Elemento 56: Bario

1、 Introducción elementalBario,
El elemento alcalinotérreo, de símbolo químico Ba, se encuentra en el Grupo IIA del sexto período de la tabla periódica. Es un metal alcalinotérreo suave, de brillo blanco plateado, y el elemento más activo de los metales alcalinotérreos. Su nombre proviene del griego beta alpha ρύς (barys), que significa "pesado".

2、 Descubriendo una breve historia
Los sulfuros de metales alcalinotérreos exhiben fosforescencia, lo que significa que continúan emitiendo luz durante un período de tiempo en la oscuridad después de ser expuestos a la luz. Los compuestos de bario comenzaron a atraer la atención del público precisamente por esta característica. En 1602, un zapatero llamado Casio Lauro en la ciudad de Bolonia, Italia, tostó una barita que contenía sulfato de bario junto con sustancias inflamables y descubrió que podía emitir luz en la oscuridad, lo que despertó el interés de los académicos de la época. Posteriormente, este tipo de piedra se llamó polonita y despertó el interés de los químicos europeos en la investigación analítica. En 1774, el químico sueco C. W. Scheele descubrió que el óxido de bario era un suelo nuevo relativamente pesado, al que llamó "Baryta" (suelo pesado). En 1774, Scheler creyó que esta piedra era una combinación de suelo nuevo (óxido) y ácido sulfúrico. En 1776, calentó el nitrato en este suelo nuevo para obtener suelo puro (óxido). En 1808, el químico británico H. Davy utilizó mercurio como cátodo y platino como ánodo para electrolizar barita (BaSO₄) y producir amalgama de bario. Tras la destilación para eliminar el mercurio, se obtuvo un metal de baja pureza, denominado a partir de la palabra griega barys (pesado). El símbolo del elemento es Ba, que se denomina...bario.

3、 Propiedades físicas
BarioEs un metal blanco plateado con un punto de fusión de 725 °C, un punto de ebullición de 1846 °C, una densidad de 3,51 g/cm³ y ductilidad. Las principales menas de bario son la barita y la arsenopirita.

4、Barioes un elemento químico con propiedades químicas.
El símbolo químico Ba, con número atómico 56, pertenece al grupo IIA del sistema periódico y pertenece a los metales alcalinotérreos. El bario posee una gran actividad química y es el más activo entre los metales alcalinotérreos. A partir del potencial y la energía de ionización, se puede observar que el bario tiene una fuerte reducibilidad. De hecho, considerando solo la pérdida del primer electrón, el bario presenta la mayor reducibilidad en agua. Sin embargo, es relativamente difícil que el bario pierda el segundo electrón. Por lo tanto, considerando todos los factores, la reducibilidad del bario disminuirá significativamente. No obstante, también es uno de los metales más reactivos en soluciones ácidas, solo superado por el litio, el cesio, el rubidio y el potasio.

5.Compuestos principales
1) El óxido de bario se oxida lentamente en el aire para formar óxido de bario, un cristal cúbico incoloro. Es soluble en ácido, insoluble en acetona y agua amoniacal. Reacciona con el agua para formar hidróxido de bario, que es tóxico. Al quemarse, emite una llama verde y genera peróxido de bario.
2) El peróxido de bario reacciona con ácido sulfúrico para producir peróxido de hidrógeno. Esta reacción se basa en el principio de preparación de peróxido de hidrógeno en el laboratorio.
3) El hidróxido de bario reacciona con agua para producir hidróxido de bario e hidrógeno gaseoso. Debido a su baja solubilidad y a su alta energía de sublimación, la reacción no es tan intensa como la de los metales alcalinos, y el hidróxido de bario resultante dificulta la visión. Se introduce una pequeña cantidad de dióxido de carbono en la solución para formar un precipitado de carbonato de bario, y se añade un exceso de dióxido de carbono para disolver el precipitado de carbonato de bario y generar bicarbonato de bario soluble.
4) El aminobario puede disolverse en amoníaco líquido, generando una solución azul con paramagnetismo y conductividad, que esencialmente forma electrones de amoníaco. Tras un largo periodo de almacenamiento, el hidrógeno del amoníaco se reduce a hidrógeno gaseoso por acción de los electrones de amoníaco, y la reacción total es la reacción del bario con el amoníaco líquido para producir aminobario e hidrógeno gaseoso.
5) El sulfito de bario es un cristal o polvo blanco, tóxico, ligeramente soluble en agua y que se oxida gradualmente a sulfato de bario al exponerse al aire. Al disolverse en ácidos fuertes no oxidantes, como el ácido clorhídrico, se genera dióxido de azufre gaseoso con un olor penetrante. Al entrar en contacto con ácidos oxidantes, como el ácido nítrico diluido, se puede convertir en sulfato de bario.
6) El sulfato de bario posee propiedades químicas estables, y la fracción de sulfato de bario disuelta en agua está completamente ionizada, lo que lo convierte en un electrolito potente. El sulfato de bario es insoluble en ácido nítrico diluido. Se utiliza principalmente como agente de contraste gastrointestinal.
El carbonato de bario es tóxico y prácticamente insoluble en agua fría. Es ligeramente soluble en agua con dióxido de carbono y soluble en ácido clorhídrico diluido. Reacciona con el sulfato de sodio para producir un precipitado blanco de sulfato de bario, más insoluble. La tendencia de conversión entre precipitados en solución acuosa es fácil de convertir hacia una dirección más insoluble.

6、 Campos de aplicación
1. Se utiliza industrialmente en la producción de sales de bario, aleaciones, fuegos artificiales, reactores nucleares, etc. También es un excelente desoxidante para la refinación de cobre. Se utiliza ampliamente en aleaciones como las de plomo, calcio, magnesio, sodio, litio, aluminio y níquel. El bario metálico puede emplearse como desgasificador para eliminar gases traza de tubos de vacío y tubos de rayos catódicos, así como para la refinación de metales. El nitrato de bario mezclado con clorato de potasio, polvo de magnesio y colofonia puede emplearse para fabricar bengalas de señales y fuegos artificiales. Los compuestos solubles de bario se utilizan comúnmente como insecticidas, como el cloruro de bario, para controlar diversas plagas vegetales. También se puede utilizar para refinar salmuera y agua de calderas para la producción de sosa cáustica electrolítica. También se utiliza para la preparación de pigmentos. Las industrias textil y del cuero lo utilizan como mordiente y mateante para la seda artificial.
2. El sulfato de bario para uso médico es un medicamento auxiliar para exámenes radiográficos. Es un polvo blanco inodoro e insípido que proporciona un contraste positivo en el cuerpo durante los exámenes radiográficos. El sulfato de bario médico no se absorbe en el tracto gastrointestinal y no causa reacciones alérgicas. No contiene compuestos solubles de bario como cloruro de bario, sulfuro de bario ni carbonato de bario. Se utiliza principalmente para imágenes gastrointestinales, aunque ocasionalmente se utiliza para otros fines de examen.

7、 Método de preparación
La producción industrial debario metálicoSe divide en dos etapas: la producción de óxido de bario y la reducción térmica del metal (reducción térmica del aluminio). A 1000-1200 °C,bario metálicoSe puede obtener reduciendo el óxido de bario con aluminio metálico y luego purificándolo por destilación al vacío. El método de reducción térmica del aluminio para producir bario metálico: debido a las diferentes proporciones de los ingredientes, pueden darse dos reacciones para la reducción del óxido de bario con aluminio. La ecuación de la reacción es la siguiente: ambas reacciones solo producen una pequeña cantidad de bario a 1000-1200 °C. Por lo tanto, se debe utilizar una bomba de vacío para transferir continuamente el vapor de bario desde la zona de reacción a la zona de condensación fría para que la reacción continúe su movimiento hacia la derecha. El residuo resultante de la reacción es tóxico y debe tratarse antes de su eliminación.