ბარიუმი
ბარიუმი - ელემენტების პერიოდულობის ცხრილის მეექვსე პერიოდის მეორე ჯგუფის ელემენტია. მისი ატომური ნომერია 56. აღინიშნება სიმბოლით Ba (ლათ. Barium). მარტივი ნივთიერება ბარიუმი - რბილი, ჭედადი ტუტემიწა ლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის. ხასიათდება მაღალი ქიმიური აქტივობით.
ისტორია
ბარიუმი აღმოჩენილ იქნა ბარიუმის ოქსიდის (BaO) სახით 1774 წ. კარლ შეელეს მიერ. 1808 წ. ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჰემფრი დევიმ ბარიუმის ჰიდროქსიდისა და ვერცხლისწყლის კათოდის სველი ელექტოლიზით მიიღო ბარიუმის ამალგამა; გახურებისას, ვერცხლისწყლის აორთქლებით გამოყო ლითონი ბარიუმი.
ბარიუმმა სახელწოდება მიიღო ძვ.-ბერძნ. βαρύς - «მძიმე», რადგან მისი ოქსიდი (BaO) უჩვეულოდ მაღალი სიმკვრივის მქონეა.
ბარიტი
გავრცელება
ბარიუმის არსებობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მასის 0.05 %; ზღვის წყალი ბარიუმს საშუალოდ შეიცავს 0.02 მგ/ლ. ბარიუმი აქტიურია, ის შედის ტუტემიწათა ლითონების ქვეჯგუფში და მინერალებში კავშირები საკმაოდ მტკიცე აქვს. ძირითადი მინერალებია: ბარიტი (BaSO4) და ვიტერიტი (BaCO3).
ბარიუმის იშვიათი მინერალებია: ცელზიანი ან ბარიუმის მინდვრის შპატი (ბარიუმის ალუმოსილიკატი), გიალოფანი (ბარიუმისა და კალიუმის შერეული ალუმოსილიკატი), ნიტრობარიტი (ბარიუმის ნიტრატი) და სხვა.
მინერალური შედგენილობის მიხედვით ბარიტების მადნები იყოფიან მონომინერალურად და კომპლექსურად. კომპლექსური მინერალები იყოფიან ბარიტო-სულფიდურიან (შეიცავენ ტყვიის, თუთიის, ზოგჯერ სპილენძის სულფიდებს და რკინის კოლჩედანს, იშვიათად Sn, Ni, Au, Ag), ბარიტო-კალციტიანი (შეიცავს 75 % კალციტებს), რკინა-ბარიტიანი (შეიცავს მაგნეტიტს, გემატიტს,ზედა ზონებში გეტიტს და ჰიდროგეტიტს) და ბარიტო-ფლიუორიტული (ბარიტისა და ფლიუორიტის გარდა შეიცავს კვარცს და კალციტს, მცირე მინარევების სახით ზოგჯერ შეიცავს თუთიის, სპილენძის, ტყვიისა და ვერცხლისწყლის სულფიდებს).
პრაქტიკულობის თვალსაზრისით ინტერსს იწვევს ჰიდროთერმული ძარღური მონომინერალური, ბარიტო-სულფიდური და ბარიტი- ფლიუორიტული საბადოები. საწარმოო მნიშვნელობა აქვს ასევე ზოგ მეტასომატიკურ პლასტურ საბადოებს. დანალექ საბადოებს, რომლებიც წარმოადგენს ტიპიურ წყლის აუზების ქიმიურ დანალექს, რაც ძალიან იშვიათად გვხვდება.
ყველაზე მსხვილი საბადოები მდებარეობს რუმინეთის, აშშ, საფრანგეთის ტერიტორიაზე.
ბარიუმის წარმოება მსოფლიო მასშტაბით
იზოტოპები
ბუნებრივი ბარიუმი შედგება შვიდი სტაბილური იზოტოპის ნარევისაგან: 130Ba, 132Ba, 134Ba, 135Ba, 136Ba, 137Ba, 138Ba. ბოლო წარმოადგენს ყველაზე გავრცელებულს (71,66 %). ცნობილია ბარიუმის რადიოაქტიური იზოტოპები, ყველაზე მნიშვნელოვანი მათ შორის არის 140Ba. ის წარმოიქმნება ურანის თორიუმის და პლუტონიუმის დაშლისას.
ფიზიკური თვისებები
ბარიუმი მოვერცხლისფრო-თეთრი ჭედადი ლითონია. მკვეთრი დარტყმით სკდება. არსებობს ბარიუმის ორი ალოტროპული მოდიფიკაცია: 375 °C-მდე მდგრადია α-Ba კუბური მოცულობით-ცენტრირებული ბადით (პარამეტრი а = 0,501 ნმ), ხოლო 375 °C- ზე ზემოთ მდგრადია β-Ba.
ამებიაზის რადიოგრამა
ბარიუმის სიმაგრე მინერალოგიური შკალათ არის 1.25.
ქიმიური თვისებები
ბარიუმი ტუტემიწათა ლითონია. ინტენსიურად იჟანგება ჰაერზე და წარმოქმნის ბარიუმის ოქსიდსა და ბარიუმის ნიტრიდს Ba3N. უმნიშვნელო გახურებით აალდება. ენერგიულად მოქმედებს წყალთან, რომლის დროსაც წარმოიქმნებოდა ბარიუმის ჰიდროქსიდი Ba(ОН)2:
Ba + 2 Н2О → Ba(ОН)2 + Н2↑
აქტიურად მოქმედებს გაზავებულ მჟავეების ხსნართან. ბარიუმის ბევრი მარილი უხსნადია ან მცირედ ხსნადი: მაგ. ბარიუმის სულფატი BaSO4, ბარიუმის სულფიტი BaSO3, ბარიუმის კარბონატი BaCO3, ბარიუმის ფოსფატი Ba3(PO4)2. ბარიუმის სულფიდი BaS, კალციუმის სულფიდისაგან განსხვავებთ რომელის კარგად ხსნადია CaS.
ადვილად შედის რეაქციაში ჰალოგენებთან და წარმოქმნის ჰალოგენიდებს.
წყალბადთან გახურებისას წარმოქმნის ბარიუმის ჰიდრიდს BaH2, რომელიც თავის მხრივ ლითიუმის ჰიდრიდთან LiH ერთად იძლევა კომპლექსს Li[BaH3].
გახურებისას რეაგირებს ამიაკთან:
6 Ba + 2 NH3 → 3 BaH2 + Ba3N2
ბარიუმის ნიტრიდი Ba3N2 გახურებისას ურთიერთქმედებს CO-თან და წარმოქმნის ციანიდს:
Ba3N2 + 2 CO → Ba(CN)2 + 2 BaO
ბარიუმი თხევად ამიაკთან იძლევა ლურჯ ხსნარს, საიდანაც შეიძლება ამიაკატის გამოყოფა [Ba(NH3)6], რომელსაც ოქროსფერი ბზინვარება აქვს და ადვილად იშლება NH3-ის გამოყოფით. პლატინის კატალიზატორის არსებობისას ამიაკატი იშლება ბარიუმის ამიდის წარმოქმნით:
[Ba(NH3)6] → Ba(NH2)2 + 4 NH3 + Н2
ბარიუმის კარბიდი BaC2 შეიძლება მიღებულ იქნას ბარიუმის ოქსიდის ღუმელში ნახშირთან ერთად გახურებით.
ფოსფორთან ურთიერთქმედებით იძლევა ფოსფიდს Ba3P2.
მწვანე ფერის ბარიუმის შემცველი მაშხალები
ბარიუმი აღადგენს ოქსიდებს, ლითონების ჰალოგენიდებს და სულფიდებს შესაბამისი ლითონების წარმოქმნამდე.
ხარისხობრივად ხსნარებში ბარიუმი აღმოჩნდება ნალექების მოსვლისას ბარიუმის სულფატი BaSO4, რომელიც განსხვავდება შესაბამის კალციუმის სულფატისაგან და სტრონციუმის სულფატისაგან ძალიან დაბალი ხსნადობით არაორგანულ მჟავებში.
ნატრიუმის როდიზონატი ბარიუმის ნეიტრალურ მარილებიდან გამოყოფს დამახასიათებელ წითელ ნალექს ბარიუმის როდიზონატს. რეაქცია მეტად მგრძნობიარეა, სპეციფიკურად, იძლევა საშუალებას განისაზღვროს ბარიუმის იონების 1 ნაწილი ხსნარის 210000 ნაწილზე.
ბარიუმის ნაერთები ცეცხლის ალს აძლევენ მოყვითალო-მომწვანო ფერს (ტალღის სიგრძე 455 და 493 ნმ).
რაოდენობრივად ბარიუმს განსაზღვრავენ გრავიმეტრიის მეთოდით BaSO4 ან BaCrO4 -ის სახით.
მიღება
ბარიუმის მისაღებად ნედლეულად ძირითად გამოიყენება ბარიტის კონცენტრატი (80-95 % BaSO4), რომელსაც თავის მხრივ იღებენ ბარიტის ფლოტაციით. ბარიტიდან ბარიუმის სულფატს კოქსით ან ბუნებრივი გაზით აღადგენენ.
BaSO4 + 4 С → BaS + 4 CO↑
BaSO4 + 2 CH4 → BaS + 2 С + 4 H2O↑
შემდეგ სულფიდს გახურებით აჰიდროლიზებენ ბარიუმის ჰიდროქსიდამდე Ba(OH)2 ან CO2-ის მოქმედებით გარდაქმნის უხსნად ბარიუმის კარბონატად BaCO3, რომელიც შემდეგ გადაჰყავთ ბარიუმის ოქსიდში BaO:
BaS + 2 H2O → Ba(OH)2 + H2S↑
BaS + H2O + CO2 → BaCO3 + H2S↑
Ba(OH)2 → BaO + H2O↑
BaCO3 → BaO + CO2↑
მეტალური ბარიუმი მიიღება მისი ოქსიდის ალუმინით აღდგენით ვაკუუმში 1200-1250 °С-ზე:
4 BaO + 2 Al → 3 Ba + BaAl2O4
გამოყენება
ლითონური ბარიუმი ხშირად გამოიყენება შენადნობში ალუმინთან ერთად. იგი გამოიყენება ასევე აირშთამთქმელი მაღალვაკუუმურ ელექტრო მოწყობილობებში.
ბარიუმი ემატება ცირკონთან ერთად თხევადლითონურ თბომატარებელში (ნატრიუმის, კალიუმის, რუბიდიუმის, ლითიუმის, ცეზიუმის შენადნობი) ამ უკანასკნელთა აგრესიულობის შესამცირებლად მილსადენებთან და მეტალურგიაში.
ბარიუმის ფთორიდი გამოიყენება მონოკრისტალის სახით ოპტიკაში (ლინზები, პრიზმები).
ბარიუმის პეროქსიდი გამოიყენება პიროტექნიკაში როგორც დამჟანგავი. ბარიუმის ნიტრატი და ბარიუმის ქლორატი გამოიყენება პიროტექნიკაში ალის ფერის შესაღებად (მწვანე ცეცხლი).
ბარიუმის ქრომატი გამოიყენება თემოქიმური ხერხით წყალბადისა და ჟანგბადის მისაღებად (ოკ-რიჯის ციკლი, აშშ).
ბარიუმის ოქსიდი სპილენძის ოქსიდთან და იშვიათმიწა ლითონებთან ერთად გამოიყენება ზეგამტარი კერამიკის სინთეზისათვის, რომელიც მუშაობს თხევადი აზოტის ტემპერატურაზე და კიდევ უფრო მაღლა.
ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალური მინის ხარშვის დროს. აღნიშნული მინები გამოიყენება ურანის ღეროების დასაფარად. ერთერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპის მინას აქვს შემდეგი შემადგენლობა - (ფოსფორის ოქსიდი - 61 %, ВаО - 32 %, ალუმინის ოქსიდი - 1.5 %, ნატრიუმის ოქსიდი - 5.5 %). ატომური მრეწველობისათვის მინის ხარშვისას გამოიყენება ასევე ბარიუმის ფოსფატი.
ბარიუმის ფთორიდი გამოიყენება მყარისხეული ფთორიონურ აკუმულატორულ ბატარეებში, როგორც ფთორიდული ელექტროლიტის კომპონენტი.
ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება მძლავრ სპილენძიან აკუმულატორებში როგორც აქტიური მასის კომპონენტი (ბარიუმის ოქსიდი-სპილენძის ოქსიდი).
ბარიუმის სულფატი გამოიყენება როგორც უარყოფითი ელექტროდის აქტიური მასის გამაფართოებელი ტყვია-მჟავური აკუმულატორების წარმოებისას.
ბიოლოგიური როლი
ბარიუმის ბიოლოგიური როლი საკმაოდ არაა შესწავლილი. სიცოცხლისათვის აუცილებელი მიკროელემენტების რიცხვში ის არ შედის. ბარიუმის ხსნადი მარილები ძლიერი საწამლავებია.
მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით
