घटक ५६: बेरियम

१, मूलभूत परिचयबेरियम,
बा या रासायनिक चिन्हासह अल्कधर्मी पृथ्वी धातू घटक नियतकालिक सारणीच्या सहाव्या कालावधीच्या गट IIA मध्ये स्थित आहे. हा एक मऊ, चांदीचा पांढरा चमक असलेला अल्कधर्मी पृथ्वी धातू आहे आणि अल्कधर्मी पृथ्वी धातूंमध्ये सर्वात सक्रिय घटक आहे. या घटकाचे नाव ग्रीक शब्द बीटा अल्फा ρύς (बॅरीज) पासून आले आहे, ज्याचा अर्थ "जड" असा होतो.

२, थोडक्यात इतिहास शोधणे
क्षारीय पृथ्वी धातूंचे सल्फाइड फॉस्फोरेसेन्स प्रदर्शित करतात, म्हणजेच प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यानंतर ते अंधारात काही काळ प्रकाश उत्सर्जित करत राहतात. या वैशिष्ट्यामुळेच बेरियम संयुगे लोकांचे लक्ष वेधून घेऊ लागले. १६०२ मध्ये, इटलीच्या बोलोन्या शहरात कॅसिओ लॉरो नावाच्या एका मोचीने ज्वलनशील पदार्थांसह बेरियम सल्फेट असलेले बॅराइट भाजले आणि ते अंधारात प्रकाश उत्सर्जित करू शकते असे शोधून काढले, ज्यामुळे त्या काळातील विद्वानांची आवड निर्माण झाली. नंतर, या प्रकारच्या दगडाला पोलोनाइट म्हटले गेले आणि विश्लेषणात्मक संशोधनात युरोपियन रसायनशास्त्रज्ञांची आवड निर्माण झाली. १७७४ मध्ये, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ सीडब्ल्यू शेले यांनी शोधून काढले की बेरियम ऑक्साईड ही तुलनेने जड नवीन माती आहे, ज्याला त्यांनी "बॅरिटी" (जड माती) म्हटले. १७७४ मध्ये, शेलरचा असा विश्वास होता की हा दगड नवीन माती (ऑक्साइड) आणि सल्फ्यूरिक आम्लाचे मिश्रण आहे. १७७६ मध्ये, त्यांनी शुद्ध माती (ऑक्साइड) मिळविण्यासाठी या नवीन मातीत नायट्रेट गरम केले. १८०८ मध्ये, ब्रिटिश रसायनशास्त्रज्ञ एच. डेव्ही यांनी कॅथोड म्हणून पारा आणि अॅनोड म्हणून प्लॅटिनमचा वापर करून बेरियम अमलगम तयार करण्यासाठी बॅराइट (BaSO4) चे इलेक्ट्रोलायझेशन केले. पारा काढून टाकण्यासाठी ऊर्धपातन केल्यानंतर, कमी शुद्धतेचा धातू मिळवला गेला आणि त्याला ग्रीक शब्द बॅरीस (जड) असे नाव देण्यात आले. या घटकाचे चिन्ह Ba असे सेट केले आहे, ज्याला म्हणतातबेरियम.

३, भौतिक गुणधर्म
बेरियमहा एक चांदीचा पांढरा धातू आहे ज्याचा वितळण्याचा बिंदू ७२५°C, उत्कलन बिंदू १८४६°C, घनता ३.५१g/cm3 आणि लवचिकता आहे. बेरियमचे मुख्य धातू बॅराइट आणि आर्सेनोपायराइट आहेत.

४,बेरियमरासायनिक गुणधर्म असलेले एक रासायनिक घटक आहे.
रासायनिक चिन्ह Ba, अणुक्रमांक 56, हे नियतकालिक प्रणाली IIA गटाशी संबंधित आहे आणि ते अल्कधर्मी पृथ्वी धातूंचे सदस्य आहे. बेरियममध्ये मोठी रासायनिक क्रिया असते आणि ते अल्कधर्मी पृथ्वी धातूंमध्ये सर्वात सक्रिय असते. संभाव्यता आणि आयनीकरण उर्जेवरून, हे दिसून येते की बेरियममध्ये मजबूत घटण्याची क्षमता आहे. खरं तर, पहिल्या इलेक्ट्रॉनच्या नुकसानाचा विचार केला तर, बेरियममध्ये पाण्यात सर्वात मजबूत घटण्याची क्षमता आहे. तथापि, बेरियमसाठी दुसरा इलेक्ट्रॉन गमावणे तुलनेने कठीण आहे. म्हणून, सर्व घटकांचा विचार केल्यास, बेरियमची घटण्याची क्षमता लक्षणीयरीत्या कमी होईल. तरीही, ते आम्लयुक्त द्रावणांमध्ये सर्वात जास्त प्रतिक्रियाशील धातूंपैकी एक आहे, लिथियम, सीझियम, रुबिडियम आणि पोटॅशियम नंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहे.

५.मुख्य संयुगे
१). बेरियम ऑक्साईड हवेत हळूहळू ऑक्सिडायझेशन होऊन बेरियम ऑक्साईड तयार होते, जो रंगहीन घन स्फटिक आहे. आम्लात विरघळणारा, एसीटोन आणि अमोनिया पाण्यात अघुलनशील. पाण्याशी अभिक्रिया करून बेरियम हायड्रॉक्साईड तयार होतो, जो विषारी आहे. जाळल्यावर तो हिरवा ज्योत सोडतो आणि बेरियम पेरोक्साइड तयार करतो.
२). बेरियम पेरोक्साइड सल्फ्यूरिक आम्लाशी अभिक्रिया करून हायड्रोजन पेरोक्साइड तयार करते. ही अभिक्रिया प्रयोगशाळेत हायड्रोजन पेरोक्साइड तयार करण्याच्या तत्त्वावर आधारित आहे.
३). बेरियम हायड्रॉक्साईड पाण्याशी अभिक्रिया करून बेरियम हायड्रॉक्साईड आणि हायड्रोजन वायू तयार करते. बेरियम हायड्रॉक्साईडची विद्राव्यता कमी असल्याने आणि त्याची उच्च उदात्तीकरण ऊर्जा असल्यामुळे, ही अभिक्रिया अल्कली धातूंइतकी तीव्र नसते आणि परिणामी बेरियम हायड्रॉक्साईड दृश्य अस्पष्ट करेल. द्रावणात थोड्या प्रमाणात कार्बन डायऑक्साइड टाकून बेरियम कार्बोनेट अवक्षेपण तयार केले जाते आणि अतिरिक्त कार्बन डायऑक्साइड टाकून बेरियम कार्बोनेट अवक्षेपण विरघळवून विद्राव्य बेरियम बायकार्बोनेट तयार केले जाते.
४). अमिनो बेरियम द्रव अमोनियामध्ये विरघळू शकते, ज्यामुळे पॅरामॅग्नेटिझम आणि चालकता असलेले निळे द्रावण तयार होते, जे मूलतः अमोनिया इलेक्ट्रॉन बनवते. दीर्घकाळ साठवणुकीनंतर, अमोनियामधील हायड्रोजन अमोनिया इलेक्ट्रॉनद्वारे हायड्रोजन वायूमध्ये कमी केले जाईल आणि एकूण अभिक्रिया म्हणजे बेरियम द्रव अमोनियाशी अभिक्रिया करून अमिनो बेरियम आणि हायड्रोजन वायू तयार करते.
५). बेरियम सल्फाइट हे एक पांढरे स्फटिक किंवा पावडर आहे, विषारी, पाण्यात किंचित विरघळणारे, आणि हवेत ठेवल्यावर हळूहळू बेरियम सल्फेटमध्ये ऑक्सिडाइझ होते. हायड्रोक्लोरिक आम्लासारख्या ऑक्सिडायझिंग नसलेल्या मजबूत आम्लात विरघळते ज्यामुळे तीव्र वासासह सल्फर डायऑक्साइड वायू तयार होतो. सौम्य नायट्रिक आम्लासारख्या ऑक्सिडायझिंग आम्लाचा सामना करताना, ते बेरियम सल्फेटमध्ये रूपांतरित होऊ शकते.
६). बेरियम सल्फेटमध्ये स्थिर रासायनिक गुणधर्म असतात आणि पाण्यात विरघळलेला बेरियम सल्फेटचा भाग पूर्णपणे आयनीकृत असतो, ज्यामुळे तो एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट बनतो. बेरियम सल्फेट सौम्य नायट्रिक आम्लामध्ये अघुलनशील असतो. मुख्यतः गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल कॉन्ट्रास्ट एजंट म्हणून वापरला जातो.
बेरियम कार्बोनेट विषारी आहे आणि थंड पाण्यात जवळजवळ अघुलनशील आहे. कार्बन डायऑक्साइड असलेल्या पाण्यात किंचित विरघळणारे आणि सौम्य हायड्रोक्लोरिक आम्लात विरघळणारे. ते सोडियम सल्फेटशी प्रतिक्रिया देऊन बेरियम सल्फेटचे अधिक अघुलनशील पांढरे अवक्षेपण तयार करते - जलीय द्रावणातील अवक्षेपणांमधील रूपांतरण प्रवृत्ती: ते अधिक अघुलनशील दिशेने रूपांतरित करणे सोपे आहे.

६, अर्ज फील्ड
१. बेरियम क्षार, मिश्रधातू, फटाके, अणुभट्ट्या इत्यादींच्या उत्पादनात औद्योगिक वापरासाठी याचा वापर केला जातो. तांबे शुद्ध करण्यासाठी देखील हे एक उत्कृष्ट डीऑक्सिडायझर आहे. शिसे, कॅल्शियम, मॅग्नेशियम, सोडियम, लिथियम, अॅल्युमिनियम आणि निकेल मिश्रधातूंमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो. व्हॅक्यूम ट्यूब आणि कॅथोड रे ट्यूबमधून ट्रेस वायू काढून टाकण्यासाठी बेरियम धातूचा वापर डिगॅसिंग एजंट म्हणून केला जाऊ शकतो, तसेच धातू शुद्ध करण्यासाठी डिगॅसिंग एजंट म्हणून वापरला जाऊ शकतो. पोटॅशियम क्लोरेट, मॅग्नेशियम पावडर आणि रोझिनसह मिसळलेले बेरियम नायट्रेट सिग्नल फ्लेअर्स आणि फटाके तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. विरघळणारे बेरियम संयुगे सामान्यतः विविध वनस्पती कीटकांना नियंत्रित करण्यासाठी बेरियम क्लोराइड सारख्या कीटकनाशके म्हणून वापरले जातात. इलेक्ट्रोलाइटिक कॉस्टिक सोडा उत्पादनासाठी ब्राइन आणि बॉयलर वॉटर शुद्ध करण्यासाठी देखील याचा वापर केला जाऊ शकतो. रंगद्रव्ये तयार करण्यासाठी देखील याचा वापर केला जातो. कापड आणि चामडे उद्योग कृत्रिम रेशीमसाठी मॉर्डंट आणि मॅटिंग एजंट म्हणून वापरतात.
२. वैद्यकीय वापरासाठी बेरियम सल्फेट हे एक्स-रे तपासणीसाठी एक सहायक औषध आहे. गंधहीन आणि चवहीन पांढरा पावडर, एक पदार्थ जो एक्स-रे तपासणी दरम्यान शरीरात सकारात्मक कॉन्ट्रास्ट प्रदान करू शकतो. वैद्यकीय बेरियम सल्फेट गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टमध्ये शोषले जात नाही आणि त्यामुळे एलर्जीची प्रतिक्रिया होत नाही. त्यात बेरियम क्लोराइड, बेरियम सल्फाइड आणि बेरियम कार्बोनेट सारखे विरघळणारे बेरियम संयुगे नसतात. मुख्यतः गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल इमेजिंगसाठी वापरले जाते, कधीकधी तपासणीच्या इतर उद्देशांसाठी वापरले जाते.

७, तयारी पद्धत
औद्योगिक उत्पादनधातूचा बेरियमदोन टप्प्यात विभागले गेले आहे: बेरियम ऑक्साईडचे उत्पादन आणि धातूचे थर्मल रिडक्शन (अॅल्युमिनियम थर्मल रिडक्शन). १०००-१२०० ℃ वर,धातूचा बेरियमधातूच्या अॅल्युमिनियमसह बेरियम ऑक्साईड कमी करून मिळवता येते आणि नंतर व्हॅक्यूम डिस्टिलेशनद्वारे शुद्ध केले जाऊ शकते. धातूच्या बेरियम तयार करण्यासाठी अॅल्युमिनियम थर्मल रिडक्शन पद्धत: वेगवेगळ्या घटक गुणोत्तरांमुळे, बेरियम ऑक्साईड कमी करण्यासाठी अॅल्युमिनियम रिडक्शनसाठी दोन प्रतिक्रिया असू शकतात. प्रतिक्रिया समीकरण असे आहे: दोन्ही प्रतिक्रिया 1000-1200 ℃ वर फक्त थोड्या प्रमाणात बेरियम तयार करू शकतात. म्हणून, प्रतिक्रिया उजवीकडे हलवत राहण्यासाठी प्रतिक्रिया क्षेत्रापासून थंड संक्षेपण क्षेत्रात बेरियम वाष्प सतत हस्तांतरित करण्यासाठी व्हॅक्यूम पंप वापरणे आवश्यक आहे. प्रतिक्रियेनंतरचे अवशेष विषारी असतात आणि विल्हेवाट लावण्यापूर्वी त्यावर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे.