія лісты або дроты.
7. Хімічная актыўнасць: Барый не рэагуе моцна з большасцю неметалаў і многімі металамі пры пакаёвай тэмпературы, але ўтварае аксіды пры высокіх тэмпературах і на паветры. Ён можа ўтвараць злучэнні з многімі неметалічнымі элементамі, такімі як аксіды, сульфіды і г.д.
8. Формы існавання: Мінералы, якія змяшчаюць барый у зямной кары, такія як барыт (сульфат барыю) і г.д. Барый таксама можа існаваць у прыродзе ў выглядзе гідратаў, аксідаў, карбанатаў і г.д.
9. Радыеактыўнасць: Барый мае розныя радыеактыўныя ізатопы, 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, каталізатарах хімічнай прамысловасці, электронных трубках і г.д. Яго сульфат часта выкарыстоўваецца ў якасці кантраснага рэчыва пры медыцынскіх абследаваннях. Барый з'яўляецца важным металічным элементам, і яго ўласцівасці робяць 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 Фарэнгейта).
Рэактыўнасць: Барый хутка рэагуе з большасцю неметалічных элементаў, асабліва з галагенамі (такімі як хлор і бром), утвараючы адпаведныя злучэнні барыю. Напрыклад, барый рэагуе з хлорам з утварэннем хларыду барыю.
Акісляльнасць: Барый можа акісляцца з утварэннем аксіду барыю. Аксід барыю шырока выкарыстоўваецца ў такіх галінах прамысловасці, як выплаўка металу і вытворчасць шкла. Высокая актыўнасць: Барый мае высокую хімічную актыўнасць і лёгка рэагуе з вадой, вызваляючы вадарод і ўтвараючы гідраксід барыю.
4. Біялагічныя ўласцівасці барыю
Роля і біялагічныя ўласцівасцібарыйу арганізмах да канца не вывучаны, але вядома, што барый валодае пэўнай таксічнасцю для арганізмаў.
Шлях паступлення: людзі ў асноўным паступаюць у арганізм з ежай і пітной вадой. Некаторыя прадукты могуць утрымліваць слядовыя колькасці барыю, такія як збожжа, мяса і малочныя прадукты. Акрамя таго, падземныя воды часам утрымліваюць больш высокія канцэнтрацыі барыю.
Біялагічнае ўсмоктванне і метабалізм: Барый можа ўсмоктвацца арганізмамі і размеркавацца па целе праз кровазварот. Барый у асноўным назапашваецца ў нырках і касцях, асабліва ў больш высокіх канцэнтрацыях у касцях.
Біялагічная функцыя: пакуль не выяўлена, ці выконвае барый якія-небудзь важныя фізіялагічныя функцыі ў арганізмах. Таму біялагічная функцыя барыю застаецца спрэчнай.
5. Біялагічныя ўласцівасці барыю
Таксічнасць: Высокія канцэнтрацыі іонаў барыю або злучэнняў барыю таксічныя для арганізма чалавека. Празмернае спажыванне барыю можа выклікаць вострыя сімптомы атручвання, у тым ліку ваніты, дыярэю, мышачную слабасць, арытмію і г.д. Цяжкае атручванне можа выклікаць пашкоджанне нервовай сістэмы, пашкоджанне нырак і праблемы з сэрцам.
Назапашванне ў касцях: Барый можа назапашвацца ў касцях чалавека, асабліва ў пажылых людзей. Доўгатэрміновае ўздзеянне высокіх канцэнтрацый барыю можа выклікаць захворванні касцяў, такія як астэапароз.
Уплыў на сардэчна-сасудзістую сістэму: барый, як і натрый, можа парушаць іённы баланс і электрычную актыўнасць, уплываючы на функцыю сэрца. Празмернае спажыванне барыю можа выклікаць парушэнне сардэчнага рытму і павялічыць рызыку сардэчных прыступаў.
Канцэрагеннасць: Нягледзячы на тое, што да гэтага часу існуюць спрэчкі адносна канцэрагеннасці барыю, некаторыя даследаванні паказалі, што працяглы ўплыў высокіх канцэнтрацый барыю можа павялічыць рызыку некаторых відаў раку, такіх як рак страўніка і стрававода. З-за таксічнасці і патэнцыйнай небяспекі барыю людзям варта быць асцярожнымі, каб пазбегнуць празмернага спажывання або працяглага ўздзеяння высокіх канцэнтрацый барыю. Канцэнтрацыю барыю ў пітной вадзе і ежы неабходна кантраляваць, каб абараніць здароўе чалавека. Калі вы падазраяце атручванне або маеце звязаныя з ім сімптомы, неадкладна звярніцеся 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.
Раствараны ў грунтавых водах і горных пародах: Барый можа існаваць у грунтавых водах і горных пародах у раствораным стане. Грунтавыя 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 натуральных мінералаў.
Змест у глебе:Барыйможа існаваць у глебе ў розных формах, некаторыя з якіх утвараюцца ў выніку растварэння прыродных мінеральных часціц або горных парод. Змест барыю ў глебе звычайна нізкі, але ў некаторых канкрэтных раёнах можа назірацца высокая канцэнтрацыя барыю.
Варта адзначыць, што форма і змест барыю могуць 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. Ён звычайна сустракаецца ў зямной кары і шырока распаўсюджаны ў горных пародах і радовішчах карысных выкапняў на зямлі. Здабыча звычайна ўключае такія працэсы, як выбуховыя работы, здабыча, драбненне і сартаванне руды для атрымання руд, якія змяшчаюць сульфат барыю.
2. Падрыхтоўка канцэнтрату: здабыванне барыю з барыевай руды патрабуе апрацоўкі канцэнтрату. Падрыхтоўка канцэнтрату звычайна ўключае ў сябе этапы ручнога адбору і флотацыі для выдалення прымешак і атрымання руды, якая змяшчае больш за 96% сульфату барыю.
3. Атрыманне сульфату барыю: Канцэнтрат падвяргаецца такім этапам, як выдаленне жалеза і крэмнію, каб у рэшце рэшт атрымаць сульфат барыю (BaSO4).
4. Атрыманне сульфіду барыю: Для атрымання барыю з сульфату барыю неабходна пераўтварыць сульфід барыю ў сульфід барыю, таксама вядомы як чорны попел. Парашок руды сульфату барыю з памерам часціц менш за 20 меш звычайна змешваюць з парашком вугалю або нафтавага коксу ў суадносінах вагі 4:1. Сумесь абпальваюць пры тэмпературы 1100℃ у адлюстравальнай печы, і сульфат барыю аднаўляецца да сульфіду барыю.
5. Растварэнне сульфіду барыю: Раствор сульфату барыю ў выглядзе сульфіду барыю можна атрымаць шляхам вылугавання гарачай вадой.
6. Атрыманне аксіду барыю: для пераўтварэння сульфіду барыю ў аксід барыю ў раствор сульфіду барыю звычайна дадаюць карбанат натрыю або вуглякіслы газ. Пасля змешвання карбанату барыю і вугальнага парашка, кальцынацыя пры тэмпературы вышэй за 800℃ можа прывесці да атрымання аксіду барыю.
7. Астуджэнне і апрацоўка: Варта адзначыць, што аксід барыю акісляецца з утварэннем пераксіду барыю пры тэмпературы 500-700℃, а пераксід барыю можа раскладацца з утварэннем аксіду барыю пры тэмпературы 700-800℃. Каб пазбегнуць утварэння пераксіду барыю, кальцынаваны прадукт неабходна астудзіць або загартаваць пад абаронай інэртнага газу.
Вышэй прыведзены агульны працэс здабычы і падрыхтоўкі барыю. Гэтыя працэсы могуць адрознівацца ў залежнасці ад прамысловага працэсу і абсталявання, але агульныя прынцыпы застаюцца нязменнымі. Барый — важны прамысловы метал, які выкарыстоўваецца ў розных галінах, у тым ліку ў хімічнай прамысловасці, медыцыне, электроніцы і іншых галінах.
8. Агульныя метады выяўлення элемента барый
Барый— распаўсюджаны элемент, які шырока выкарыстоўваецца ў розных прамысловых і навуковых галінах. У аналітычнай хіміі метады выяўлення барыю звычайна ўключаюць якасны і колькасны аналіз. Ніжэй прыведзены падрабязны агляд найбольш часта выкарыстоўваных метадаў выяўлення элемента барыю:
1. Атамна-абсарбцыйная спектрометрыя ў полымі (FAAS): гэта распаўсюджаны метад колькаснага аналізу, прыдатны для ўзораў з больш высокай канцэнтрацыяй. Раствор узору распыляецца ў полымя, і атамы барыю паглынаюць святло пэўнай даўжыні хвалі. Інтэнсіўнасць паглынутага святла вымяраецца і прапарцыйная канцэнтрацыі барыю.
2. Полымяная атамна-эмісійная спектрометрыя (FAES): гэты метад выяўляе барый шляхам распылення раствора ўзору ў полымя, што ўзбуджае атамы барыю, якія выпраменьваюць святло пэўнай даўжыні хвалі. У параўнанні з FAAS, FAES звычайна выкарыстоўваецца для выяўлення больш нізкіх канцэнтрацый барыю.
3. Атамна-флуарэсцэнтная спектрометрыя (АФС): гэты метад падобны да ФФС, але выкарыстоўвае флуарэсцэнтны спектрометр для выяўлення прысутнасці барыю. Яго можна выкарыстоўваць для вымярэння слядовых колькасцяў барыю.
4. Іонная храматаграфія: гэты метад падыходзіць для аналізу барыю ў пробах вады. Іоны барыю аддзяляюцца і выяўляюцца з дапамогай іоннай храматаграфіі. Яго можна выкарыстоўваць для вымярэння канцэнтрацыі барыю ў пробах вады.
5. Рэнтгенафлуарэсцэнтная спектрометрыя (РФС): гэта неразбуральны аналітычны метад, прыдатны для выяўлення барыю ў цвёрдых узорах. Пасля ўзбуджэння ўзору рэнтгенаўскім выпраменьваннем атамы барыю выпраменьваюць спецыфічную флуарэсцэнцыю, і ўтрыманне барыю вызначаецца шляхам вымярэння інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі.
6. Мас-спектрометрыя: Мас-спектрометрыя можа быць выкарыстана для вызначэння ізатопнага складу барыю і вызначэння ўтрымання барыю. Гэты метад звычайна выкарыстоўваецца для высокаадчувальнага аналізу і можа выяўляць вельмі нізкія канцэнтрацыі барыю. Вышэй прыведзены некаторыя распаўсюджаныя метады выяўлення барыю. Канкрэтны метад залежыць ад характару ўзору, дыяпазону канцэнтрацый барыю і мэты аналізу. Калі вам патрэбна дадатковая інфармацыя або ў вас ёсць іншыя пытанні, калі ласка, звяжыцеся са мной. Гэтыя метады шырока выкарыстоўваюцца ў лабараторных і прамысловых умовах для дакладнага і надзейнага вымярэння і выяўлення прысутнасці і канцэнтрацыі барыю. Канкрэтны метад залежыць ад тыпу ўзору, які неабходна вымераць, дыяпазону ўтрымання барыю і канкрэтнай мэты аналізу.
Час публікацыі: 09 снежня 2024 г.