Словарь научных терминов
Барий

БАРИЙ (от греч. barys-тяжелый; лат. Barium) Ba, хим. элемент II гр. периодич. системы, ат. н. 56, ат. м. 137,33; относится к щелочноземельным элементам. Прир. Б. состоит из семи стабильных изотопов с мае. ч. 130, 132, 134-137 и 138 (71,66%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 1,17-10 28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки 6s2; степень окисления + 2, редко + 1; энергия ионизации Ва°->Ва+->Ва2+ соотв. 5,21140 и 10,0040 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,9; атомный радиус 0,221 нм, ионный радиус Ва2+ 0,149 нм (координационное число 6).

Содержание Б. в земной коре 5-10-2% по массе. В своб. виде не встречается. Важнейшие минералы - барит (тяжелый, или персидский, шпат) BaSO4, наиб, крупные месторождения к-рого находятся в СССР, США, Франции, Румынии, и витерит ВаСО3. Разведанные запасы барита ок. 115 млн. т, общие запасы - ок. 300 млн, т (1980).

Свойства. Б. - серебристо-белый ковкий металл. При резком ударе раскалывается. При обычном давлении существует в двух аллотропных модификациях: до 375°С устойчивhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/0/2920.jpeg с кубической объемно-центриров. решеткой (а = = 0,501 нм), выше 375 °С устойчивhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/1/2921.jpeg;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/2/2922.jpeg перехода 0,86 кДж/моль. При 19°С и 5530 МПа образуется гексаген, модификация. Т. пл. 727°С, т. кип. 1637°С; плотн. 3,780 г/см3; тройная точка: т-ра 710°С, давл. 1,185 Па; ур-ния температурной зависимости давления пара над твердым и жидким Б. соотв.: 1g р (мм рт. ст.) = 9,405 - 9496/Г --0,787*10-3 T - 0,3641g T (298-983К), 1gр(мм рт. ст.) = = 20,408 - 8304/Г - 4,036lg T (983 - 1959 К); tкрит 2497°С; Сp° 28,1 Дж/(моль*К);http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/3/2923.jpeg 7,12 кДж/моль,http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/4/2924.jpeg 150,9 кДж/моль (1910 К); So298 62,5 Дж/(моль*К); температурный коэф. линейного расширения (17-21)*10 К-1 (273-573 Ю;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/5/2925.jpeg _6*10-8 Ом*м (273 К), температурный коэф.http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/6/2926.jpeg 3,6*10-3 К-1. Б. парамагнитен, магн. восприимчивость 0,15*109. Работа выхода электрона 2,49 эВ. Стандартный электродный потенциал Ва2+/Ва — 2,906 В. Твердость по минералогич. шкале 1,25, по шкале Мооса 2, по Бринеллю 42 МПа; коэф. сжимаемости 10,4*1011 Па-1; 12,8-0,98 МПа (293-873 К).http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/7/2927.jpeg

Б. интенсивно окисляется на воздухе, образуя пленку, содержащую бария оксид ВаО и нитрид Ba3N2 (т. пл. ~ 1000°С). При незначит. нагревании на воздухе воспламеняется. Энергично реагирует с водой, давая бария гидроксид Ва(ОН)2. С разб. к-тами образует соли. Большинство солей Б. с анионами слабых к-т и к-т средней силы малорастворимы, исключение - BaS, Ba(CN)2, Ba(SCN)2, Ba(OOCCH3)2. С галогенами Б. образует галогениды, с Н2 при нагр. - гидрид ВаН2 [т. пл. 675oС (с разл.), плотн. 4,15 г/см3,http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/8/2928.jpeg — 190,1 кДж/моль], с NH3 при нагр. - ВаН2 и Ba3N2, с С и N2 - цианид Ba(CN)2. С жидким NH3 дает темно-синий р-р, из к-рого можно выделить аммиакат [Ba(NH3)6], имеющий золотистый блеск и легко разлагающийся с отщеплением NH3. В присут. платинового кат. аммиакат разлагается с образованием амида Б.:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/2/9/2929.jpeg

Б. восстанавливает оксиды, галогениды и сульфиды мн. металлов до соответствующего металла. Для него характерно образование интерметаллидов, напр. в системе Ва - А1 обнаружены BaAl, ВаА12, ВаА14.

Наиб. практически важным сое д. Б. (в частности, оксиду, сульфату, фториду, хлориду) посвящены спец. статьи. Ниже приводятся сведения о нек-рых других соед. этого элемента.

Сульфид BaS - бесцв. кристаллы; т. пл. 2200°С; плотн. 4,25 г/см3;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/0/2930.jpeg -453 кДж/моль; раств. в воде (в 100г-7,86 г при 20 °С, 67,34 г при 90 °С), практически не раств. в спирте. Из р-ра кристаллизуется гексагидрат, обезвоживающийся при 170°С. При растворении BaS частично гидролизуется до Ba(SH)2 и Ва(ОН)2; р-ры медленно окисляются кислородом воздуха с образованием S. При хранении на воздухе BaS поглощает СО2, образуя ВаСО3 и H2S, при прокаливании на воздухе окисляется до BaSO4. BaS - промежут. продукт при получении Б. Его применяют в произ-ве ВаС12 и других соед. Б., в кожевенной пром-сти для удаления волосяного покрова со шкур.

Ацетат Ва(ООССН3), - бесцв. кристаллы; т. пл. 490°С (с разл.); плотн. 2,47 г/см3; раств. в воде (58,8 г в 100 г при 0°С). Ниже 25 °С из водных р-ров кристаллизуется тригидрат, при 25-41 °С - моногидрат, выше 41 °С- безводная соль. Получают взаимод. Ва(ОН)2, ВаСО3 или BaS с СН3СО2Н. Применяют как протраву при крашении шерсти и ситца.

Манганат(VI) ВаМnО4 - зеленые кристаллы; не разлагается до 1000°С. Получают прокаливанием смеси Ba(NO3)2 с МnО2. Пигмент (касселева, или марганцовая, зелень), обычно используемый для фресковой живописи.

Хромат(VI) ВаСrO4 - желтые кристаллы; т. пл. 1380°С;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/1/2931.jpeg — 1366,8 кДж/моль; раств. в неорг. к-тах, не раств. в воде. Получают взаимод. водных р-ров Ва(ОН)2 или BaS с хроматами(VI) щелочных металлов. Пигмент (баритовый желтый) для керамики. ПДК 0,01 мг/м3 (в пересчете на Сг03). Пирконат ВаZrО3-бесцв. кристаллы; т. пл. ~269°С;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/2/2932.jpeg - 1762 кДж/моль; раств. в воде и водных р-рах щелочей и NH4HCO3, разлагается сильными неорг. к-тами. Получают взаимод. ZrO2 с ВаО, Ва(ОН)2 или ВаСО3 при нагревании. Цирконат Ва в смеси с ВаТiO3-пьезоэлект-рик.

Бромид ВаВr2 - белые кристаллы; т. пл. 847°С; плотн. 4,79 г/см3;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/3/2933.jpeg -757 кДж/моль; хорошо раств. в воде, метаноле, хуже - в этаноле. Из водных р-ров кристаллизуется дигидрат, превращающийся в моногидрат при 75°С, в безводную соль - выше 100°С В водных р-рах взаимод. с СО2 и О2 воздуха, образуя ВаСО3 и Вr2. Получают ВаВr2 взаимод. водных р-ров Ва(ОН)2 или ВаСО3 с бромистоводородной к-той.

Иодид ВаI2 - бесцв. кристаллы; т. пл. 740°С (с разл.); плотн. 5,15 г/см3;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/4/2934.jpeg . -607 кДж/моль; хорошо раств. в воде и этаноле. Из горячих водных р-ров кристаллизуется дигидрат (обезвоживается при 150°С), ниже 30 °С - гексагидрат. Получают ВаI2 взаимод. водных р-ров Ва(ОН)2 или ВаСО3 с иодистоводородной к-той.

Получение. Осн. сырье в произ-ве Б. и его соед. -баритовый концентрат (80-95% BaSO4), к-рый получают флотацией барита с использованием жидкого стекла в кач-ве депрессора пустой породы; степень извлечения BaSO4 - 55-60%. Восстановлением BaSO4 каменным углем, коксом или прир. газом получают BaS (BaSO4 + 4С -> BaS + 4СО; BaSO4 + 2СН4 -> BaS + 2С + 4Н2О), к-рый перерабатывают на другие соед. Б., в частности Ва(ОН)2, ВаСО3 и Ba(NO3)2. Прокаливанием этих соединений соотв. при 800, 1400 и 700 °С получают ВаО.

Осн. пром. метод получения металлич. Б. из ВаО - восстановление его порошком А1: 4ВаО + 2А1 -> ЗВа + ВаО*А12О3. Процесс проводят в реакторе при 1100-1200 °С в атмосфере Аг или в вакууме (последний способ предпочтителен). Молярное соотношение ВаО:А1 составляет (1,5-2):1. Реактор помещают в печь так, чтобы т-ра его "холодной части" (в ней конденсируются образующиеся пары Б.) была ок. 520°С Перегонкой в вакууме Б. очищают до содержания примесей менее 10~4% по массе, а при использовании зонной плавки - до 10~6%.

Небольшие кол-ва Б. получают также восстановлением ВаВеО2 [синтезируемого сплавлением Ва(ОН)2 и Ве(ОН)2] при 1300°С титаном, а также разложением при 120°С Ba(N3)2, образующегося при обменных р-циях солей Б. с NaN3.

Определение. Из водных р-ров солей Б. осаждается вместе с Са и Sr при действии (NH4)2CO3. От Са и Sr барий отделяют в виде ВаСrO4 в присут. СН3СО2Н либо в виде BaSO4 благодаря его очень низкой р-римости в неорг. к-тах. Обнаруживают Б. по желто-зеленому окрашиванию пламени (длина волны 455 и 493 нм) и по розовому окрашиванию р-ра родизоната Na. Количественно Б. определяют гравиметрически в виде BaSO4 [осадители - H2SO4, (NH4)2S04, H2NS02OH, (CH3)2SOJ, в присут. Са и Sr-в виде ВаСrO4 (получаемого осаждением К2Сr2О7 из уксуснокислых р-ров). Б. определяют также титриметрически с применением комплексона III при рН 10 и эриохрома черного Т в кач-ве индикатора и фотометрически с использованием ортонилового С при рН 2-8 в водно-спиртовом или водно-ацетоновом р-ре (длина волны окрашенного комплекса 640 нм). Для экспресс-анализа прир. минералов, руд и др. используют рентгенофлуоресцентный метод (источникиhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/5/2935.jpegизлучения - 170Тm, 241Ат с активностью 5-6 Кюри; эмиссионная линия Б.http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/9/3/6/2936.jpeg при 0,386 °С).

Применение. Сплав Б. с А1 (сплав альба, 56% Ва) - основа геттеров (газопоглотителей). Для получения собственно геттера Б. испаряют из сплава высокочастотным нагревом в вакуумированной колбе прибора, в результате на холодных частях колбы образуется т. наз. бариевое зеркало (или диффузное покрытие при испарении в среде азота). Активной частью подавляющего большинства термоэмиссионных катодов является ВаО. Б. используют также как раскислитель Си и Рb, в кач-ве присадки к антифрикц. сплавам, черным и цветным металлам, а также к сплавам, из к-рых изготавливают типографские шрифты для увеличения их твердости. Сплавы Б. с Ni служат для изготовления электродов запальных свечей в двигателях внутр. сгорания и в радиолампах. 140Ва (T1/2 12,8 дней) - изотопный индикатор, используемый при исследовании соединений Б.

Мировое произ-во (без СССР) барита 7,3 млн. т, др. соед. Ва - 0,70-0,75 млн. т (1980). Металлич. Б. хранят в керосине, под слоем парафина, сплавы - в герметичной металлич. упаковке в атмосфере азота. Б. открыт в виде ВаО в 1774 К. Шееле, металлич. Б. впервые получен в 1808 Г. Дэви.

Лит.: АхметовТ.Г., Химия и технология соединений бария М., 1974; Фрумина Н. С., Горюнова Н. Н., Еременко С. Н., Аналитическая химия бария, М., 1977. Н.А.Иофис. Б. Г. Иофис.


"бутилксантогенат" 1,3-бензодиоксол 1,3-бутадиен 1,4-бензодиазепин 4-трет-бутилциклогексилацетат N-бензоил-n-фенилгидроксиламин S-бензилтиуронийхлорид Байера-виллигера реакция Бактериальные удобрения Бактериородопсин Бактерициды Балата Баллиститы Бальзамы Барбамил Барбитуровая кислота Барботирование Барбье-виланда реакция Барий Барит Бария гидроксид Бария карбонат Бария нитрат Бария оксид Бария сульфат Бария титанат Бария фторид Бария хлорид Барта реакция Бартона правила Бартона реакция Батохромный сдвиг Безградиентный реактор Безотходные производства Безызлучательные переходы Бейльштейна проба Бекмана перегруппировка Белая сажа Белки Белки-переносчики Белоусова - жаботинского реакция Белые масла Бензальдегид Бензальхлорид Бензамид Бензанилид Бензантрон Бензидин Бензидиновая перегруппировка Бензизоксазол Бензизотиазол Бензил Бензиламин Бензиловая перегруппировка Бензилхлорид Бензилцианид Бензимидазол Бензины Бензины-растворители Бензйловый спирт Бензо- и маслостойкость Бензо-2,1,3-селенадиазол Бензо-2,1,3-тиадиазол Бензогексоний Бензоилацетон Бензоилпероксид Бензоилуксусный эфир Бензоилфторид Бензоилхлорид Бензоин Бензоиновая конденсация Бензойная кислота Бензойная смола Бензоксазол Бензол Бензолполикарбоновые кислоты Бензолсульфамиды Бензолсульфокислоты Бензолсульфохлориды Бензонитрил Бензопираны Бензопирены Бензопиридазины Бензопирилия соли Бензоптеридины Бензотиазол Бензотиофены Бензотриазол Бензотрифторид Бензотрихлорид Бензофенон Бензофураны Бензохиноны Берберин Бергамилат Бергаптен Бериллий Бериллийорганические соединения Бериллия оксид Бериллия фторид Берклий Бесстружковый анализ Бетаины Бетон Бизаболен Бикомпонентные нити Бикукулин Бимолекулярные реакции Биокоррозия Биологические методы анализа Бионеорганическая химия Биоорганическая химия Биополимеры Биосинтез Биосфера Биотехнология Биотин Биофлавоноиды Биохимия Биоциды Биоэлектрохимия Биоэнергетика Бирадикалы Бисфенол Битуминозные пески Битумные лаки Битумные материалы Битумы Битумы нефтяные Битумы твердых горючих ископаемых Биурет Биуретовая реакция Бифенил Бишлера реакция Бишлера-напиральского реакция Благородные газы Благородные металлы Блеомицины Блоксополимеры Блочная полимеризация Бобровая струя Бойля-мариотта закон Болотный газ Больцмана постоянная Бона-шмидта реакция Бор Бора карбиды Бора нитрид Бора оксиды Бора трифторид Бора трихлорид Боразол Бораты неорганические Бораты органические Бориды Борнеолы Борные кислоты Борные руды Борные удобрения Бороводороды Боровский радиус Борогидриды металлов Бородина - хунсдиккера реакция Боропластики Борорганические полимеры Борорганические соединения Ботулинические токсины Брауна правило селективности Брауна реакция Брауна-уокера реакция Бредта правило Бризантные взрывчатые вещества Брожение Бром Броматометрия Броматы Бромбензилцианид Бромбензолы Бромирование Бромное число Бромпирогалловый красный Бромстирол Бронзы Бронзы оксидные Бруцин Брюстера метод Брёнстеда уравнение Буво-блана восстановление Букарбан Бульвален Бумага Бумага синтетическая Бумажная хроматография Бура Бурые угли Бутадиен-нитрильные каучуки Бутадиен-стирольные каучуки Бутадиеновые каучуки Бутадион Бутанолы Бутаны Бутены Бутилакрилаты Бутиламины Бутилацетаты Бутиленгликоли Бутилены Бутилкаучук Бутиллитий Бутилметакрилаты Бутиловые спирты Бутиндиолы Бутиролактон Бутлерова реакция Буферный раствор Буфотенин Бухерера реакции Бухнера - курциуса - шлоттербека реакция Бытовая химия Бэмфорда-стивенса реакция Бёрча реакция Трет-бутилгидропероксид Трет-бутилпероксид