Bariy haqida

Bariy
Bariy
	← Seziy \| Lantan →
Oddiy moddaning tashqi ko‘rinishi
	Bariy namunasi
Atom xossalari
Nomi, belgisi, tartib raqami	Bariy / Barium (Ba), 56
Guruh, davr, blok	2 (eski tasnifda IIA), 6, ; p-element
Atom massasi ; (molyar massa)	137,327(7) a. m. b. (g/mol)
Elektron konfiguratsiyasi	[Xe] 6s2
Atom radiusi	222 pm
Kimyoviy xossalari
Kovalent radiusi	198 pm
Ion radiusi	(+2e) 134 pm
Elektromanfiylik	0,89 (Poling shkalasi)
Elektrod potensiali	-2,906
Oksidlanish darajalari	0, +2
Ionlanish energiyasi ; (birinchi elektron)	502,5 (5,21) kJ/mol (eV)
Oddiy moddaning termodinamik xossalari
Zichligi (n. sh.)	3,78 g/sm3
Erish harorati	1002 K (728,85 °C)
Qaynash harorati	1910 K (1636,85 °C)
Molyar erish issiqligi	7,66 kJ/mol
Molyar bug‘lanish issiqligi	142,0 kJ/mol
Molyar issiqlik sig‘imi	28,1 J/(K·mol)
Molyar hajm	39,0 sm3/mol
Kristall panjarasi oddiy moddaning
Panjara tuzilishi	Kubik; hajm markazlashgan
Panjara parametrlari	5,020 Å
Boshqa xususiyatlari
Issiqlik o‘tkazuvchanligi	(300 K) (18.4) Vt/(m·K)
CAS raqami	7440-39-3
Eng uzoq yashovchi izotoplar

56

Bariy

Ba

137,327

6s²

Bariy (kimyoviy belgisi — Ba, lotincha Barium) — kimyoviy element bo‘lib, 2-guruhda (eski tasnifga ko‘ra — ikkinchi guruhning asosiy guruhchasi, IIA) va oltinchi davrda kimyoviy elementlar davriy sistemasiga kiritilgan. D. I. Mendeleyev jadvali bo‘yicha atom raqami 56. U ishqoriy-yer metali hisoblanadi.

Oddiy modda bariy — kumushsimon oq rangli (o‘ta toza bariy biroz oltin tusga ega), yumshoq, cho‘ziluvchan va bolg‘alanuvchan metall. Kimyoviy faolligi yuqori: havoda xiralashadi va suv bilan reaksiyaga kirishadi.

Tarixi

Bariy BaO oksidi shaklida 1774-yilda Karl Sheele va Yuhan Gan tomonidan kashf etilgan. 1808-yilda ingliz kimyogari Gemfri Devi nam bariy gidroksidini simobli katod yordamida elektroliz qilib, amalgamasini hosil qildi; so‘ng qizdirish orqali simobni bug‘latib, metall bariyni ajratib oldi.

Nomining kelib chiqishi

Element nomi qadimgi yunoncha βαρύς — «og‘ir» so‘zidan olingan.

Fizik xossalari

Bariy atomining to‘liq elektron konfiguratsiyasi: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²

Bariy — kumushsimon oq (biroz oltin tusli) bolg‘alanuvchan metall bo‘lib, zichligi 3,78 g/sm³. Kuchli zarba ta’sirida bo‘linib ketadi. Simob aralashmasi (masalan, amalgama usulida olinganda) uni mo‘rt qiladi. Normal bosimda bariyning ikkita allotropik modifikatsiyasi mavjud: 375 °C gacha α-Ba barqaror bo‘lib, u kubik singoniyaga (hajm markazlashgan panjara) ega; fazoviy guruhi Im3m, elementar yacheyka parametrlari a = 0,501 nm, yuqoriroq haroratlarda esa β-Ba barqaror. Ba-α ↔ Ba-β o‘tish issiqligi 0,86 kJ/mol ni tashkil etadi. 5530 MPa bosim va 19 °C haroratda geksagonal modifikatsiyasi aniqlangan.

Erish harorati 727 °C (1000 K), qaynash harorati 1637 °C (1910 K). Erish issiqligi 7,12 kJ/mol. Bug‘lanish issiqligi 150,9 kJ/mol (qaynash haroratida). Uchlamchi nuqta: 710 °C, 1,185 Pa. Kritik harorat 2497 °C. Bug‘ bosimi taxminan 50 mm simob ustuniga teng (1200 °C da). O‘zgarmas bosimdagi issiqlik sig‘imi 28,1 J/(mol·K). Entropiya S0
298 62,5 J/(mol·K). Chiziqli kengayishning harorat koeffitsiyenti (17…21)·10⁻⁶ K⁻¹.

Qattiqligi Moos shkalasi bo‘yicha, turli ma’lumotlarga ko‘ra, 1,25, 1,5, 2 yoki 3. Brinell bo‘yicha qattiqligi 42 MPa. Siqiluvchanlik koeffitsiyenti 1,04·10¹² Pa⁻¹.

Bariy paramagnit bo‘lib, uning magnit qabul qiluvchanligi 1,5·10⁸. Bariyning solishtirma elektr qarshiligi 6·10⁻⁸ Om·m (0 °C da). Qarshilikning harorat koeffitsiyenti 3,6·10⁻³ K⁻¹.

Ionlanish energiyasi Ba → Ba⁺ 5,19 eV, Ba⁺ → Ba²⁺ 9,95 eV.

Bariy tuzlari gaz gorelkasi alangasini sarg‘ish-yashil rangga bo‘yaydi.

Kimyoviy xossalari

Bariy — ishqoriy-yer guruhiga mansub kimyoviy faol metall bo‘lib, birikmalarida oksidlanish darajasi +2 ga teng. Havoda bariy tez oksidlanib, sirtida bariy oksidi (BaO) va bariy nitridi (Ba₃N₂) aralashmasini hosil qiladi; natijada yaltiroqligini yo‘qotib, avval jigarrang-sariq, so‘ng kulrang tusga kiradi. Havoda biroz qizdirilganda alangalanadi. Bariy suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishib, bariy gidroksidi ${\mathrm {Ba} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}$ :

{\mathsf {Ba+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}\uparrow }}

hosil qiladi. Suyultirilgan kislotalar bilan faol reaksiyaga kirishadi. Bariyning ko‘plab tuzlari suvda erimaydi yoki kam eriydi: bariy sulfati (BaSO₄), bariy sulfiti (BaSO₃), bariy karbonati (BaCO₃), bariy fosfati (Ba₃(PO₄)₂). Bariy sulfidi (BaS), kalsiy sulfididan (CaS) farqli ravishda, suvda yaxshi eriydi. Bariyning eruvchan tuzlari eritmada sulfat kislotasi va uning eruvchan tuzlari borligini suvda va kislotalarda erimaydigan oq bariy sulfati cho‘kmasi hosil bo‘lishiga qarab aniqlash imkonini beradi.

Bariy sulfididan tashqari, suvda quyidagi tuzlar ham eriydi: sianid ${\mathrm {Ba} (\mathrm {CN} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}$ , tiosianat ${\mathrm {Ba} (\mathrm {SCN} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}$ va atsetat ${\mathrm {Ba} (\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {COO} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}$ .

Bariy galogenlar bilan oson reaksiyaga kirishib, galogenidlar hosil qiladi.

Qizdirilganda vodorod bilan reaksiyaga kirishib, bariy gidridi ( ${\mathrm {BaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}$ ) hosil qiladi. Bu birikma o‘z navbatida litiy gidridi ${\mathrm {LiH} }$ bilan kompleks birikma hosil qiladi ${\mathrm {Li} [\mathrm {BaH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}]}$ .

{\mathsf {Ba+H_{2}\rightarrow BaH_{2}}}

{\mathsf {BaH_{2}+LiH\rightarrow Li[BaH_{3}]}}

Qizdirilganda ammiak bilan reaksiyaga kirishadi:

{\mathsf {6Ba+2NH_{3}\rightarrow 3BaH_{2}+Ba_{3}N_{2}}}

Bariy nitridi Ba₃N₂ qizdirilganda CO bilan reaksiyaga kirishib, sianid:

{\mathsf {Ba_{3}N_{2}+2CO\rightarrow Ba(CN)_{2}+2BaO}}

Suyuq ammiak bilan to‘q ko‘k eritma hosil qiladi, undan ammiakat [Ba(NH₃)₆], oltinrang yaltiroqqa ega bo‘lib, NH₃ ajralishi hisobiga oson parchalanadi. Platina katalizatori ishtirokida ammiakat parchalanib, bariy amidi:

{\mathsf {[Ba(NH_{3})_{6}]\rightarrow Ba(NH_{2})_{2}+4NH_{3}+H_{2}}}

Bariy karbidi (BaC₂) ni elektr yoyli pechda olishda BaO bilan ko‘mir qizdiriladi.

{\mathsf {BaO+3C\rightarrow BaC_{2}+CO\uparrow }}

Fosfor bilan reaksiyaga kirishib, fosfid hosil qiladi (Ba₃P₂):

{\mathsf {3Ba+2P\rightarrow Ba_{3}P_{2}}}

Bariy ko‘plab metallarning oksidlari, galogenidlari va sulfidlarini tegishli metallargacha qaytaradi.

Xona haroratida karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishib, bariy karbidini hosil qiladi — BaC₂.

Olinishi

Bariy olish uchun asosiy xomashyo — barit konsentrati (80—95 % BaSO₄) bo‘lib, u o‘z navbatida flotatsiya orqali baritdan olinadi. Bariy sulfati keyinchalik koks yoki tabiiy gaz bilan qaytariladi:

{\mathsf {BaSO_{4}+4C\rightarrow BaS+4CO\uparrow }}

{\mathsf {BaSO_{4}+2CH_{4}\rightarrow BaS+2C+4H_{2}O}}

So‘ng bariy sulfidi qizdirilganda gidrolizlanib, bariy gidroksidiga (Ba(OH)₂) aylanadi yoki CO₂ ta’sirida erimaydigan bariy karbonatiga (BaCO₃), undan keyin bariy oksidi (BaO) olinadi (buning uchun 800 °C da Ba(OH)₂ qizdiriladi, 1000 °C dan yuqori haroratda esa BaCO₃):

{\mathsf {BaS+2H_{2}O\rightarrow Ba(OH)_{2}+H_{2}S\uparrow }}

{\mathsf {BaS+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow BaCO_{3}+H_{2}S\uparrow }}

{\mathsf {BaCO_{3}\rightarrow BaO+CO_{2}\uparrow }}

Metall bariy elektroliz yordamida suvsiz suyuqlantirilgan bariy xlorididan olinadi:

{\mathsf {BaCl_{2}\rightarrow Ba+Cl_{2}\uparrow }}

Sifat va miqdoriy tahlil

Eritmada bariy borligi bariy sulfati (BaSO₄) cho‘kmasi hosil bo‘lishiga qarab sifat jihatidan aniqlanadi; u tegishli kalsiy sulfatlari va stronsiy sulfatlaridan noorganik kislotalarda nihoyatda kam erishi bilan farq qiladi.

Natriy rodizonati bariyning neytral tuzlaridan o‘ziga xos qizg‘ish-jigarrang cho‘kma ajratadi. Bu juda sezgir va o‘ziga xos reaksiya bo‘lib, 1 qism bariy ionlarini eritmaning 210000 massa qismida aniqlash imkonini beradi.

Bariy birikmalari alangani sarg‘ish-yashil rangga bo‘yaydi (to‘lqin uzunliklari 455 va 493 nm).

Bariyni miqdoriy jihatdan gravimetrik usul yordamida quyidagi birikmalar shaklida aniqlash mumkin: BaSO₄ yoki BaCrO₄.

Qo‘llanilishi

Vakuumli elektron asboblar

Metall bariy ko‘pincha qotishma holida alyuminiy yoki magniy bilan birga yuqori vakuumli elektron asboblarda gaz yutuvchi (getter) sifatida qo‘llaniladi. Chunki u ko‘plab gazlar, jumladan ayrim inert gazlar bilan ham faol reaksiyaga kirishadi; ayrim gazlar uning kristall panjarasida eriydi.

Bariy oksidi boshqa qattiq eritma tarkibida, ya’ni ishqoriy-yer metallari — kalsiy va stronsiy oksidlari (CaO, SrO) bilan birga, bilvosita qizdiriladigan katodlarning faol qatlami sifatida ishlatiladi.

Korroziyaga qarshi material

Bariy sirkoniy bilan birga suyuq metall issiqlik tashuvchilarga (natriy, kaliy, rubidiy, litiy va seziy qotishmalariga) ularning quvurlarga yemiruvchi ta’sirini kamaytirish uchun, shuningdek, metallurgiyada qo‘shiladi.

Segneto- va pyezoelektrik

Bariy titanati keramik kondensatorlar ishlab chiqarishda dielektrik, shuningdek, pyezoelektrik mikrofonlar va pyezokeramik nurlatgichlar uchun material sifatida ishlatiladi.

Optika

Bariy ftoridi optikada monokristall holida (linzalar, prizmalar) ishlatiladi.

Pirotexnika

Bariy peroksidi pirotexnikada va oksidlovchi sifatida ishlatiladi. Bariy nitrati va bariy xlorati pirotexnikada alangaga yashil rang berish uchun ishlatiladi.

Atom-vodorod energetikasi

Bariy xromati vodorod va kislorodni termokimyoviy usulda olishda (AQSHdagi Ouk-Rij sikli) qo‘llaniladi.

Yuqori haroratli o‘ta o‘tkazuvchanlik

Bariy peroksidi mis va noyob yer metallari oksidlari, shuningdek, bariy kuprati bilan birga, suyuq azot haroratida va undan yuqorida ishlaydigan o‘ta o‘tkazuvchan keramikalarni sintez qilishda qo‘llaniladi.

Qotishmalarni legirlash

Qotishmalarni legirlash uchun bariydan foydalanish keng tarqalmagan va asosan tajriba ishlari bilan cheklangan. Masalan, qo‘rg‘oshin-kalsiyli akkumulyator elektrodlari korroziyasini kamaytirish uchun ularni bariy bilan legirlash taklif etilgan.

Shu bilan birga, bariy maxsus qotishmalar, po‘lat va cho‘yanlarni kislorodsizlantirish, fosfor va oltingugurtdan tozalash uchun ligatura sifatida ishlatiladi; alyuminiy-bariyli ABa45 shunday ligaturalardan biridir.

Bariyning nikel bilan qotishmasi ilgari radiolampalarda ishlatilgan.

Yadro energetikasi

Bariy oksidi uran sterjenlarini qoplashda ishlatiladigan maxsus shisha turini eritib tayyorlash uchun qo‘llaniladi. Bunday shishalarning keng tarqalgan turlaridan biri quyidagi tarkibga ega: fosfor oksidi — 61 %, BaO — 32 %, alyuminiy oksidi — 1,5 %, natriy oksidi — 5,5 %. Atom sanoati uchun shisha tayyorlashda yana bariy fosfati ham ishlatiladi.

Kimyoviy tok manbalari

Bariy ftoridi qattiq holatdagi ftor-ionli akkumulyator batareyalarida ftorid elektrolitining tarkibiy qismi sifatida ishlatiladi.

Bariy oksidi qudratli mis oksidli akkumulyatorlarda faol massa (bariy oksidi — mis oksidi) tarkibida qo‘llaniladi.

Bariy sulfati qo‘rg‘oshin-kislotali akkumulyatorlar ishlab chiqarishda manfiy elektrodning faol massasini kengaytiruvchi qo‘shimcha sifatida ishlatiladi.

Tibbiyotda qo‘llanilishi

Bariy sulfati erimaydigan va zaharli bo‘lmagan modda bo‘lib, oshqozon-ichak yo‘lini rentgen orqali tekshirishda kontrast modda sifatida ishlatiladi.

Tabiatda uchrashi

Bariyning Yer po‘stidagi massa bo‘yicha miqdori 0,05 % ni tashkil qiladi; dengiz suvidagi o‘rtacha miqdori esa 0,02 mg/l. Bariy faol element bo‘lib, ishqoriy-yer metallari guruhchasiga kiradi va minerallarda mustahkam bog‘langan holda uchraydi. Asosiy minerallari: barit (BaSO₄) va viterit (BaCO₃).

Bariyning nodir minerallari: selsian yoki bariyli dala shpati (bariy alyumosilikati), gialofan (aralash alyumosilikat bariy va kaliy), nitrobarit (bariy nitrati) va boshqalar.

Kon turlari

Minerallar majmuasiga ko‘ra barit rudalari bir mineralli va kompleks turlarga bo‘linadi. Kompleks rudalar barit-sulfidli (tarkibida qo‘rg‘oshin sulfidlari, rux, ba’zan mis va temir kolchedani, kamroq miqdorda Sn, Ni, Au, Ag), barit-kalsitli (tarkibida 75 % gacha kalsit), temir-baritli (tarkibida magnetit, gematit, yuqori qatlamlarida esa gyotit va gidrogyotit) hamda barit-ftoritli (barit va ftoritdan tashqari, odatda kvars va kalsit, oz miqdordagi aralashma sifatida ba’zan rux sulfidlari, qo‘rg‘oshin, mis va simob).

ham uchraydi) turlariga ajratiladi. Amaliy jihatdan gidrotermal tomirli bir mineralli, barit-sulfidli va barit-ftoritli konlar katta qiziqish uyg‘otadi. Ayrim metasomatik qatlamli konlar va elyuvial sochilmalar ham sanoat ahamiyatiga ega. Suv havzalarida kimyoviy cho‘kindi tarzida shakllangan cho‘kindi konlar kam uchraydi va muhim rol o‘ynamaydi.

Odatda barit rudalarida boshqa foydali komponentlar (ftorit, galenit, sfalerit, mis, oltin sanoat miqyosidagi konsentratsiyalarda) ham bo‘ladi, shu sababli rudalardan kompleks ravishda foydalaniladi.

Izotoplar

Bariyning izotoplari massa sonlari 114 dan 153 gacha bo‘lgan oraliqda, shuningdek, 10 ta yadro izomeri ma’lum. Tabiiy bariy oltita barqaror izotop (¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁵Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁷Ba, ¹³⁸Ba) va nihoyatda katta yarim yemirilish davriga ega bo‘lgan (bu davr Koinot yoshidan ham ancha uzun) (¹³⁰Ba) izotopidan tarkib topgan.

Biologik roli

Bariy zaharli mikroelementlar qatoriga kiradi. Inson organizmida bariy ionlari silliq mushaklarga sezilarli ta’sir ko‘rsatadi.

Bariyga sutkalik ehtiyoj inson organizmi uchun aniq belgilanmagan; bariyning organizmga o‘rtacha kunlik tushishi 0,3—1 milligrammni tashkil etadi.

Inson organizmidagi bariy miqdori 20—22 mg ni tashkil qiladi.

Bariy barcha a’zolar va to‘qimalarda juda oz miqdorda uchraydi, biroq eng yuqori konsentratsiyada ushbu mikroelement quyidagi joylarda to‘planadi: bosh miya, taloq, mushaklar, shuningdek, ko‘z gavhari (bariy ko‘zning barcha qismlarida uchraydi). Uning taxminan 90 % i suyaklar va tishlarda to‘plangan.

Zaharliligi

3

2

W

NFPA 704 — bariy uchun

Bariy va uning ayrim birikmalari oziq-ovqat hamda suvda ruxsat etilgan eng yuqori konsentratsiyadan oshsa, zaharli bo‘lishi mumkin. Ruxsat etilgan eng yuqori konsentratsiya ichimlik suvida 0,7 mg/dm³ ni tashkil qiladi. Rossiyaning gigiyenik me’yorlariga ko‘ra, bu ko‘rsatkich zararli ta’sirning sanitariya-toksikologik chegaralovchi belgisi asosida belgilanadi; xavflilik sinfi — 2 (yuqori xavfli moddalar).

Metall bariyning teri va shilliq pardalarga tegishi kimyoviy kuyishlarga olib keladi. Bariy tuzlaridan suvda yaxshi erishi sababli eng xavflisi xlorid, shuningdek, nitrit, gipoxlorit, yodid, bromid, sulfid, xlorat, bromat va permanganat ham xavflidir. Ko‘p miqdorda teriga tushganda bariy oksidi, bariy peroksidi, bariy superoksidi va o‘yuvchi barit.

ham kimyoviy kuyishga sabab bo‘lishi mumkin. Suvda yaxshi eriydigan bariy tuzlari ichakda tez so‘riladi. Yurak falajlanishi oqibatida bir necha soat ichida o‘lim yuz berishi mumkin.

Eruvchan bariy tuzlari bilan zaharlanish belgilari

Eruvchan bariy tuzlaridan o‘tkir zaharlanish belgilari: so‘lak oqishi, og‘iz va qizilo‘ngachda achishish. Oshqozon og‘rig‘i, sanchiq, ko‘ngil aynishi, qusish, ich ketishi, qon bosimining ko‘tarilishi, qattiq va notekis puls, tirishish; keyinchalik falajlik, yuz va qo‘l-oyoqlarning ko‘karishi (qo‘l-oyoqlar sovuq bo‘ladi), ko‘p miqdorda sovuq terlash, mushaklar, ayniqsa qo‘l-oyoqlardagi kuchsizlik kuzatiladi. Kuchsizlik shu darajaga yetishi mumkinki, zaharlangan odam boshini ham qimirlata olmaydi. Halqum va til mushaklarining falajlanishi sababli yurish hamda nutq buziladi. Nafas qisishi, bosh aylanishi, quloqda shovqin va ko‘rishning buzilishi kuzatiladi.

Og‘ir zaharlanishda o‘lim to‘satdan yoki bir sutka ichida yuz beradi. Eruvchan bariy tuzlaridan 0,2—0,5 g ichga qabul qilinganda og‘ir zaharlanish sodir bo‘ladi; o‘limga olib keluvchi doza 0,8—0,9 g ni tashkil etadi.

Zaharlanishda yordam

Birinchi yordam ko‘rsatish uchun oshqozonni 1 % li eritma bilan yuvish kerak: natriy sulfati yoki magniy sulfati. Shu tuzlarning 10 % li eritmasi bilan huqna qilish. Shu tuzlarning (2 qism tuz va 15 qism suvdan tayyorlangan) eritmasini har 5 daqiqada bir osh qoshiqdan ichish. Qusdiruvchi vositalar oshqozonda hosil bo‘lgan erimaydigan bariy sulfatini. Vena ichiga 10—20 ml 3 % li natriy sulfati eritmasi yuboriladi. Teri ostiga — kamfora, kofein, lobelin — ko‘rsatmaga muvofiq yuboriladi. Oyoqlarni isitish. Ichish uchun shilimshiq sho‘rvalar va sut berish.

Saqlanishi

Metall bariy kerosin ichida yoki parafin qatlami ostida (yuqori kimyoviy faolligi sababli) saqlanadi..

Narxlar

99,9 % tozalikka ega quyma metall bariyning narxi o‘zgarib turadi^[qachon?] taxminan 30 dollarni tashkil qiladi (1 kg uchun)^{[manba 1003 kundan beri ko‘rsatilmagan]}.

Adabiyotlar

Bariy // Brokgauz va Yefron ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 qo‘shimcha jild). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.
Venetskiy S. I. Boloniyalik etikdo‘zning omadi (Bariy) // Nodir va tarqoq elementlar haqida (Metallar haqidagi hikoyalar) (rus tilida). — Moskva: Metallurgiya, 1980. — 184 b. — 200 000 nusxa.

Bariy // Fizik ensiklopedik lug‘at: [5 jildda] / Bosh muharrir B. A. Vvedenskiy. — Moskva: Sovet ensiklopediyasi, 1960. — 1-jild: Abbe refraktometri — Dyufur effekti. — B. 154. — 664 b. — 50 000 nusxa.

ifazo.uz