Í töfrandi heimi efnafræðinnar,baríumhefur alltaf vakið athygli vísindamanna með sínum einstaka sjarma og víðtækri notkun. Þó að þessi silfurhvíti málmþáttur sé ekki eins töfrandi og gull eða silfur, gegnir hann ómissandi hlutverki á mörgum sviðum. Frá nákvæmnistækjum í vísindarannsóknarstofum til lykilhráefna í iðnaðarframleiðslu til greiningarhvarfefna á læknissviði, baríum hefur skrifað goðsögnina um efnafræði með einstökum eiginleikum og virkni.
Strax árið 1602 steikti Cassio Lauro, skósmiður í ítölsku borginni Porra, barít sem innihélt baríumsúlfat með brennanlegu efni í tilraun og varð hissa á því að hann gæti glóa í myrkri. Þessi uppgötvun vakti mikinn áhuga meðal fræðimanna á sínum tíma og fékk steinninn nafnið Porra steinn og varð þungamiðja rannsókna evrópskra efnafræðinga.
Hins vegar var það sænski efnafræðingurinn Scheele sem sannarlega staðfesti að baríum væri nýtt frumefni. Hann uppgötvaði baríumoxíð árið 1774 og kallaði það „Baryta“ (þung jörð). Hann rannsakaði þetta efni ítarlega og taldi að það væri samsett úr nýrri jörð (oxíði) ásamt brennisteinssýru. Tveimur árum síðar hitaði hann nítrat þessa nýja jarðvegs með góðum árangri og fékk hreint oxíð.
Hins vegar, þó Scheele hafi uppgötvað baríumoxíð, var það ekki fyrr en árið 1808 sem breski efnafræðingurinn Davy framleiddi baríummálm með góðum árangri með því að rafgreina raflausn úr baríti. Þessi uppgötvun markaði opinbera staðfestingu á baríum sem málmþáttum og opnaði einnig ferðina um notkun baríums á ýmsum sviðum.
Síðan þá hafa manneskjur stöðugt dýpkað skilning sinn á baríum. Vísindamenn hafa kannað leyndardóma náttúrunnar og stuðlað að framförum vísinda og tækni með því að rannsaka eiginleika og hegðun baríums. Notkun baríums á vísindarannsóknum, iðnaði og læknisfræðilegum sviðum hefur einnig orðið sífellt umfangsmeiri, sem færir mannlífinu þægindi og þægindi. Heill baríums felst ekki aðeins í hagkvæmni þess heldur einnig í vísindalega leyndardómnum á bak við það. Vísindamenn hafa stöðugt kannað leyndardóma náttúrunnar og stuðlað að framförum vísinda og tækni með því að rannsaka eiginleika og hegðun baríums. Á sama tíma er baríum einnig hljóðlega að gegna hlutverki í daglegu lífi okkar og færa okkur þægindi og þægindi.
Við skulum leggja af stað í þessa töfrandi ferð til að kanna baríum, afhjúpa dularfulla blæju þess og meta einstaka sjarma þess. Í eftirfarandi grein munum við kynna ítarlega eiginleika og notkun baríums, sem og mikilvægu hlutverki þess í vísindarannsóknum, iðnaði og læknisfræði. Ég tel að með því að lesa þessa grein muntu hafa dýpri skilning og þekkingu á baríum.
1. Notkunarsvið baríums
Baríum er algengt efnafræðilegt frumefni. Það er silfurhvítur málmur sem er til í formi ýmissa steinefna í náttúrunni. Eftirfarandi eru nokkur dagleg notkun baríums
Bruni og ljómi: Baríum er mjög hvarfgjarn málmur sem gefur frá sér bjartan loga þegar hann kemst í snertingu við ammoníak eða súrefni. Þetta gerir baríum mikið notað í atvinnugreinum eins og flugeldaframleiðslu, blysum og fosfórframleiðslu.
Læknaiðnaður: Baríumsambönd eru einnig mikið notuð í lækningaiðnaðinum. Baríummáltíðir (eins og baríumtöflur) eru notaðar í röntgenrannsóknum í meltingarvegi til að hjálpa læknum að fylgjast með starfsemi meltingarkerfisins. Baríumsambönd eru einnig notuð í sumum geislavirkum meðferðum, svo sem geislavirkt joð til að meðhöndla skjaldkirtilssjúkdóma.
Gler og keramik: Baríumsambönd eru oft notuð í gler- og keramikframleiðslu vegna góðs bræðslumarks og tæringarþols. Baríumsambönd geta aukið hörku og styrk keramik og geta veitt sérstaka eiginleika keramik, svo sem rafeinangrun og hátt brotstuðul.
Málmblöndur: Baríum getur myndað málmblöndur með öðrum málmþáttum og þessar málmblöndur hafa einstaka eiginleika. Til dæmis geta baríumblöndur aukið bræðslumark ál- og magnesíumblendis, sem gerir þær auðveldari í vinnslu og steypu. Að auki eru baríumblendi með segulmagnaðir eiginleikar einnig notaðar til að búa til rafhlöðuplötur og segulmagnaðir efni.
Baríum er efnafræðilegt frumefni með efnatáknið Ba og lotunúmer 56. Baríum er jarðalkalímálmur sem er í hópi 6 í lotukerfinu, aðal frumefni hópsins.
2. Eðliseiginleikar baríums
Baríum (Ba)er jarðalkalímálm frumefni. 1. Útlit: Baríum er mjúkur, silfurhvítur málmur með áberandi málmgljáa þegar hann er skorinn.
2. Þéttleiki: Baríum hefur tiltölulega mikinn þéttleika sem er um 3,5 g/cm³. Hann er einn þéttasti málmur jarðar.
3. Bræðslu- og suðumark: Bræðslumark baríums er um 727°C og suðumark er um 1897°C.
4. Harka: Baríum er tiltölulega mjúkur málmur með Mohs hörku um 1,25 við 20 gráður á Celsíus.
5. Leiðni: Baríum er góður rafleiðari með mikla rafleiðni.
6. Sveigjanleiki: Þó baríum sé mjúkur málmur hefur það ákveðna sveigjanleika og hægt að vinna það í þunnt blöð eða vír.
7. Efnavirkni: Baríum hvarfast ekki sterkt við flesta málmleysingja og marga málma við stofuhita, en það myndar oxíð við háan hita og í lofti. Það getur myndað efnasambönd með mörgum málmlausum frumefnum, svo sem oxíðum, súlfíðum osfrv.
8. Tilveruform: Steinefni sem innihalda baríum í jarðskorpunni eins og barít (baríumsúlfat) o.s.frv. Baríum getur líka verið til í formi hýdrata, oxíða, karbónata o.fl. í náttúrunni.
9. Geislavirkni: Baríum hefur ýmsar geislavirkar samsætur, þar á meðal baríum-133 er algeng geislavirk samsæta sem notuð er í læknisfræðilegum myndgreiningum og kjarnorkulækningum.
10. Notkun: Baríumsambönd eru mikið notuð í iðnaði, svo sem gler, gúmmí, efnaiðnaðarhvatar, rafeindarör osfrv. Súlfat þess er oft notað sem skuggaefni í læknisskoðunum.Baríum er mikilvægur málmþáttur og eiginleikar þess gera það mikið notað á mörgum sviðum.
3. Efnafræðilegir eiginleikar baríums
Málmeiginleikar: Baríum er málmkennt fast efni með silfurhvítt útlit og góða rafleiðni.
Þéttleiki og bræðslumark: Baríum er tiltölulega þétt frumefni með þéttleika 3,51 g/cm3. Baríum hefur lágt bræðslumark um 727 gráður á Celsíus (1341 gráður á Fahrenheit).
Hvarfgirni: Baríum hvarfast hratt við flest málmlaus frumefni, sérstaklega við halógen (eins og klór og bróm), og myndar samsvarandi baríumsambönd. Til dæmis hvarfast baríum við klór til að framleiða baríumklóríð.
Oxunarhæfni: Hægt er að oxa baríum til að mynda baríumoxíð. Baríumoxíð er mikið notað í iðnaði eins og málmbræðslu og glerframleiðslu. Mikil virkni: Baríum hefur mikla efnavirkni og hvarfast auðveldlega við vatn til að losa vetni og mynda baríumhýdroxíð.
4. Líffræðilegir eiginleikar baríums
Hlutverk og líffræðilegir eiginleikarbaríumí lífverum er ekki að fullu skilið, en vitað er að baríum hefur ákveðin eituráhrif á lífverur.
Inntökuleið: Fólk neytir aðallega baríums í gegnum mat og drykkjarvatn. Sum matvæli geta innihaldið snefilmagn af baríum, svo sem korni, kjöti og mjólkurvörum. Að auki inniheldur grunnvatn stundum hærri styrk baríums.
Líffræðilegt frásog og umbrot: Baríum getur frásogast af lífverum og dreift um líkamann með blóðrásinni. Baríum safnast aðallega fyrir í nýrum og beinum, sérstaklega í hærri styrk í beinum.
Líffræðileg virkni: Baríum hefur ekki enn reynst hafa neina nauðsynlega lífeðlisfræðilega virkni í lífverum. Þess vegna er líffræðileg virkni baríums enn umdeild.
5. Líffræðilegir eiginleikar baríums
Eiturhrif: Mikill styrkur baríumjóna eða baríumefnasambanda er eitruð fyrir mannslíkamann. Of mikil neysla baríums getur valdið bráðum eitrunareinkennum, þar með talið uppköstum, niðurgangi, vöðvaslappleika, hjartsláttartruflunum o.s.frv. Alvarleg eitrun getur valdið skaða á taugakerfi, nýrnaskemmdum og hjartavandamálum.
Beinuppsöfnun: Baríum getur safnast fyrir í beinum í mannslíkamanum, sérstaklega hjá öldruðum. Langtíma útsetning fyrir háum styrk baríums getur valdið beinsjúkdómum eins og beinþynningu.
Áhrif á hjarta og æðar: Baríum, eins og natríum, getur truflað jónajafnvægi og rafvirkni og haft áhrif á hjartastarfsemi. Of mikil neysla á baríum getur valdið óeðlilegum hjartslætti og aukið hættuna á hjartaáföllum.
Krabbameinsvaldandi áhrif: Þó að enn sé deilt um krabbameinsvaldandi áhrif baríums, hafa sumar rannsóknir sýnt að langvarandi útsetning fyrir háum styrk baríums getur aukið hættuna á tilteknum krabbameinum, svo sem magakrabbameini og vélindakrabbameini. Vegna eiturverkana og hugsanlegrar hættu af baríum ætti fólk að gæta þess að forðast óhóflega neyslu eða langvarandi útsetningu fyrir háum styrk baríums. Fylgjast skal með og stjórna baríumþéttni í drykkjarvatni og mat til að vernda heilsu manna. Ef þig grunar um eitrun eða ert með tengd einkenni, vinsamlegast leitaðu tafarlaust til læknis.
6. Baríum í náttúrunni
Baríum steinefni: Baríum getur verið til í jarðskorpunni í formi steinefna. Sum algeng baríum steinefni eru barít og visnarít. Þessi málmgrýti koma oft fyrir með öðrum steinefnum, svo sem blýi, sinki og silfri.
Uppleyst í grunnvatni og steinum: Baríum getur verið til í grunnvatni og steinum í uppleystu ástandi. Grunnvatn inniheldur snefilmagn af uppleystu baríum og fer styrkur þess eftir jarðfræðilegum aðstæðum og efnafræðilegum eiginleikum vatnshlotsins. Baríumsölt: Baríum getur myndað mismunandi sölt, svo sem baríumklóríð, baríumnítrat og baríumkarbónat. Þessi efnasambönd geta verið til í náttúrunni sem náttúruleg steinefni.
Innihald í jarðvegi:Baríumgetur verið til í jarðvegi í mismunandi myndum, sum þeirra koma frá upplausn náttúrulegra steinefna agna eða steina. Innihald baríums í jarðvegi er yfirleitt lágt en það getur verið mikill styrkur baríums á tilteknum svæðum.
Það skal tekið fram að form og innihald baríums getur verið mismunandi eftir mismunandi jarðfræðilegu umhverfi og svæðum og því þarf að huga að sérstökum landfræðilegum og jarðfræðilegum aðstæðum þegar fjallað er um baríum.
7. Baríumnám og framleiðsla
Námu- og undirbúningsferlið baríums inniheldur venjulega eftirfarandi skref:
1. Námur á baríumgrýti: Aðalsteinefni baríumgrýti er barít, einnig þekkt sem baríumsúlfat. Það er venjulega að finna í jarðskorpunni og dreifist víða í steinum og steinefnum á jörðinni. Námuvinnsla felur venjulega í sér ferli eins og sprengingu, námuvinnslu, mulning og flokkun á málmgrýti til að fá málmgrýti sem inniheldur baríumsúlfat.
2. Undirbúningur þykkni: Að vinna baríum úr baríumgrýti krefst þykknimeðferðar á málmgrýti. Þykkjaframleiðsla felur venjulega í sér handval og flotskref til að fjarlægja óhreinindi og fá málmgrýti sem inniheldur meira en 96% baríumsúlfat.
3. Undirbúningur baríumsúlfats: Þynnan er látin fara í skref eins og að fjarlægja járn og kísil til að loksins fá baríumsúlfat (BaSO4).
4. Undirbúningur baríumsúlfíðs: Til þess að undirbúa baríum úr baríumsúlfati þarf að breyta baríumsúlfati í baríumsúlfíð, einnig þekkt sem svartaska. Baríum súlfat málmgrýti duft með kornastærð minni en 20 möskva er venjulega blandað með kolum eða jarðolíu kókdufti í þyngdarhlutfallinu 4:1. Blandan er ristuð við 1100 ℃ í endurómofni og baríumsúlfatið er minnkað í baríumsúlfíð.
5. Baríumsúlfíð leyst upp: Baríumsúlfíðlausnin af baríumsúlfati er hægt að fá með útskolun úr heitu vatni.
6. Undirbúningur baríumoxíðs: Til að breyta baríumsúlfíði í baríumoxíð er natríumkarbónati eða koltvísýringi venjulega bætt við baríumsúlfíðlausnina. Eftir að hafa blandað baríumkarbónati og kolefnisdufti getur brennsla við yfir 800 ℃ framleitt baríumoxíð.
7. Kæling og vinnsla: Það skal tekið fram að baríumoxíð er oxað til að mynda baríumperoxíð við 500-700 ℃ og baríumperoxíð er hægt að brjóta niður til að mynda baríumoxíð við 700-800 ℃. Til að forðast framleiðslu á baríumperoxíði þarf að kæla eða slökkva brennslu vöruna undir vernd óvirkrar gass.
Ofangreint er almennt námu- og undirbúningsferli baríumþáttar. Þessir ferlar geta verið mismunandi eftir iðnaðarferli og búnaði, en meginreglurnar eru þær sömu. Baríum er mikilvægur iðnaðarmálmur sem notaður er í margs konar notkun, þar á meðal efnaiðnaði, læknisfræði, rafeindatækni og öðrum sviðum.
8. Algengar greiningaraðferðir fyrir baríum frumefni
Baríumer algengur þáttur sem er almennt notaður í ýmsum iðnaðar- og vísindalegum forritum. Í greiningarefnafræði innihalda aðferðir til að greina baríum venjulega eigindlega greiningu og megindlega greiningu. Eftirfarandi er ítarleg kynning á algengum greiningaraðferðum fyrir baríum frumefni:
1. Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS): Þetta er almennt notuð megindleg greiningaraðferð sem hentar fyrir sýni með hærri styrk. Sýnislausninni er úðað í logann og baríumatómin gleypa ljós af ákveðinni bylgjulengd. Styrkur frásogaðs ljóss er mældur og er í réttu hlutfalli við styrk baríums.
2. Loga atómemission litróf (FAES): Þessi aðferð greinir baríum með því að úða sýnislausninni í logann, æsir baríum atómin til að gefa frá sér ljós af tiltekinni bylgjulengd. Í samanburði við FAAS er FAES almennt notað til að greina lægri styrk baríums.
3. Atomic Fluorescence Spectrometry (AAS): Þessi aðferð er svipuð FAAS, en notar flúrljómunarrófmæli til að greina nærveru baríums. Það er hægt að nota til að mæla snefilmagn af baríum.
4. Jónaskiljun: Þessi aðferð hentar til greiningar á baríum í vatnssýnum. Baríumjónir eru aðskildar og greindar með jónaskiljun. Það er hægt að nota til að mæla styrk baríums í vatnssýnum.
5. Röntgenflúrrófsgreining (XRF): Þetta er óeyðandi greiningaraðferð sem hentar til að greina baríum í föstum sýnum. Eftir að sýnið er örvað með röntgengeislum gefa baríumatómin frá sér sérstaka flúrljómun og baríuminnihaldið er ákvarðað með því að mæla flúrljómunarstyrkinn.
6. Massagreining: Massagreining er hægt að nota til að ákvarða samsætusamsetningu baríums og ákvarða innihald baríums. Þessi aðferð er venjulega notuð fyrir hánæmni greiningu og getur greint mjög lágan styrk baríums. Hér að ofan eru nokkrar algengar aðferðir til að greina baríum. Sértæk aðferð sem á að velja fer eftir eðli sýnisins, styrkleikasviði baríums og tilgangi greiningarinnar. Ef þú þarft frekari upplýsingar eða hefur aðrar spurningar skaltu ekki hika við að láta mig vita. Þessar aðferðir eru mikið notaðar í rannsóknarstofum og iðnaði til að mæla og greina nærveru og styrk baríums nákvæmlega og áreiðanlega. Sértæk aðferð sem nota á fer eftir tegund sýnis sem þarf að mæla, magn baríuminnihalds og sérstökum tilgangi greiningarinnar.
Pósttími: Des-09-2024