Реактивы

БАРИЙ

Barium

 ???
CAS номер: 7440-39-3
Молекулярная формула
Условия эксплуатации 16,26,37/39,43,8
Риск при использовании 11,14/15,36/37/38
Знаки особого риска:

ТОКСИЧЕН, МОЖЕТ ВЫЗЫВАТЬ НЕОБРАТИМЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ, В Т.Ч. КУМУЛЯТИВНЫЕ, МУТАГЕННЫЕ, ТЕРАТОГЕННЫЕ, КАНЦЕРОГЕННЫЕ.

ЛЕГКО ВОСПЛАМЕНЯЕМ.

Молекулярный вес: tпл °C: tкип °C: d204 Растворимость в воде, гр/100мл, при 20°C: Растворимость в других растворителях

137.33

727

1637

3,780

взаимодействует


Общая характеристика:

Барий  хим. элемент II гр. периодич. системы (таблицы Менделеева), ат. н. 56, ат. м. 137,33; относится к щелочноземельным элементам. Прир. барий состоит из семи стабильных изотопов с маc. ч. 130, 132, 134-137 и 138 (71,66%).
Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов бария 1,17-10 28 м2.
Конфигурация внеш. электронной оболочки бария 6s2;
Степень окисления бария + 2, редко + 1;
Энергия ионизации бария Ва°->Ва+->Ва2+ соотв. 5,21140 и 10,0040 эВ; Электроотрицательность бария по Полингу 0,9;
Атомный радиус бария 0,221 нм,
Ионный радиус Ва2+ 0,149 нм (координационное число 6).
Содержание бария в земной коре 5-10-2% по массе. В своб. виде не встречается. Важнейшие минералы - барит (тяжелый, или персидский, шпат) BaSO4.
Барий - серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. При обычном давлении существует в двух аллотропных модификациях: до 375°С устойчив α- барий с кубической объемно-центриров. решеткой (а = = 0,501 нм), выше 375 °С устойчив β- барий; ΔH0 перехода 0,86 кДж/моль. При 19°С и 5530 МПа образуется гексаген, модификация. 
Барий парамагнитен, магн. восприимчивость 0,15109. Работа выхода электрона 2,49 эВ. Стандартный электродный потенциал Ва2+/Ва — 2,906 В. Твердость по минералогич. шкале 1,25, по шкале Мооса 2, по Бринеллю 42 МПа; коэф. сжимаемости 10,41011 Па-1; σраст 12,8-0,98 МПа (293-873 К).
Барий интенсивно окисляется на воздухе, образуя пленку, содержащую бария оксид и нитрид Ba3N2 (температура плавления ~ 1000°С). При незначит. нагревании на воздухе воспламеняется. Энергично реагирует с водой, давая бария гидроксид. С разб. кислотами образует соли. Большинство солей бария с анионами слабых кислот и кислот средней силы малорастворимы, исключение - BaS, Ba(CN)2, Ba(SCN)2, Ba(OOCCH3)2.
С галогенами барий образует галогениды, с водородом при нагр. - гидрид ВаН2 [температура плавления 675oС (с разл.), пл. 4,15 г/см3, ΔН0обр — 190,1 кДж/моль], с аммиаком при нагр. - ВаН2 и Ba3N2, с углеродом и азотом - цианид Ba(CN)2. С жидким NH3 дает темно-синий р-р, из к-рого можно выделить аммиакат [Ba(NH3)6], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH3. В присут. платинового кат. аммиакат разлагается с образованием амида бария:
Барий восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды мн. металлов до соответствующего металла. Для него характерно образование интерметаллидов, напр. в системе Ва - Аl обнаружены BaAl, ВаАl2, ВаАl4.
Получение. Осн. сырье в произ-ве бария и его соед. -баритовый концентрат (80-95% BaSO4), к-рый получают флотацией барита с использованием жидкого стекла в кач-ве депрессора пустой породы; степень извлечения BaSO4 - 55-60%. Восстановлением BaSO4 каменным углем, коксом или прир. газом получают BaS (BaSO4 + 4С -> BaS + 4СО; BaSO4 + 2СН4 -> BaS + 2С + 4Н2О), к-рый перерабатывают на другие соед. бария, в частности Ва(ОН)2, ВаСО3 и Ba(NO3)2. Прокаливанием этих соединений соотв. при 800, 1400 и 700 °С получают ВаО.
Осн. пром. метод получения металлич. бария из ВаО - восстановление его порошком алюминия : 4ВаО + 2Аl -> ЗВа + ВаОАl2О3. Процесс проводят в реакторе при 1100-1200 °С в атмосфере аргона или в вакууме (последний способ предпочтителен). Молярное соотношение ВаО:Аl составляет (1,5-2):1. Реактор помещают в печь так, чтобы т-ра его "холодной части" (в ней конденсируются образующиеся пары бария) была ок. 520°С Перегонкой в вакууме барий очищают до содержания примесей менее 10~4% по массе, а при использовании зонной плавки - до 10~%.
Небольшие кол-ва бария получают также восстановлением ВаВеО2 [синтезируемого сплавлением Ва(ОН)2 и Ве(ОН)2] при 1300°С титаном, а также разложением при 120°С Ba(N3)2, образующегося при обменных р-циях солей бария с NaN3.
Определение. Из водных р-ров солей бария осаждается вместе с Са и Sr при действии карбоната аммония. От Са и Sr барий отделяют в виде ВаСrO4 в присут. уксусной кислоты либо в виде BaSO4 благодаря его очень низкой р-римости в неорг. кислотах. Обнаруживают барий по желто-зеленому окрашиванию пламени (длина волны 455 и 493 нм) и по розовому окрашиванию р-ра родизоната натрия.
Количественно барий определяют гравиметрически в виде BaSO4 [осадители - H2SO4, (NH4)24, H2NS02OH, (CH3)2SO], в присут. Са и Sr-в виде ВаСrO4 (получаемого осаждением К2Сr2О7 из уксуснокислых р-ров).
Барий определяют также титриметрически с применением комплексона III при рН 10 и эриохрома черного Т в кач-ве индикатора и фотометрически с использованием ортонилового С при рН 2-8 в водно-спиртовом или водно-ацетоновом р-ре (длина волны окрашенного комплекса 640 нм). Для экспресс-анализа прир. минералов, руд и др. используют рентгенофлуоресцентный метод (источники γ-излучения - 170Тm, 241Ат с активностью 5-6 Кюри; эмиссионная линия барий Кα1  при 0,386 °С).
Применение. Сплав бария с алюминием (сплав альба, 56% Ва) - основа геттеров (газопоглотителей). Для получения собственно геттера барий испаряют из сплава высокочастотным нагревом в вакуумированной колбе прибора, в результате на холодных частях колбы образуется т. наз. бариевое зеркало (или диффузное покрытие при испарении в среде азота). Активной частью подавляющего большинства термоэмиссионных катодов является ВаО.
Барий используют также как раскислитель Сu и Рb, в кач-ве присадки к антифрикц. сплавам, черным и цветным металлам, а также к сплавам, из к-рых изготавливают типографские шрифты для увеличения их твердости.
Сплавы бария с Ni служат для изготовления электродов запальных свечей в двигателях внутр. сгорания и в радиолампах. 140Ва (T1/2 12,8 дней) - изотопный индикатор, используемый при исследовании соединений бария.
Металлич. барий хранят в керосине, под слоем парафина, сплавы - в герметичной металлич. упаковке в атмосфере азота. Барий открыт в виде ВаО в 1774 К. Шееле, металлич. барий впервые получен в 1808 Г. Дэви.