ბარიუმი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
ნავიგაციაზე გადასვლა ძიებაზე გადასვლა
ბარიუმი
56 Ba
137,327
6s2
ბარიუმი, 56Ba
Barium unter Argon Schutzgas Atmosphäre.jpg
ზოგადი თვისებები
ელემენტის ფერი მოვერცხლისფრო-ნაცრისფერი
სტანდ. ატომური
მასა
Ar, სტან.(Ba)
საყოველთაოდ
მიღებული: 137,327
ბარიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სიცილიუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენიუმი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმიუმი ნეოდიმიუმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლიმიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოემიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო Mercury (element) თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესიუმი ოგანესონი
Sr

Ba

Ra
ცეზიუმიბარიუმილანთანი
ატომური ნომერი (Z) 56
ჯგუფი II ჯგუფი (ტუტემიწა ლით.)
პერიოდი პერიოდი 6
ბლოკი s-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 6s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 18, 8, 2
ელემენტის ატომის სქემა
Electron shell 056 Barium.svg
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
727 °C ​(1000 K, ​​1341 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
1845 °C ​(2118 K, ​​3353 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 3,51 გრ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.) 3,338 გრ/სმ3
მოლური მოცულობა 39,0 სმ3/მოლი
დნობის კუთ. სითბო 7,12 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო 142 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა 28,07 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა
P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)-ზე 911 1038 1185 1388 1686 2170
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი 1, +2 (a strongly basic oxide)
ელექტროდული პოტენციალი -2,906
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 0,89
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 502,9 კჯ/მოლ
  • 2: 965,2 კჯ/მოლ
  • 3: 3600 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი ემპირიული: 222 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov) 215±11 პმ
იონური
რადიუსი
(rion)
(+2e)134 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი 268 პმ
მოლური მოცულობა 39,0 სმ3/მოლ
Barium spectrum visible.png
ბარიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა კუბური მოცულობაცენტრირებული
Cubic-body-centered.svg
მესრის პერიოდი 5,332 Å
ბგერის სიჩქარე thin rod 1620 მ/წმ (at 20 °C)
თერმული გაფართოება 20,6 µმ/(მ·K) (at 25 °C)
თბოგამტარობა 18,4 ვტ/(·K)
ელექტრული წინაღობა 332 Ω·m (at 20 °C)
მაგნეტიზმი პარამაგნეტიკი
მაგნიტური მგრძნობელობა +20,6·10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული 13 გპა
წანაცვლების მოდული 4,9 გპა
დრეკადობის მოდული 9,6 გპა
მოოსის მეთოდი 1,25
CAS ნომერი 7440-39-3
ისტორია
აღმოჩენილია კარლ ვილჰელმ შეელე (1772)
პირველად მიღებულია ჰამფრი დეივი (1808)
ბარიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
130Ba 0.11% (0.5–2.7)×1021 y εε 130Xe
132Ba 0.10% სტაბილური
133Ba syn 10.51 y ε 133Cs
134Ba 2.42% სტაბილური
135Ba 6.59% სტაბილური
136Ba 7.85% სტაბილური
137Ba 11.23% სტაბილური
138Ba 71.70% სტაბილური

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.

ისტორია[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

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

ბუნებაში არსებობა[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

ყველაზე მსხვილი საბადოები მდებარეობს რუმინეთის, აშშ, საფრანგეთის ტერიტორიაზე.

იზოტოპები[რედაქტირება | წყაროს 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.

სტანდარტული ატომური მასა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ბარიუმის სტანდარტულ ატომურ მასად მიღებულია — 137,327, რომელიც როგორც წესი იანგარიშება ბუნებაში არსებულ ყველა სტაბილურ იზოტოპტთა საშუალო შეწონილი მასით, მათი დედამიწის ქერქსა და ატმოსფეროში გავრცელების პროპორციულად.

იზოტოპი Z N ატომური მასა
(მ.ა.ე.)
% ბუნებაში საშუალო
შეწონილი
130Ba 56 74 129,9063208 0,11 % 0,142896953
132Ba 56 76 131,9050613 0,10 % 0,131905061
134Ba 56 78 133,9045084 2,42 % 3,240489103
135Ba 56 79 134,9056886 6,59 % 8,890284879
136Ba 56 80 135,9045759 7,85 % 10,66850921
137Ba 56 81 136,9058274 11,23 % 15,37452442
138Ba 56 82 137,9052472 71,70 % 98,87806224
Ar, სტან.(Ba) 137,326672

მიღება[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს 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 | წყაროს 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 | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

გეტერნური მასალის ხარისხში გამოყენება[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

ანტიკოროზიული მასალა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

ოპტიკა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

პიროტექნიკა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

ატომურ-წყალბადის ენერგეტიკა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა[რედაქტირება | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

ბარიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალური მინის ხარშვის დროს — რომელიც გამოიყენება ურანის ღეროების დასაფარად. ერთ-ერთი 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 | წყაროს 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 | წყაროს რედაქტირება]

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

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

შენიშვნები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

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

ლიტერატურა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე: