Բարիում

Բարիում (,  - ծանր), Ba, տարրերի պարբերական համակարգի 2-րդ խմբի քիմիական տարր։ Հողալկալիական մետաղ։ Կարգահամարը՝ 56, ատոմական զանգվածը՝ 137, 34։

Բնական բարիումը բաղկացած է 130-138 միջակայքում զանգվածի թվեր ունեցող յոթ իզոտոպներից, որոնցից ամենամեծ պարունակությունը 138Ba-ինն է (71, 66 %)։ Արհեստականորեն ստացվել է 15 ռադիոակտիվ իզոտոպ, որոնցից կարևոր են 131Ba (T1/2 = 12 օր), ¹³³Ca (T1/2 =7, 5 տարի) և 140Ba (T1/2 = 12, 8 օր)։ Բարիումը s տարր է, նրա ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s²4p64d105s²5p66s2, K-L-M- թաղանթները լրացված են։

Պատմություն 
Բարիումը հայտնաբերել է (օքսիդի ձևով) շվեդացի քիմիկոս Կ․ Շելլեն և Յոհան Գանը (1774 թվականին)։ Ամալգամի ձևով այն անջատել է Հ․ Դևին՝ սնդիկի էլեկտրոդի օգնությամբ։ Ազատ բարիումը ստացել է Ա․ Գունադը (1901 թվական)։

Բնության մեջ 
Բարիումը կազմում է երկրի կեղևի զանգվածի 0, 05%-ը։ Ազատ վիճակում բնության մեջ չի հայտնաբերված։ Ամենատարածված միներալը բարիտն է՝ BaSO4, հանդիպում է նաև վիտերիտը ВаСО3։ Չնչին քանակներով բարիումը պարունակում են բույսերը և կենդանի օրգանիզմները։

Նրա լուծելի միացությունները թունավոր են։ 0, 8-0, 9 գ բարիումի քլորիդը մահացու է մարդու համար։ Խմելու ջրում բարիումի սահմանային թույլատրելի քանակությունը 4 մգ/լ է։

Ֆիզիկական հատկություններ 

Բարիումը սպիտակ-արծաթափայլ, փափուկ (կապարից կարծր) մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 710°С, եռմանը՝ 1637-1640°С, խտությունը՝ 3760 կգ/մ³։ Քիմիապես շատ ակտիվ է։

Զրից և թթուներից դուրս է մղում ջրածին։ Միացություններում մեծ մասամբ երկարժեք է։

Քիմիական հատկություններ 
Քիմիական հատկություններով նման է ռադիումին, կալցիումին և ստրոնցիումին։ Վերջին երկուսից ակտիվ է։ Օդում արագ օքսիդանում է՝ միանալով ոչ միայն թթվածնին, այլև ազոտին (պահում են վակուումում կամ որևէ կայուն համաձուլվածքի ձևով)։ Միանում է ջրածնին՝ առաջացնելով հիդրիդ՝ ВаН2, որը ջրի ազդմամբ քայքայվում է՝ անջատելով ջրածին։
 

Բարիումը հեշտությամբ միանում է թթվածնին։ Օդում տաքացնելիս բռնկվում է և այրվում դեղնականաչավուն բոցով։ Բարիումի օքսիդի՝ BaO հետ միաժամանակ առաջանում են պերօքսիդներ և նիտրիդ՝ Ba3N2։ Բարիումի օքսիդը անգույն բյուրեղական նյութ է, միանում է օդի ածխաթթու գազի հետ։

 

Օդում տաքացնելիս (508 °C) վեր է ածվում գերօքսիդի՝ ВаO2, որը կայուն է մինչև 700°С։ Այն առաջացնում է ВаO2-2Н2O անգույն բյուրեղահիդրատը։ Բարձր ճնշման տակ տաքացնելիս միանում է թթվածնին, ստացվում է բարիումի բարձրագույն գերօքսիդը՝ ВаՕ4 (դեղին գույնի նյութ է, քայքայվում է 50-60 °C -ում)։

Բարիումը և նրա օքսիդը եռանդուն լուծվում են ջրում՝ առաջացնելով բարիումի հիդրօքսիդ՝ Ва (ОН)2, որը ալկալի է։ Անջուր Ва (ОН)2 տաքացնելիս հալվում է (780°С), ապա քայքայվում։ Լավ լուծվում է տաք ջրում։ Ջրային լուծույթը ուժեղ հիմք է, օդից կլանում է СO2 և պղտորվում։

 

Թթուների հետ մտնում է չեզոքացման ռեակցիաների մեջ։ Ջրային լուծույթներից նստում են Ва (OH)2-8Н2O բաղադրությամբ անգույն բյուրեղներ, որոնք 78 °C-ում հեղուկանում են՝ լուծվելով իրենց պարունակած բյուրեղաջրում։ Բարիումը հեշտությամբ միանում է նաև հալոգենների հետ՝ առաջացնելով ջրում լուծելի հալոգենիդներ։ Բարիումի քլորիդը՝ ВаСl2 (հալվում է 900 °C-ում), սովորական պայմաններում գոյություն ունի ВаСl2-2Н2O ձևով, որը 100 °C -ում կորցնում է բյուրեղաջուրը։

Ստացում 
Ստացվում է բարիտը ածխածնի և կալցիումի քլորիդի հետ բոցային վառարանում շիկացնելիս։ Բարիումը միանում է ծծմբին՝ առաջացնելով սուլֆիդ՝ BaS և պոլիսուլֆիդներ։ 260-600 °C -ում տաքացնելիս բարիումը միանում է ազոտին, ստացվում է բարիումի նիտրիդը՝ Ba3N2։

 

Բարիումի ֆոսֆիդը՝ Ba3P2, ստանում են ֆոսֆատը աղեղային վառարանում ածխածնով վերականգնելով։ Բարիումի օքսիդը ածխածնի առկայությամբ տաքացնելիս առաջանում է բարիումի կարբիդը՝ ВаС2։ Եթե միաժամանակ առկա է նաև ազոտ, ապա ստացվում է ցիանիդ՝ Ва (CN)2։

 
 
 
 

Բարիումը լուծվում է հեղուկ ամոնիակում, առաջացնելով հեքսամին՝ Ва (NH3)6 կոմպլեքսային միացությունը։ Բարիումի կարբոնատը՝ ВаСО3, ջրում վատ լուծվող, անգույն նյութ է։

Բարիումի և նրա միացությունների ստացման հիմնական աղբյուրը բարիտն է։ Բոցային վառարաններում այն վերականգնում են ածխածնով՝

 

Ստացված BaS-ից ստանում են բարիումի մյուս միացությունները։ Մետաղական բարիումը ստանում են նրա օքսիդի և ալյումինի խառնուրդը վակուումում տաքացնելով (1100-1200 °C)։ Ստացված բարիումը գոլորշիանում է և նստում սարքի սառը մասերի վրա։ Մետաղական բարիումի գործնական կիրառությունը սահմանափակ է։

Բարիումը և նրա համաձուլվածքները մագնեզիումի և ալյումինի հետ օգտագործում են բարձր վակուում ստանալու համար, որպես մնացորդային գազերի կլանիչներ (գետտեր)։ Բարիումը չնչին քանակով մտնում է շփման փոքր գործակից ունեցող մի քանի համաձուլվածքների բաղադրության մեջ։ Տպագրական տեխնիկայում օգտագործվող կապարը պարունակում է բարիում, որը մեծացնում է կապարի կարծրությունը։

Կիրառություններ 

Բարիումի և նիկելի համաձուլվածքները օգտագործում են ռադիոլամպերում և ներքին այրման շարժիչների բռնկիչ էլեկտրոդներ պատրաստելիս։ Փոքր քանակներով բարիումը օգտագործվում է նաև պղինձը և կապարը ծծմբից և գազերից մաքրելու համար։ 140Ba ռադիոակտիվ ինդիկատոր է։ Մեծ կիրառություն ունեն բարիումի միացությունները։ ВаО3-ը օգտագործում են ջրածնի գերօքսիդ ստանալու, մետաքսը և բուսական թելերը սպիտակեցնելու, ալյումինաթերմիայում՝ հրկիզող խառնուրդներ պատրաստելու համար։ ВаСl2-ը օգտագործվում է որպես միջատասպան, նաև կաշին ծանրացնելու և գունաթափելու համար։

BaS-ը կաշին մազազերծող է։ Ва (ОН)2-ը պոլիմերման հարուցիչ է՝ ռեակտիվ ՏO4−2 և СO3−2 իոնները հայտնաբերելու համար։ ВаСО3-ը բարիումի միացությունների ստացման ելանյութ է, օգտագործվում է նաև կրծողներին ոչնչացնելու, արծններ և ջնարակներ ստանալու համար։ Ва (NO3)2-ը օգտագործվում է պիրոտեխնիկայում։ Բարիումի քրոմատը՝ BaCrO4, և մանգանատը՝ Ba (MnO4)2, պիգմենտներ են։ Բարիումի տիտանատը՝ ВаTiO3, կարևոր սեգնետոէլեկտրիկ է։

Բարիումի պլատինացիանատը ռենտգենյան և ճառագայթների ազդեցության տակ ֆլուորեսցենցում է դեղնականաչավուն լույսով և օգտագործվում համապատասխան էկրաններ պատրաստելու համար։ Բարիումը և նրա միացությունները ռադիոակտիվ ճառագայթների լավ կլանիչներ են և մտնում են պաշտպանողական նյութերի բաղադրության մեջ։

Տես նաև 
 Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 Барий // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
 Robert Kresse, Ulrich Baudis, Paul Jäger, H. Hermann Riechers, Heinz Wagner, Jochen Winkler, Hans Uwe Wolf: Barium and Barium Compounds, in: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage. 2007, .

Արտաքին հղումներ 
 Բարիումը Webelements-ում
 Բարիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում 

Բարիում
Բարձրաստիճան վտանգավոր նյութեր
1808
Հողալկալիական մետաղներ
Թունաբանություն