Н.С. Фрумина, Н.Н. Горюнова, С.Н. Ерёменко - Аналитическая химия Бария (1110103), страница 2
Текст из файла (страница 2)
ст, в специальной аппаратуре. Металлический барий — мягкий металл серебристого цвета, быстро разрушающийся на воадухе, кристаллизующийсн в кубической гранецентрированной системе. ЙАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ Барий — довольно распространенный зломент, Содержание его и земной коре составляет 5 10 ' вес.о/о, в каменных метеоритах— 9'10 'о/о. Космическая распространенность равна 3,68 атома на 70' атомов кремния.
В природе барий в основном встречается в виде различных минералов. Барит Ва80, (тяжелый шлат, персидский пшат) содержит -85о/о ВаО. Заленси барита находятся в СССР, СШЛ, Франции, Румынии. Барит встречается в природе в виде гранул, бесцветных трубчатых кристаллов; примеси окрашивают его в желтый, коричненый, красный, голубой, зеленый или черный цвет, Барит может содержать также сульфат стронция (баритоцелестин), сульфаты свинца и радия. Витерит ВаСО, (-78% ВаО) — минерал с серым или нселтым оттенком, встречается в небольших количествах в СССР, Англии, Японии, США.
Витерит может содернсать карбонат кальция или стронция. Цельзиаи Ва[Л1г8ггОг[ (бариевый полевой шлат) встречается редко (в Швеции, СССР, Англии), представляет собой бесцветные моноклинные призмы, монсет 'быть окрашен в красный и черный цвета окислами жолеза и марганца. Гиалофаи КгВа[Л1г8(гО! [ (бариевый полевой шлат) — бесцветные, прозрачные кристаллы (примеси окрашивают его в, желтый, голубой или красный цвет), встречается в СССР, Швеции, Швейцарии, Франции. Известны также следующие минералы бария: барилит ВагА1г8сгОго бариевый брюстерит БгВа[А!г8(гОгг](ОН) г ЗНгО, бариевый апатит [Ва (РОг)г1С)г, бариевая селитра Ва(МОг)г, ураноцирцит Ва(ООг) (РО!) 8НгО, алстоиит (Са, Ва)СОг. ПРИМЕНЕНИЕ БАРИЯ Барий находит применоние при металлотермическом восстановлении америцня и кюрия.
Излучения изотопов '"Ва и '"Ва используют н качестве стандартов в гамма-спектрометрии. Радиоактивные изотопы бария применяются для научения перемещений прибренспых песков, исследования катодных потерь в злектровакуумных ламиах и ироцессов катализа. Сплавы бария с алюминием и магнием используют в технике глубокого вакуума в качестве поглотителей газов (геттеров).
Барий входит также в антифрикционные сплавы на свинцовой основе и применяется н качестве присадок к никелю для цемеитирования рыхлых пород при бурении нефтяных скважин. Он является составной частью типографских Сплавов и используется в радиотехнике. Окись, перекись и гидроокись бария находят применение для получения перекиси водорода и в пиротехнике для приготовления воспламенительных составов.
Сульфид бария служит сырьем для получения солей бария, фторид бария применяется в производстве змалей, при рафинировании алюминия. Перхлорат бария— хороший осушитель. Титанат бария, благодаря простому способу приготовления, нашел применение в качестве сегиетозлектрика. Цирконат бария — огнеупорный материал, используется в керамической промышленности. Ацетат бария находит применение в качестве протравы при крашении шерсти и в ситцепечатаиии. Окрашенные соединения бария (хромат, манганат) являются хорошими пигментами, используются в качестве наполнителя при производстве резины и бумаги.
Платиноцианид бария используется для изготовления флуоресцирующих экранов. Многие соединения бария поглощают ренттеиовы лучи и Т-излучение, служат н качестве защитных материалов в рентгеновских установках и ядерных реакторах, а также применяются в качестве контрастного вещества прн рентгеноскопических исслодованиях. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАРИЯ Барий представляет собой тягучий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Он существует в двух аллотропных модификациях: а-модификация устойчива до 375'С; р-модифиссация возникает при 375'С и устойчива до температуры плавления.
Барий крнсталлиауется по типу кубической объемноцентрированной решетки; а=5,01 А. Ниже приводятся важнейшие физические константы бария [145, 240): 119,6 229,3 — 2,92 1,17 Плотность (20' С), г/гм' Температура плавления, 'С Температура кипения, 'С Теплота нлаелеипк, аал/г-аслам Теплота псперепп~ прп т.
кпп, ааа/г-огнам, Атомиеп теплоемкость, гал/г-аннам град (Π— 100'С) Удельное электрическое сопротивление, ом г.н Коаффициент линейного расширении (Π— 100' С) Твердость по Ьрииолы, гр/ммг Модуль упругости, аГ/ггмг Атомный радиус, А Ионный радиус Ва'+, А Энергии иоиигеции, акал/г-атом Ве' Ва+ Ва+ Вес+ Нормальный потенциал, е (пычпсл ) Поперечное гечоиие поглоп(ения тепловых нойтропое, бари/окнам 3,76 7РО 0!37 — 1640 2070~80 36 070 6,870 6 10 г 1,9.10"г 4,2 1290 2,21 1,38 По химической активности барий превосходит кальций и стронций.
Он быстро окисляется на воздухе, покрываясь слоем окиси, перекиси и нитрида. Хранят его под слоем керосина или петролейного эфира. При нагревании на воздухе барий легко воспламеняется и сгорает, Энергично разлагает воду и образует соединения со многими элементами. При нагревании барий взаимодействует с водородом и азотом, образуя достаточно прочные соединения — гидриды и нитриды (ВаН, и ВазХ~). Карбид бария ВаСг может быть получен в дуговой печи при нагревании окиси барин с углем. С фосфором барий образует устойчивое соединение — фосфид барин ВазРь получаемый восстановлением фосфорнокислой соли сажей при температуре дуговой печи. При нагревании сульфата бария до 1200'С в восстановительной атмосфере получают сильфид бария. Существует ряд полисульфидов бария, образующихся при взаимодействии Ва8 с серой; при 400' С все эти соединения вновь переходят в односернистое соединение.
Барий способен непосредственно реагировать с галогенами, образуя соли соответствующих галогеноводородных кислот. Со свинцом, никелем, сурьмой, оловом, железом барий образует сплавы. При взаимодействии бария с разбавленными кислотами (НСЕ, Н,ВО„НХОФ) получаются соответствующие соли (ВаСЕ,, Ва80м Ва (ХО,) г) . Все растворимые соли бария сильно ядовиты. СОЕДИНЕНИЯ БАРИЯ О к и с ь б а р и я ВаО образуется при взаимодействии бария с кислородом, имеет низкую температуру плавления, после охлаждения из расплавленного состояния застывает в кристаллическую массу. В технике ВаО болыпей частью получают прокаливанием карбоната бария с углем.
Окись бария представляет собой бесцветные кристаллы, плотность 5,98 г/см', легко переходящие па воздухе в карбонат бария, энергично взаимодействует с водой с выделением тепла, переходя з гидроокись. На холоду окись бария взаимодействует с хлором, при нагревании — с кислородом, серой, азотом, углеродом, сероуглеродом, двуокисью серы, свинца и кремния, окисью хрома и железа. Окись бария восстанавливаетсн при нагревании магнием, цинком, алюминием, кремнием до металла. Гидр оокись бария Ва(ОН)~ в безводном состоянии представляет собой белый аморфный порошок, плавится не разлагаясь, образуется при действии воды на металлический барий или окись бария. В промышленности для получения гидроокиси бария обрабатывают сульфид бария перегретым паром, 10 Известны четыре кристаллогидрат» гидроокиси бария: Ва(ОН), 8Н,О, Ва(ОН), 7Н,О и Ва(ОН), 2ЕЕ,О, Ва(ОЕЕ), Н,О.
При нагревании до 650'С в токе воздуха кристаллогидраты превращаются в окись или перекись бария. При обычных условиях гидроокись бария Ва (ОН) г 8Н,О— бесцветные монокликные кристаллы. Растворимость Ва(ОН) 2 в воде повышается с ростом температуры (90,8 г ВаО в 100 г НгО при 80'С). Водный раствор Ва(ОН)г (баритовая вода) применяется з лабораториях для открытия карбонат- и сульфат-ионов, ЕЕ е р е к и с ь барин ВаО.. получают нагреванием окиси бария в токе воздуха до 600' С или сильным прокаливанием гидро- окиси, нитрата или карбоната в тоне воздуха в присутствии следов воды.
Соединенио представляет собой белый порошок, трудно растворимый в воде, с водой образуот гидраты ВаО, 8Н,О, ВаО, Н,О, при 600'С ВаО. разлагается до ВаО. Применяется перекись бария в основном как исходный продукт для получения перекиси водорода. При нагревании перекиси бария под высоким давлениом кислорода получают высшую перекись ВаО, — неустойчивое вещество желтого цвета, разлагающееся при 50 — 60' С. Карбонат бария ВаСО; — белые бесцветные кристаллы с ромбической решеткой: а=6,39 А, Ь=8,83 А, с=5,28 А; плотность 4,3 — 4,4 г/см'. В природе карбопат бария встречается в виде минерала витерита. Карбонат барин отщепляет СО, только при высокой температуре — 1400'С. В воде ВаСО, труднорастворим (ПР=8 10 ' при 18'С), легко растворим в соляной и азотной кислотах.
Растворимость в воде повышается в присутствии солей аммония или угольной кислоты. Нитрат бария ВаХО, при обычных условиях — бесцветные кристаллы с простой кубической решеткой, а=8,13 А; плотность 3,24 г/см'. Растворимость Ва(ХО,), составляет 32,2 г в 100 г воды при 100' С. Для нитрата бария характерны следующие кристаллогидраты: Ва(ХО,)~ 4Н,О, Ва(ХО,)г 2Н,О. При сильном нагревании в присутствии восстановителей нитрат 'барин разлагается: 2Ва(ХОг)г=2ВаО+ 2Х~+ 50~. Галогениды барии. Хлор и д б ар ия при обычных условиях существует в виде дигидрата ВаС1~ 2НгО; представляет собой бесцветные кристаллы с моноклинной решеткой: а=7,136 А, 6=10,86 А, с=6,738 А; плотность 3,10 г/см'. При нагревании до 100'С теряет кристаллизационную воду.
Хлористый барий в безводном состоянии — белая масса, плавящаяся при 878'С, хорошо растворим в воде (60 г ВаС)г в 100 г НгО при 104,1'С) почти нерастворим в спиртах, эфире. Сильно ядовит! Б р о м и д б а р и я ВаВг, в безводном состоянии — белая масса, плавящаяся при 847'С, уд. вес 4,79; хорошо растворяется в воде (149 г ВаВгг в 100 г НзО при 100'С); кристаллизуется из водных растворов в виде дигидрата ВаВг„2Н-„О. Отщепление воды происходит несколько труднее, чем у хлорида бария ()100'С) Растворим в этиловом и метиловом спиртах. Иодид бария из водных растворов кристаллизуется в виде гидратов с различным содержанием молекул воды (1 — 7), гигро скопичен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
