БАРИЙ
Физические и химические свойства Б. Кристаллическая. решётка Б. кубическая объёмноцентрированная с периодом а = 5,019А; плотность 3,76 г/см3, tпл 710°C, tkип 1637-1640°C. Б. - мягкий металл (твёрже свинца, но мягче цинка), его твёрдость по минералогической шкале 2. Б. относится к щёлочноземельным металлам и по химическим свойствам сходен с кальцием и стронцием, превосходя их по активности. Б. реагирует с большинством др. элементов, образуя соединения, в которых он, как правило, 2-валентен (на внешней электронной оболочке атома Б. 2 электрона, её конфигурация 6s2). На воздухе Б. быстро окисляется, образуя на поверхности плёнку из окиси (а также перекиси и нитрида ВазNз). При нагревании легко воспламеняется и горит жёлто-зелёным пламенем. Энергично разлагает воду, образуя бария гидроокись: Ва+2Н2O=Ва (ОН)2+Н2. Из-за химической активности Б. хранят под слоем керосина. Окись ВаО - бесцветные кристаллы; на воздухе легко переходит в карбонат BaCO3, с водой энергично взаимодействует, образуя Ba (OH)2. Нагреванием BaO на воздухе при 500°C получают перекись BaO2, разлагающуюся при 700°C на BaO и O2. Нагреванием перекиси с кислородом под высоким давлением получена высшая перекись BaO4 - вещество желтого цвета. разлагающееся при 50-60°C. С галогенами и серой Б. соединяется, образуя галогениды (например BaCl2) и сульфид BaS, с водородом - гидрид BH2, бурно разлагающийся водой и кислотами. Из обычно применяемых солей Б. хорошо растворимы бария хлорид BaCl2 и др. галогениды, нитрат Ba (NOз)2, сульфид BaS, хлорат Ba (Cl0з)2, трудно растворимы - бария сульфат BaSO4, карбонат ВаСОз и хромат BaCO4.
Получение и применение Б. Основным сырьем для получения Б. и его соединений служит барит, который восстанавливают углем в пламенных печах: BaS04+4C=BaS+4CO. Образующийся растворимый BaS перерабатывается на др. соли Б. Основной промышленный метод получения металлического Б. - термическое восстановление его окиси порошком алюминия: 4BaO+2Al=ЗВа+ВаО.Al2Oз.
Смесь нагревают при 1100-1200°C в вакууме (100 мн/м2, 10-3 мм рт. ст.). Б. улетучивается, осаждаясь на холодных частях аппаратуры. Процесс ведут в электровакуумных аппаратах периодического действия, позволяющих последовательно проводить восстановление, дистилляцию, конденсацию и отливку металла, получая за один технологический цикл слиток Б. Двойной перегонкой в вакууме при 900°C металл очищают до содержания в нём примесей менее 1-10-4%.
Практическое применение металлического Б. невелико. Оно ограничено также и тем, что манипуляции с чистым Б. затруднительны. Обычно Б. или помещают в защитную оболочку из др. металла, или сплавляют с каким-либо металлом, придающим Б. стойкость. Иногда металлический Б. получают непосредственно в приборах, помещая в них таблетки из смеси окиси Б. и алюминия и проводя затем термическое восстановление в вакууме. Б., а также его сплавы с магнием и алюминием применяют в технике высокого вакуума в качестве поглотителя остаточных газов (геттера). В небольших количествах Б. применяют в металлургии меди и свинца для их раскисления, очистки от серы и газов. В некоторые антифрикционные материалы добавляют незначительное количество Б. Так, добавка Б. к свинцу заметно увеличивает твёрдость сплава, применяемого для типографских шрифтов. Сплавы Б. с никелем применяют при изготовлении электродов запальных свечей двигателей и в радиолампах.
Широко применяются соединения Б. Перекись BaO2 служит для получения перекиси водорода, для отбеливания шёлка и растительных волокон, как дезинфицирующее средство и как один из компонентов запальных смесей в алюминотермии. Сульфидом BaS удаляют волосяной покров со шкур. Перхлорат Ba (ClO4)2 - один из лучших осушителей. Нитрат Ва (NО3)2 используют в пиротехнике. Окрашенные соли Б. - хромат ВаСгО4 (жёлтый) и манганат BaMnO4 (зелёный) - хорошие пигменты при изготовлении красок. Платиноцианатом Б. Ba [Pt (CN)4] покрывают экраны при работе с рентгеновским и радиоактивным излучением (в кристаллах этой соли под действием излучений возбуждается яркая жёлто-зелёная флуоресценция). Титанат Б. BaTIO3 - один из наиболее важных сегнетоэлектриков. Поскольку Б. хорошо поглощает рентгеновские лучи и гамма-излучение, его вводят в состав защитных материалов в рентгеновских установках и ядерных реакторах. Соединения Б. являются инертными носителями при извлечении радия из урановых руд. Нерастворимый сульфат Б. нетоксичен и применяется как контрастная масса при рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта. Карбонат Б. используется для уничтожения грызунов (см. Дератизация).
? Лит.: Дымчишин Д. А., Производство бариевых солей, М.- Л., 1938; Беляев А. И., Металлургия легких металлов, 4 изд., М., 1954; Баранова М. К., Барий. (Обзор литературы), М., 1962.
? Ю. И. Романьков.
Б. в организме. Б. присутствует во всех органах растений; его содержание в золе растения зависит от количества Б. в почве и колеблется от 0,06-0,2 до 3% (на месторождениях барита). Коэффициент накопления Б. (Б. в золе/Б. в почве) у травянистых растений равен 0,2-6, у древесных 1-30. Концентрация Б. больше в корнях и ветвях, меньше - в листьях; она увеличивается по мере старения побегов. Для животных Б. (его растворимые соли) ядовит, поэтому травы, содержащие много Б. (до 2-30% в золе), вызывают у травоядных отравление. Б. отлагается в костях и в небольших количествах в др. органах животных. Доза 0,2-0,5 г хлористого Б. вызывает у человека острое отравление, 0,8-0,9 г - смерть. Предельно допустимая концентрация Б. в воде, используемой с бытовыми целями, 4,0 г/м3 (4,0 мг/л).
Подробнее >>>
|
|
