Страница: 1/4
БАРИЙ Ва
Тяжелый шпат, BaSO4, был первым известным соединением барин. Его открыл в начале XVII в. итальянский алхимик Касциароло. Он же установил, что этот минерал после сильного нагревания с углем светится в темноте красным светом и дал ему название «ляпис соларис» (солнечный камень).
Окись бария ВаО открыл в 1774 г. Шееле. Он назвал ее «тяжелой землей». В 1797 г., прокаливая нитрат бария, Вокелен получил : окись бария. Карбонат бария был открыт в 1783 г. в Шотландии , и назван «витеритом».
1 Металлический барий впервые получил Дэви в 1808 г. Название , «барий» происходит от слова «барис» (тяжелый).
В природе барий встречается в виде соединений (сульфатов, карбонатов, силикатов, алюмосиликатов и т.д.) в различных минералах. Содержание бария в земной коре 0,05 вес. % — больше, чем содержание стронция. Ниже перечислены важнейшие минералы бария:
Барит (персидский шпат), BaSO4, содержит 65,7 Ва0, встречается в виде гранул или бесцветных прозрачных трубчатых кристаллов (иногда окрашенных примесями в желтый, коричневый, красный, серый, голубой, зеленый или черный цвет) с плотностью 4,3—4,7 г/см3 и твердостью 3—3,5 по шкале Mooca. Залежи барита есть в России, США, Франции, Румынии и других странах. В природе встречаются разновидности барита, которые содержат сульфат стронция (баритоцелестин), сульфат свинца и радия.
Барит применяют в химической промышленности для получения солей бария, используемых в пиротехнике, производстве красок и лаков, бумажной промышленности, для приготовления фотобумаги, цементирования рыхлых пород во время бурения нефтяных скважин, защитной облицовки стен рентгеновских камер.
Витерит, ВаСОз, содержит 77,7% Ва0. Встречается в небольших количествах в России, Англии, Японии, США. Это белая масса с сероватым или желтым оттенком; твердость 3—3,5 по шкале Mooca, плотность 4,25—4,35 г/см". Некоторые разновидности витерита содержат карбонат кальция или карбонат стронция (ВаСО3*СаСО3, ВаСО3*SrСО3).
Гиалофан (бариевый полевой шпат) K2Ba[AI2Si4O12], встречается в виде прозрачных бесцветных (или окрашенных примесями в желтый, голубой, красный цвета) моноклинных кристаллов с плотностью 2,6—2,82 г1смР.
Известны также другие минералы бария:
бариевый брюстериг SrBa[Al2Si6O16(OH)2]*3H20, бариевый апатит [Ba10(PO4)6]Cl2, бариевая селитра Ba(NO3)2
Соединения бария найдены во многих силикатных и известняковых породах, подземных и морских, водах, на солнце.
Металлический барий получают металлотермическим восстановлением окиси или хлорида бария, термическим разложением гидрида и нитрида бария или Ba(NH.3)e, электролизом расплавленного хлорида бария (смесей BaCl2 и NaCI, BaCI2 и BaF2) или насыщенного раствора BaCI2*H2O на ртутном катоде. Во избежание контактов с воздухом все эти процессы ведут в вакууме или защитной атмосфере. В процессе промышленной переработки барита или витерита получают хлорид или окись бария, из которых металлотермическим восстановлением вырабатывают технический барий (см. схему).
БАРИЙ
восстановление окиси или хлорида бария
В промышленности металлический барий получают термическим восстановлением окиси бария порошком металлического алюминия (избыток) при температуре 1200—1250°. Процесс идет в вакууме (0,1 мм рт. ст.).
ЗВаО + 2А1 = ЗВа + Аl2О3 — 25 ккал
Восстановление проводится в кварцевых или герметичных фарфоровых капсулах. После удаления воздуха током водорода в них создается вакуум, затем окись бария и порошок алюминия в течение 2—3 час нагревают при температуре 1250°. По окончании восстановления нагревание прекращают. После охлаждения перед разборкой установки в нее подают сухой воздух.
Силикотермическое восстановление окиси бария проводится в вакууме в стальной трубке (температура 1200°):
ЗВаО + Si = 2Ва + ВаSiO3 — 37 ккал
В процессе магнийтермического восстановления окиси бария в вакууме получается металлический барий. В этом случае образуется промежуточный окисел Ba2O:
2ВаО + Mg = Ba2O + Mg0 Вa2О = Ва0 + Ва
При цинкотермическом восстановлении окиси бария в вакууме образуется сплав цинка и бария.
Металлотермическое восстановление хлорида бария натрием, калием или металлическим цинком в вакууме приводит к образованию сплавов бария с натрием, бария с калием и бария с цинком. Если восстановление хлорида бария идет при нагревании с карбидом кальция CaC2, образуется сплав бария и кальция.
Реферат опубликован: 10/06/2007