Elemento 56: Bario

1. Introducción elementalBario,
El elemento metal alcalinotérreo, de símbolo químico Ba, se ubica en el Grupo IIA del sexto período de la tabla periódica. Es un metal alcalinotérreo suave, de brillo blanco plateado y el elemento más activo de los metales alcalinotérreos. El nombre del elemento proviene de la palabra griega beta alfa ρύς (barys), que significa “pesado”.

2. Descubriendo una breve historia
Los sulfuros de metales alcalinotérreos exhiben fosforescencia, lo que significa que continúan emitiendo luz durante un período de tiempo en la oscuridad después de haber sido expuestos a la luz. Los compuestos de bario empezaron a atraer la atención de la gente precisamente por esta característica. En 1602, un zapatero llamado Casio Lauro en la ciudad de Bolonia, Italia, tostó una barita que contenía sulfato de bario junto con sustancias inflamables y descubrió que podía emitir luz en la oscuridad, lo que despertó el interés de los estudiosos de aquella época. Posteriormente, este tipo de piedra recibió el nombre de polonita y despertó el interés de los químicos europeos por la investigación analítica. En 1774, el químico sueco CW Scheele descubrió que el óxido de bario era un suelo nuevo relativamente pesado, al que llamó “Baryta” (suelo pesado). En 1774, Scheler creía que esta piedra era una combinación de tierra nueva (óxido) y ácido sulfúrico. En 1776, calentó el nitrato de este nuevo suelo para obtener suelo puro (óxido). En 1808, el químico británico H. Davy utilizó mercurio como cátodo y platino como ánodo para electrolizar barita (BaSO4) y producir amalgama de bario. Después de la destilación para eliminar el mercurio, se obtuvo un metal de baja pureza que recibió el nombre de la palabra griega barys (pesado). El símbolo del elemento se establece como Ba, que se llamabario.

3 、 Propiedades físicas
BarioEs un metal blanco plateado con un punto de fusión de 725 °C, punto de ebullición de 1846 °C, densidad de 3,51 g/cm3 y ductilidad. Los principales minerales de bario son la barita y la arsenopirita.

4 、Barioes un elemento químico con propiedades químicas.
El símbolo químico Ba, número atómico 56, pertenece al grupo IIA del sistema periódico y es miembro de los metales alcalinotérreos. El bario tiene una gran actividad química y es el más activo entre los metales alcalinotérreos. A partir de la energía potencial y de ionización, se puede ver que el bario tiene una fuerte reducibilidad. De hecho, si sólo se considera la pérdida del primer electrón, el bario tiene la mayor reducibilidad en agua. Sin embargo, al bario le resulta relativamente difícil perder el segundo electrón. Por lo tanto, considerando todos los factores, la reducibilidad del bario disminuirá significativamente. Sin embargo, también es uno de los metales más reactivos en soluciones ácidas, sólo superado por el litio, el cesio, el rubidio y el potasio.

5.Compuestos principales
1). El óxido de bario se oxida lentamente en el aire para formar óxido de bario, que es un cristal cúbico incoloro. Soluble en ácido, insoluble en acetona y agua con amoníaco. Reacciona con agua para formar hidróxido de bario, que es tóxico. Cuando se quema, emite una llama verde y genera peróxido de bario.
2). El peróxido de bario reacciona con el ácido sulfúrico para producir peróxido de hidrógeno. Esta reacción se basa en el principio de preparar peróxido de hidrógeno en el laboratorio.
3). El hidróxido de bario reacciona con el agua para producir hidróxido de bario y gas hidrógeno. Debido a la baja solubilidad del hidróxido de bario y su alta energía de sublimación, la reacción no es tan intensa como la de los metales alcalinos y el hidróxido de bario resultante oscurecerá la vista. Se introduce una pequeña cantidad de dióxido de carbono en la solución para formar un precipitado de carbonato de bario y se introduce adicionalmente un exceso de dióxido de carbono para disolver el precipitado de carbonato de bario y generar bicarbonato de bario soluble.
4). El aminobario puede disolverse en amoníaco líquido, generando una solución azul con paramagnetismo y conductividad, que esencialmente forma electrones de amoníaco. Después de un largo período de almacenamiento, el hidrógeno en el amoníaco se reducirá a gas hidrógeno mediante los electrones de amoníaco, y la reacción total es que el bario reaccione con amoníaco líquido para producir aminobario y gas hidrógeno.
5). El sulfito de bario es un cristal o polvo blanco, tóxico, ligeramente soluble en agua y que se oxida gradualmente hasta convertirse en sulfato de bario cuando se coloca en el aire. Disuélvalo en ácidos fuertes no oxidantes como el ácido clorhídrico para generar gas dióxido de azufre con un olor acre. Cuando se encuentra con ácidos oxidantes como el ácido nítrico diluido, se puede convertir en sulfato de bario.
6). El sulfato de bario tiene propiedades químicas estables y la porción de sulfato de bario disuelta en agua está completamente ionizada, lo que lo convierte en un electrolito fuerte. El sulfato de bario es insoluble en ácido nítrico diluido. Se utiliza principalmente como agente de contraste gastrointestinal.
El carbonato de bario es tóxico y casi insoluble en agua fría. Ligeramente soluble en agua que contiene dióxido de carbono y soluble en ácido clorhídrico diluido. Reacciona con sulfato de sodio para producir un precipitado blanco más insoluble de sulfato de bario: la tendencia de conversión entre precipitados en solución acuosa: es fácil de convertir hacia una dirección más insoluble.

6. Campos de aplicación
1. Se utiliza con fines industriales en la producción de sales de bario, aleaciones, fuegos artificiales, reactores nucleares, etc. También es un excelente desoxidante para refinar cobre. Ampliamente utilizado en aleaciones, incluidas aleaciones de plomo, calcio, magnesio, sodio, litio, aluminio y níquel. El bario metálico se puede utilizar como agente desgasificante para eliminar gases traza de tubos de vacío y tubos de rayos catódicos, así como agente desgasificante para refinar metales. El nitrato de bario mezclado con clorato de potasio, polvo de magnesio y colofonia se puede utilizar para fabricar bengalas y fuegos artificiales. Los compuestos de bario solubles se usan comúnmente como insecticidas, como el cloruro de bario, para controlar diversas plagas de plantas. También se puede utilizar para refinar salmuera y agua de calderas para la producción de soda cáustica electrolítica. También se utiliza para preparar pigmentos. Las industrias textil y del cuero lo utilizan como mordiente y agente matificante para la seda artificial.
2. El sulfato de bario para uso médico es un medicamento auxiliar para los exámenes de rayos X. Polvo blanco inodoro e insípido, una sustancia que puede proporcionar un contraste positivo en el cuerpo durante un examen de rayos X. El sulfato de bario médico no se absorbe en el tracto gastrointestinal y no causa reacciones alérgicas. No contiene compuestos de bario solubles como cloruro de bario, sulfuro de bario y carbonato de bario. Se utiliza principalmente para imágenes gastrointestinales, ocasionalmente se usa para otros fines de examen.

7 、 Método de preparación
La producción industrial debario metálicose divide en dos pasos: la producción de óxido de bario y la reducción térmica del metal (reducción térmica del aluminio). A 1000-1200 ℃,bario metálicoSe puede obtener reduciendo el óxido de bario con aluminio metálico y luego purificándolo mediante destilación al vacío. Método de reducción térmica de aluminio para producir bario metálico: debido a las diferentes proporciones de ingredientes, puede haber dos reacciones para la reducción de óxido de bario con aluminio. La ecuación de reacción es: ambas reacciones solo pueden producir una pequeña cantidad de bario a 1000-1200 ℃. Por lo tanto, se debe utilizar una bomba de vacío para transferir continuamente vapor de bario desde la zona de reacción a la zona de condensación fría para que la reacción continúe moviéndose hacia la derecha. El residuo después de la reacción es tóxico y debe tratarse antes de eliminarlo.