Барий

БАРИЙ, Ва (лат. Baryum, от греч. barys — тяжёлый * а. barium; н. Barium; ф. barium; и. bario), — химический элемент главной подгруппы 11 группы периодической системы элементов Менделеева, атомный номер 56, атомная масса 137,33. Природный барий состоит из смеси семи стабильных изотопов; преобладает ¹³⁸Ва (71,66%). Барий открыт в 1774 шведским химиком К. Шееле в виде ВаО. Металлический барий впервые получил английский химик Х. Дэви в 1808.

Свойства бария

Барий — тягучий ковкий металл серебристо-белого цвета. Барий кристаллизуется по типу кубической. объёмноцентрированной решётки с параметром а=5,019 Е. Плотность 3630 кг/м³ (20°С). t плавления 727°С, t кипения около 1860°С. Теплота плавления 8673,3±335,2 кДж/кг, удельная теплоёмкость 2,84•10² Дж/кг•К (0-100°С). Удельное электрическое сопротивление 6 • 10^-7 ом • м, термический коэффициент линейного расширения 1,9 • 10^-5 град^-1 (0-100°С).

Соединения бария

По химическим свойствам барий сходен с кальцием и стронцием, превосходя их по химической активности. Быстро окисляется на воздухе, образуя плёнку, содержащую оксид, переоксид и нитрид бария. При нагревании на воздухе легко воспламеняется и сгорает. Энергичнее кальция разлагает воду с выделением водорода. Наиболее характерная для бария степень окисления +2, однако известны соединения, в которых степень окисления бария + 1 (напр., BaCl). При нагревании барий взаимодействует с водородом и азотом, образуя гидриды и нитриды (ВаН₂ и Ba₃N₂). В дуговой печи получают карбид ВаС₂ и фосфид Ва₃Р₂. Сульфид бария, BaS, образуется при нагревании сульфата бария до 1200°С в восстановительным атмосфере. Барий непосредственно реагирует с галогенами, образуя соли соответствующих галогеноводородных кислот. Со свинцом, никелем, оловом, железом барий даёт сплавы. При взаимодействии бария с разбавленными кислотами получаются соли BaSO₄, Ba(NO₃)₂. Галогениды, нитрат, хлорид и некоторые другие соединения бария токсичны.

Барий — довольно распространённый элемент; содержание его в земной коре составляет 5•10^-2%. Основная масса бария находится в рассеянном состоянии в изверженных и осадочных породах. Из осадочных пород наиболее обогащены барием глины и глинистые сланцы, из изверженных — кислые и щелочные. Главные концентраты бария в изверженных породах — калиевые полевые шпаты и слюды, в которых накопления барий обусловлено К⁺ — Ва⁺ -изоморфизмом. Важная геохимическая особенность бария — тенденция концентрироваться в постмагматические фазу. Переносится барий в виде растворимых соединений. Известно 10 собственных минералов бария. Главный минерал бария — барит. Менее распространены витерит, цельзиан — BaAl₂Si₂О₃, гиалофан — К₂BaAl₂Si₄О₁₂ и др.

Об основных генетических типах месторождений природного сырья бария и его обогащении см. в ст. Баритовые руды.

Получение бария

Металлический барий получают термическим восстановлением в вакууме при 1100-1200°С окиси бария порошком алюминия. Барий применяют в сплавах — со свинцом (типографские и антифрикционные сплавы), алюминием и магнием (газопоглотители в вакуумных установках). Широко используют его искусственные радиоактивные изотопы.

Применение бария

Барий и его соединения добавляют в материалы, предназначенные для защиты от радиоактивного и рентгеновского излучения. Широко применяются соединения бария: оксид, пероксид и гидроксид (для получения перекиси водорода), нитрид (в пиротехнике), сульфат (как контрастное вещество при рентгенологии, исследованиях), хромат и манганат (при изготовлении красок), титанат (один из важнейших сегнетоэлектриков), сульфид (в кожевенной промышленности) и т.д.