Elemento 56: Bário

1. Introdução ElementarBário,
O elemento metal alcalino-terroso, com o símbolo químico Ba, está localizado no Grupo IIA do sexto período da tabela periódica. É um metal alcalino-terroso macio, de brilho branco-prateado, e o elemento mais ativo entre os metais alcalino-terrosos. O nome do elemento vem da palavra grega beta alfa ρύς (barís), que significa "pesado".

2、 Descobrindo uma Breve História
Sulfetos de metais alcalino-terrosos exibem fosforescência, o que significa que continuam a emitir luz por um período de tempo no escuro após serem expostos à luz. Os compostos de bário começaram a atrair a atenção das pessoas justamente por essa característica. Em 1602, um sapateiro chamado Casio Lauro, da cidade de Bolonha, Itália, queimou uma barita contendo sulfato de bário juntamente com substâncias inflamáveis ​​e descobriu que ela podia emitir luz no escuro, o que despertou o interesse dos estudiosos da época. Mais tarde, esse tipo de pedra foi chamado de polonita e despertou o interesse de químicos europeus em pesquisas analíticas. Em 1774, o químico sueco C. W. Scheele descobriu que o óxido de bário era um solo novo relativamente pesado, que ele chamou de "Baryta" (solo pesado). Em 1774, Scheler acreditava que essa pedra era uma combinação de solo novo (óxido) e ácido sulfúrico. Em 1776, ele aqueceu o nitrato nesse solo novo para obter solo puro (óxido). Em 1808, o químico britânico H. Davy utilizou mercúrio como cátodo e platina como ânodo para eletrolisar a barita (BaSO4) e produzir amálgama de bário. Após a destilação para remover o mercúrio, obteve-se um metal de baixa pureza, cujo nome deriva da palavra grega barys (pesado). O símbolo do elemento é definido como Ba, que é chamado debário.

3、 Propriedades físicas
BárioÉ um metal branco prateado com ponto de fusão de 725 °C, ponto de ebulição de 1846 °C, densidade de 3,51 g/cm³ e ductilidade. Os principais minérios de bário são a barita e a arsenopirita.

4、Bárioé um elemento químico com propriedades químicas.
O símbolo químico Ba, número atômico 56, pertence ao grupo do sistema periódico IIA e é um membro dos metais alcalino-terrosos. O bário tem grande atividade química e é o mais ativo entre os metais alcalino-terrosos. A partir do potencial e da energia de ionização, pode-se observar que o bário tem forte redutibilidade. De fato, se considerarmos apenas a perda do primeiro elétron, o bário tem a maior redutibilidade em água. No entanto, é relativamente difícil para o bário perder o segundo elétron. Portanto, considerando todos os fatores, a redutibilidade do bário diminuirá significativamente. No entanto, ele também é um dos metais mais reativos em soluções ácidas, perdendo apenas para o lítio, o césio, o rubídio e o potássio.

5. Principais compostos
1). O óxido de bário oxida-se lentamente no ar, formando óxido de bário, que é um cristal cúbico incolor. Solúvel em ácido, insolúvel em acetona e água com amônia. Reage com água para formar hidróxido de bário, que é tóxico. Quando queimado, emite uma chama verde e gera peróxido de bário.
2) O peróxido de bário reage com ácido sulfúrico para produzir peróxido de hidrogênio. Essa reação se baseia no princípio de preparação de peróxido de hidrogênio em laboratório.
3). O hidróxido de bário reage com a água para produzir hidróxido de bário e gás hidrogênio. Devido à baixa solubilidade do hidróxido de bário e à sua alta energia de sublimação, a reação não é tão intensa quanto a dos metais alcalinos, e o hidróxido de bário resultante obscurece a visão. Uma pequena quantidade de dióxido de carbono é introduzida na solução para formar um precipitado de carbonato de bário, e o excesso de dióxido de carbono é adicionado para dissolver o precipitado de carbonato de bário e gerar bicarbonato de bário solúvel.
4). O amino bário pode se dissolver em amônia líquida, gerando uma solução azul com paramagnetismo e condutividade, que essencialmente forma elétrons de amônia. Após um longo período de armazenamento, o hidrogênio na amônia será reduzido a gás hidrogênio pelos elétrons de amônia, e a reação total é o bário reagindo com a amônia líquida para produzir amino bário e gás hidrogênio.
5). O sulfito de bário é um cristal ou pó branco, tóxico, ligeiramente solúvel em água e gradualmente oxidado em sulfato de bário quando exposto ao ar. Dissolve-se em ácidos fortes não oxidantes, como o ácido clorídrico, para gerar dióxido de enxofre gasoso com odor pungente. Ao entrar em contato com ácidos oxidantes, como o ácido nítrico diluído, pode ser convertido em sulfato de bário.
6). O sulfato de bário possui propriedades químicas estáveis, e a porção dissolvida em água é completamente ionizada, tornando-o um eletrólito forte. O sulfato de bário é insolúvel em ácido nítrico diluído. Usado principalmente como agente de contraste gastrointestinal.
O carbonato de bário é tóxico e quase insolúvel em água fria. É ligeiramente solúvel em água contendo dióxido de carbono e solúvel em ácido clorídrico diluído. Reage com sulfato de sódio para produzir um precipitado branco de sulfato de bário mais insolúvel – a tendência de conversão entre precipitados em solução aquosa: é fácil converter para uma direção mais insolúvel.

6. Campos de Aplicação
1. É utilizado para fins industriais na produção de sais de bário, ligas, fogos de artifício, reatores nucleares, etc. É também um excelente desoxidante para o refino de cobre. Amplamente utilizado em ligas, incluindo chumbo, cálcio, magnésio, sódio, lítio, alumínio e níquel. O bário metálico pode ser usado como agente desgaseificante para remover gases residuais de tubos de vácuo e tubos de raios catódicos, bem como como agente desgaseificante para o refino de metais. O nitrato de bário misturado com clorato de potássio, pó de magnésio e colofónia pode ser usado para fabricar sinalizadores e fogos de artifício. Compostos solúveis de bário são comumente usados ​​como inseticidas, como o cloreto de bário, para controlar diversas pragas de plantas. Também pode ser usado para refinar salmoura e água de caldeira para a produção de soda cáustica eletrolítica. Também é usado para preparar pigmentos. As indústrias têxtil e de couro o utilizam como mordente e agente de fosqueamento para seda artificial.
2. O sulfato de bário para uso médico é um medicamento auxiliar para exames de raios-X. É um pó branco, inodoro e insípido, que pode fornecer contraste positivo no corpo durante exames de raios-X. O sulfato de bário para uso médico não é absorvido pelo trato gastrointestinal e não causa reações alérgicas. Não contém compostos de bário solúveis, como cloreto de bário, sulfeto de bário e carbonato de bário. Usado principalmente para imagens gastrointestinais, ocasionalmente para outros fins de exame.

7. Método de preparação
A produção industrial debário metálicoé dividido em duas etapas: a produção de óxido de bário e a redução térmica do metal (redução térmica do alumínio). A 1000-1200 ℃,bário metálicoPode ser obtido pela redução do óxido de bário com alumínio metálico e, em seguida, purificado por destilação a vácuo. Método de redução térmica de alumínio para produção de bário metálico: Devido às diferentes proporções de ingredientes, pode haver duas reações para a redução do óxido de bário com alumínio. A equação da reação é: ambas as reações podem produzir apenas uma pequena quantidade de bário a 1000-1200 ℃. Portanto, uma bomba de vácuo deve ser usada para transferir continuamente o vapor de bário da zona de reação para a zona de condensação fria para que a reação continue a se mover para a direita. O resíduo após a reação é tóxico e precisa ser tratado antes do descarte.