元素番号56:バリウム

1、元素の紹介バリウム,
アルカリ土類金属元素(化学記号Ba)は、周期表の第6周期IIA族に属します。柔らかく銀白色の光沢を持つアルカリ土類金属で、アルカリ土類金属の中で最も活性の高い元素です。元素名はギリシャ語の「重い」を意味するβ α ρύς(バリス)に由来します。

バリウム塊

 

2、簡単な歴史を知る
アルカリ土類金属の硫化物は燐光性を示し、光に当てると暗闇の中で一定時間発光し続けます。バリウム化合物が人々の注目を集めるようになったのは、まさにこの特性のためです。1602年、イタリアのボローニャで靴職人のカシオ・ラウロは、硫酸バリウムを含む重晶石を可燃物とともに焙焼したところ、暗闇で発光することを発見し、当時の学者の関心を呼びました。後に、この種の石はポロナイトと呼ばれ、ヨーロッパの化学者の分析研究の関心を呼びました。1774年、スウェーデンの化学者CWシェーレは、酸化バリウムが比較的重い新しい土であることを発見し、「バライタ」(重い土)と名付けました。1774年、シェーレはこの石が新しい土(酸化物)と硫酸の化合物であると考えました。1776年、彼はこの新しい土の硝酸塩を加熱して純粋な土(酸化物)を得ました。 1808年、イギリスの化学者H・デービーは、陰極に水銀、陽極に白金を用いて重晶石(BaSO4)を電気分解し、バリウムアマルガムを製造しました。蒸留により水銀を除去すると、純度の低い金属が得られ、ギリシャ語の「barys(重い)」にちなんで命名されました。元素記号はBaで、バリウム.

3、物理的性質
バリウムバリウムは銀白色の金属で、融点は725℃、沸点は1846℃、密度は3.51g/cm3、延性があります。主な鉱石は重晶石と硫砒鉄鉱です。

原子番号 56
陽子数 56
原子半径 午後2時22分
原子体積 39.24cm3/モル
沸点 1846℃
融点 725℃
密度 3.51g/cm3
原子量 137.327
モース硬度 1.25
引張弾性率 13GPa
せん断弾性率 4.9GPa
熱膨張 20.6 µm/(m·K) (25℃)
熱伝導率 18.4 W/(m·K)
抵抗率 332 nΩ·m(20℃)
磁気配列 常磁性
電気陰性度 0.89(ボウリングスケール)

4、バリウム化学的性質を持つ化学元素です。
化学記号Ba、原子番号56は、周期表IIA族に属し、アルカリ土類金属の一種です。バリウムは化学活性が高く、アルカリ土類金属の中で最も活性が高い元素です。電位とイオン化エネルギーから、バリウムは強い還元性を持つことがわかります。実際、最初の電子の喪失のみを考慮すると、バリウムは水中で最も強い還元性を持ちます。しかし、バリウムが2番目の電子を失うことは比較的困難です。したがって、すべての要因を考慮すると、バリウムの還元性は大幅に低下します。しかし、バリウムは酸性溶液中ではリチウム、セシウム、ルビジウム、カリウムに次いで最も反応性の高い金属の一つでもあります。

帰属サイクル 6
民族グループ IIA
電子層分布 2-8-18-18-8-2
酸化状態 0 +2
周辺電子レイアウト 6s2

5.主な化合物
1) 酸化バリウムは空気中でゆっくりと酸化され、無色の立方晶系結晶である酸化バリウムを生成します。酸には溶けますが、アセトンとアンモニア水には溶けません。水と反応して有毒な水酸化バリウムを生成します。燃焼すると緑色の炎を発し、過酸化バリウムを生成します。
2)過酸化バリウムは硫酸と反応して過酸化水素を生成します。この反応は、実験室で過酸化水素を製造する原理に基づいています。
3)水酸化バリウムは水と反応して水酸化バリウムと水素ガスを生成します。水酸化バリウムは溶解度が低く、昇華エネルギーが高いため、アルカリ金属ほど反応が激しくなく、生成した水酸化バリウムは視界を遮ります。少量の二酸化炭素を溶液に導入すると炭酸バリウムの沈殿物が形成され、さらに過剰量の二酸化炭素を導入すると炭酸バリウムの沈殿物が溶解し、可溶性の重炭酸バリウムが生成されます。
4)アミノバリウムは液体アンモニアに溶解し、常磁性と導電性を持つ青色の溶液を生成し、本質的にアンモニア電子を形成します。長期間保管すると、アンモニア中の水素はアンモニア電子によって還元され、水素ガスになります。そして、バリウムと液体アンモニアが反応してアミノバリウムと水素ガスが生成されます。
5)亜硫酸バリウムは白色の結晶または粉末で、有毒であり、水にわずかに溶けます。空気中に置くと徐々に酸化されて硫酸バリウムになります。塩酸などの非酸化性の強酸に溶解すると、刺激臭のある二酸化硫黄ガスが発生します。希硝酸などの酸化性の酸に接触すると、硫酸バリウムに変化することがあります。
6)硫酸バリウムは化学的性質が安定しており、水に溶解した硫酸バリウムの一部は完全にイオン化されるため、強電解質となります。硫酸バリウムは希硝酸には不溶です。主に消化管造影剤として使用されます。
炭酸バリウムは有毒であり、冷水にはほとんど溶けません。二酸化炭素を含む水にはわずかに溶け、希塩酸には溶けます。硫酸ナトリウムと反応して、より不溶性の硫酸バリウムの白色沈殿を生成します。水溶液中の沈殿物間の変化傾向:より不溶性の方向へ容易に変化します。

6、応用分野
1. バリウム塩、合金、花火、原子炉などの製造における工業用途に使用されています。また、銅精錬用の優れた脱酸剤でもあります。鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、アルミニウム、ニッケル合金などの合金に広く使用されています。バリウム金属は、真空管やブラウン管から微量ガスを除去するための脱ガス剤として、また金属精錬用の脱ガス剤として使用できます。硝酸バリウムは、塩素酸カリウム、マグネシウム粉末、ロジンと混合して、信号弾や花火の製造に使用できます。可溶性バリウム化合物は、塩化バリウムなどの殺虫剤として一般的に使用され、さまざまな植物害虫を防除します。また、電解苛性ソーダ製造用の塩水やボイラー水の精製にも使用できます。顔料の製造にも使用されます。繊維産業や皮革産業では、人造絹糸の媒染剤や艶消し剤として使用されています。
2. 医療用硫酸バリウムは、X線検査の補助薬です。無臭無味の白色粉末で、X線検査時に体内で陽性造影効果を発揮します。医療用硫酸バリウムは消化管で吸収されず、アレルギー反応を引き起こしません。塩化バリウム、硫化バリウム、炭酸バリウムなどの可溶性バリウム化合物は含まれていません。主に消化管造影検査に用いられますが、他の検査目的にも使用されることがあります。

7、準備方法
工業生産金属バリウム酸化バリウムの生成と金属熱還元(アルミニウム熱還元)の2つの段階に分かれています。1000~1200℃で、金属バリウム酸化バリウムを金属アルミニウムで還元し、真空蒸留で精製することで得られます。アルミニウム熱還元法による金属バリウムの製造方法:成分比の違いにより、酸化バリウムのアルミニウム還元には2つの反応が考えられます。反応式は次のとおりです。どちらの反応も1000~1200℃で少量のバリウムしか生成しません。そのため、反応を継続的に進行させるには、真空ポンプを使用してバリウム蒸気を反応ゾーンから冷凝縮ゾーンに連続的に送り込む必要があります。反応後の残留物は有毒であるため、廃棄前に処理する必要があります。


投稿日時: 2024年9月12日