ბარიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ბარიუმი / Barium (Ba) Ba-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 56
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება ბარიუმი
ლითონი.
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
137,327 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 222 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
502.5(5.21) კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 6s2
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 198 პმ
იონური რადიუსი (+2e)134 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
0,89
ელექტროდული პოტენციალი -2,906
ჟანგვის ხარისხი 2
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 3,5 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა /(·მოლი)
თბოგამტარობა (300 K) (18.4) ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 1002
დნობის სითბო 7,66 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 1910
აორთქლების სითბო 142,0 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 39,0 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა კუბური მოცულობაცენტრირებული
მესრის პერიოდი 5,332A Å
შეფარდება
დებაის ტემპერატურა 100


Ba 56
137,327
[Xe] 6s2
ბარიუმი

ბარიუმიმენდელეევის პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდის მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, ატომური ნომერი 56. აღინიშნება სიმბოლით Ba (ლათ. Barium). მარტივი ნივთიერება ბარიუმი ( CAS სარეგისტრაციო ნომერი: 7440-39-3) — რბილი, ჭედადი ტუტემიწა ლითონი მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის. ხასიათდება მაღალი ქიმიური აქტივობით.

ბარიუმის ატომის სქემა

ისტორია[რედაქტირება]

ბარიუმი აღმოჩენილ იქნა ბარიუმის ოქსიდის (BaO) სახით 1774 წ. კარლ შეელეს მიერ. 1808 წ. ინგლისელმა ქიმიკოსმა გემფრი დევიმ ბარიუმის ჰიდროქსიდისა და ვერცხლისწყლის კათოდის სველი ელექტოლიზით მიიღო ბარიუმის ამალგამა; გახურებისას, ვერცხლისწყლის აორთქლებით გამოყო ლითონი ბარიუმი.

სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება]

თავის სახელწოდება მიიღო ძვ. ბერძნ. βαρύς — «მძიმე», რადგან მისი ოქსიდი (BaO) იქნა დახასიათებული როგორც მაღალი სიკვრივის მქონე, რაც ასეთი ნივთიერებებისთვის მეტად უჭვეულო იყო.

ბუნებაში არსებობა[რედაქტირება]

ბარიუმის არსებობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მასის 0,05 %; ზღვის წყალი ბარიუმს საშუალოდ შეიცავს 0,02 მგ/ლ. ბარიუმი აქტიურია, ის შედის ტუტემიწა 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.

ადგილმდებარეობის ტიპები[რედაქტირება]

მინერალური ასოციაციის მიხედვით ბარიტების მადნები იყოფიან მონომინერალურად და კომპლექსურად. კომპლექსურები 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, ყიისა 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.

საბადოები[რედაქტირება]

ყველაზე მსხვილი საბადოები მდებარეობს რუმინეთის, აშშ, საფრანგეთის ტერიტორიაზე.

იზოტოპები[რედაქტირება]

ბუნებრივი ბარიუმი შედგება შვიდი სტაბილური იზოტიპის 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.

მიღება[რედაქტირება]

ბარიუმის მისაღებად ნედლეულად ძირითად გამოიყენება — ბარიტის კონცენტრატი (80-95 % BaSO4), რომელსაც თავის მხრივ მიიღებენ ბარიტის ფლოტაციით. შემდეგში ბარიუმის სულფატს კოქსით აღადგენენ ან ბუნებრივი გაზით:

BaSO4 + 4С = BaS + 4CO↑

BaSO4 + 2CH4 = BaS + 2С + 4H2O↑.

შემდეგ სულფიდს გახურებით აჰიდროლიზებენ ბარიუმის ჰიდროქსიდამდე Ba(OH)2 ან CO2 ის მოქმედებით გარდაქმნის უხსნად ბარიუმის კარბონატად BaCO3, რომელიც გადჰყავთ ბარიუმის ოქსიდში BaO (გახურება 800 °C Ba(OH)2-ის და 1000 °C-ზე მეტი BaCO3):

BaS + 2H2O = Ba(OH)2 + H2S↑

BaS + H2O + CO2 = BaCO3 + H2S↑

Ba(OH)2 = BaO + H2O↑

BaCO3 = BaO + CO2

ბარიუმ ლითონს მიიღებენ ოქსიდის - ალუმინით აღდგენით. ალუმინით ვაკუუმში 1200—1250°С:

4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl2O4.

ბარიუმს წმენდენ ვაკუუმში გატარებით ან დნობის ზონით.

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

ნარიუმი მოვერცხლისფრო-თეთრი ჭედადი ლითონია. მკვეთრი დარტყმით სკდება. არსებობს ორი ბარიუმის ალოტროპიული მოდიფიკაცია: до 375 °C მდგრადია α-Ba კუბური მოცულობით-ცენტრირებული ბადით (პარამეტრი а = 0,501 ნმ), ზემოთ მდგრადია β-Ba.

სიმაგრე მინერალოგიური შკალათი 1,25;

ბარიუბს ლითონს ინახავენ ნავთში

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ბარიუმი ტუტემიწა ლითონია. ინტენსიურად იჟანგება ჰაერზე, და წარმოქმნის ბარიუმის ოქსიდს ბარიუმის ნიტრიდს Ba3N2, ხოლო უმნიშვნელო გახურებით აალდება. ენერგიულად მოქმედებს წყალთან, სადაც წარმოიქმნებოდა ბარიუმის ჰიდროქსიდი Ba(ОН)2:

Ba + 2Н2О = Ba(ОН)2 + Н2

აქტიურად მოქმედებს გაზავებულ მჟავეების ხსნართან. ბარიუმის ბევრი მარილი უხსნადია ან ნახევრად უხსნადია: ბარიუმის სულფატი BaSO4, ბარიუმის სულფიტი BaSO3, ბარიუმის კარბონატი BaCO3, ბარიუმის ფოსფატი Ba3(PO4)2. ბარიუმის სულფიდი BaS, კალციუმის სულფიდისაგან განსხვავებთ რომელიც 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:

6Ba + 2NH3 = 3BaH2 + Ba3N2

ბარიუმის ნიტრიდი Ba3N2 გახურებისას ურთიერთქმედებს CO, და წარმოქმნის ციანიდს:

Ba3N2 + 2CO = Ba(CN)2 + 2BaO

თხევად ამიაკთან იძლევა ლურლ 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 + 4NH3 + Н2

ბარიუმის კარბიდი BaC2 შეიძლება მიღებულ იქნას ბარიუმის ოქსიდის ღუმელში ნახშირთან ერთად გახურებით.

ფოსფორთან ქმნის ფოსფიდს Ba3P2.

ბარიუმი აღადგენს ოქსიდებს, ლითონების ჰალოგენიდებს და სულფიდებს შესაბამისი ლითონების წარმოქმნამდე.

ხარისხობრივი და რაოდენობრივი ანალიზი[რედაქტირება]

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[1].

ბარიუმის ნაერთები ცეცხლის ალს აძლევენ მოყვითალო-მომწვანო ფერს (ტალღის სიგრძე 455 და 493 ნმ).

რაოდენობრივად ბარიუმს განსაზღვრავენ გრავიმეტრიის მეთოდით BaSO4 ან BaCrO4 -ის სახით.

გამოყენება[რედაქტირება]

გეტერნური მასალის ხარისხში გამოყენება[რედაქტირება]

ლითონური ბარიუმი ხშირად გამოიყენება შენადნობში ალუმინთან ერთად და გამიყენება როგორც აირშთამთქმელი (გეტერა) მაღალვაკუუმურ ელექტრო მოწყობილობებში.

ანტიკოროზიული მასალა[რედაქტირება]

ბარიუმი ემატება ცირკონთან ერთად თხევადლითონურ თბომატარებელში (ნატრიუმის, კალიუმის, რუბიდიუმის, ლითიუმის, ცეზიუმის შენადნობი) უკანსკნელთა აგრესიულობის შესამცირებლად მილსადენებთან და მეტალურგიაში.

ოპტიკა[რედაქტირება]

ბარიუმის ფტორიდი გამოიყენება მონოკრისტალის სახით ოპტიკაში (ლინზები, პრიზმები).

პიროტექნიკა[რედაქტირება]

ბარიუმის პეროქსიდი გამოიყენება პიროტექნიკაში და როგორც დამჟანგავი. ბარიუმის ნიტრატი და ბარიუმის ქლორატი გამოიყენება პიროტექნიკაში ალის ფერის შესაღებად (მწვანე ცეცხლი).

ატომურ-წყალბადის ენერგეტიკა[რედაქტირება]

ბარიუმის ქრომატი გამოიყენება წყალბადისა და ჟანგბადის მისაღებად თემოქიმური ხერხით (ოკ-რიჯის ციკლი, აშშ).

მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა[რედაქტირება]

ბარიუმის ოქსიდი სპილენძის ოქსიდთან და იშვიათმიწა ლითონებთან ერთად გამოიყენება ზეგამტარ კერამიკის სინთეზისათვის რომელიც მუშაობს თხევადი აზოტის ტემპერატურაზე და კიდევ უფრო მაღლა.

ბირთვული ენერგრტიკა[რედაქტირება]

ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალური მინის ხარშვის დროს — რომელიც 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.

დენის ქიმიური წყაროები[რედაქტირება]

ბარიუმის ფტორიდი გამოიყენება მყარისხეული ფტორიონულ აკუმულატორულ ბატარეებში,როგორც ფტორიდული ელექტროლიტის კომპონენტი.

ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება მძლავრ სპილენძჟანგიან აკუმულატორებში, როგორც აქტიური მასის კომპონენტი (ბარიუმის ჟანგი-სპილენძის ჟანგი).

ბარიუმის სულფატი გამოიყენება როგორც უარყოფითი ელექტროდის აქტიური მასის გამფართოვებელი ტყვია-მჟავური აკუმულატორების წარმოებისას.

ფასები[რედაქტირება]

ლითონური ბარიუმი ზოდებში 99,9 % სიწმინდის მისი ფასი მერყეობს მიახლოებით 30 დოლარი 1 კგ-ზე.

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება]

ბარიუმის ბიოლოგიური როლი საკმაოდ არაა შესწავლილი. ცხოვრებისათვის აუცილებელი მიკროელემენტების რიცხვში ის არ შედის. ბარიუმის ხსნადი მარილები ძლიერი საწამლავებია.

შენიშვნები[რედაქტირება]

  1. (1977) ბარიუმის ანალიტიკური ქიმია. მოსკოვი: მეცნიერება. 

წყაროები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე: