원소 56: 바륨

1、 원소 소개바륨,
화학 기호 Ba를 갖는 알칼리 토금속 원소는 주기율표의 6주기 IIA족에 속합니다. 부드러운 은백색 광택의 알칼리 토금속이며 알칼리 토금속에서 가장 활동적인 원소입니다. 요소 이름은 "무거운"을 의미하는 그리스어 베타 알파 ρύς(바리스)에서 유래되었습니다.

2. 간략한 역사의 발견
알칼리 토금속의 황화물은 인광을 나타냅니다. 즉, 빛에 노출된 후에도 어둠 속에서 일정 시간 동안 계속해서 빛을 방출합니다. 바륨 화합물이 사람들의 관심을 끌기 시작한 것은 바로 이러한 특성 때문이었습니다. 1602년 이탈리아 볼로냐의 제화공 카시오 라우로(Casio Lauro)가 황산바륨과 인화성 물질을 함유한 중정석을 구워 어둠 속에서도 빛을 낼 수 있다는 사실을 발견해 당시 학자들의 관심을 끌었다. 나중에 이러한 유형의 돌은 폴로나이트라고 불리며 분석 연구에 대한 유럽 화학자들의 관심을 불러일으켰습니다. 1774년 스웨덴의 화학자 CW Scheele는 산화바륨이 상대적으로 무거운 새로운 토양임을 발견하고 이를 “Baryta”(중토)라고 불렀습니다. 1774년에 Scheler는 이 돌이 새로운 토양(산화물)과 황산의 결합이라고 믿었습니다. 1776년에 그는 이 새로운 토양에 있는 질산염을 가열하여 순수한 토양(산화물)을 얻었습니다. 1808년 영국의 화학자 H. 데이비는 수은을 음극으로, 백금을 양극으로 사용하여 중정석(BaSO4)을 전기분해하여 바륨 아말감을 생산했습니다. 수은을 제거하기 위해 증류한 후 순도가 낮은 금속을 얻었고 그리스 단어 barys(무거운)의 이름을 따서 명명되었습니다. 원소기호는 Ba로 설정되어 있는데, 이를 Ba라고 한다.바륨.

3, 물리적 특성
바륨녹는점 725°C, 끓는점 1846°C, 밀도 3.51g/cm3, 연성을 지닌 은백색 금속입니다. 바륨의 주요 광석은 중정석(barite)과 비소철석(arsenopyrite)입니다.

4、바륨화학적 성질을 지닌 화학원소이다.
원자 번호 56인 화학 기호 Ba는 주기율표 IIA족에 속하며 알칼리 토금속의 구성원입니다. 바륨은 화학적 활성이 크며 알칼리 토금속 중에서 가장 활성이 높습니다. 전위에너지와 이온화에너지로부터 바륨은 강한 환원성을 가지고 있음을 알 수 있다. 실제로 첫 번째 전자의 손실만 고려하면 바륨은 물에서 가장 강한 환원성을 갖습니다. 그러나 바륨이 두 번째 전자를 잃는 것은 상대적으로 어렵습니다. 따라서 모든 요인을 고려하면 바륨의 환원성은 크게 감소합니다. 그럼에도 불구하고, 이는 리튬, 세슘, 루비듐, 칼륨에 이어 두 번째로 산성 용액에서 반응성이 가장 높은 금속 중 하나이기도 합니다.

5. 주요 화합물
1). 산화바륨은 공기 중에서 천천히 산화되어 무색 입방정인 산화바륨을 형성합니다. 산에 용해되고 아세톤 및 암모니아수에 용해되지 않습니다. 물과 반응하여 독성이 있는 수산화바륨을 생성합니다. 연소되면 녹색 불꽃을 방출하고 과산화바륨을 생성합니다.
2). 과산화바륨은 황산과 반응하여 과산화수소를 생성합니다. 이 반응은 실험실에서 과산화수소를 제조하는 원리에 기초합니다.
3). 수산화바륨은 물과 반응하여 수산화바륨과 수소가스를 생성합니다. 수산화바륨은 용해도가 낮고 승화 에너지가 높기 때문에 알칼리 금속만큼 반응이 강하지 않아 생성된 수산화바륨이 시야를 가릴 수 있습니다. 용액에 소량의 이산화탄소를 투입하여 탄산바륨 침전물을 형성하고, 과량의 이산화탄소를 추가로 투입하여 탄산바륨 침전물을 용해시켜 가용성 중탄산바륨을 생성한다.
4). 아미노 바륨은 액체 암모니아에 용해되어 본질적으로 암모니아 전자를 형성하는 상자성 및 전도성을 갖춘 청색 용액을 생성할 수 있습니다. 장기간 보관하면 암모니아의 수소는 암모니아 전자에 의해 수소 가스로 환원되며 전체 반응은 바륨이 액체 암모니아와 반응하여 아미노 바륨과 수소 가스를 생성하는 것입니다.
5). 아황산바륨은 흰색 결정 또는 분말로 독성이 있고 물에 약간 용해되며 공기 중에 방치하면 점차적으로 황산바륨으로 산화됩니다. 염산 등 비산화성 강산에 용해하면 자극적인 냄새가 나는 이산화황 가스가 발생합니다. 묽은 질산과 같은 산화성 산을 만나면 황산바륨으로 전환될 수 있습니다.
6). 황산바륨은 화학적 성질이 안정적이며, 물에 용해된 황산바륨의 일부가 완전히 이온화되어 강한 전해질이 됩니다. 황산바륨은 묽은 질산에 용해되지 않습니다. 주로 위장 조영제로 사용됩니다.
탄산바륨은 독성이 있으며 찬물에는 거의 녹지 않습니다., 이산화탄소를 함유한 물에는 약간 녹고 묽은 염산에는 녹습니다. 황산나트륨과 반응하여 더 불용성인 황산바륨의 백색 침전물을 생성합니다. 수용액에서 침전물 사이의 전환 경향은 더 불용성인 방향으로 전환하기 쉽습니다.

6、 응용 분야
1. 바륨염, 합금, 불꽃놀이, 원자로 등의 생산에 공업용으로 사용됩니다. 또한 구리 정제용 탈산제로도 탁월합니다. 납, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 리튬, 알루미늄 및 니켈 합금을 포함한 합금에 널리 사용됩니다. 바륨 금속은 진공관 및 음극선관에서 미량 가스를 제거하기 위한 탈기제와 금속 정제용 탈기제로 사용할 수 있습니다. 염소산칼륨, 마그네슘 분말, 로진을 혼합한 질산바륨을 사용하여 신호탄과 불꽃놀이를 제조할 수 있습니다. 가용성 바륨 화합물은 일반적으로 다양한 식물 해충을 방제하기 위해 염화바륨과 같은 살충제로 사용됩니다. 또한 전해 가성소다 생산을 위한 염수 및 보일러수를 정제하는 데에도 사용할 수 있습니다. 안료 제조에도 사용됩니다. 섬유 및 가죽 산업에서는 이를 매염제 및 인조 실크의 소광제로 사용합니다.
2. 의료용 황산바륨은 엑스레이 검사용 보조약품이다. 무취, 무미의 흰색 분말로 X선 검사 시 체내에서 양성 대조를 제공할 수 있는 물질입니다. 의료용 황산바륨은 위장관에 흡수되지 않으며 알레르기 반응을 일으키지 않습니다. 염화바륨, 황화바륨, 탄산바륨 등 용해성 바륨 화합물을 함유하지 않습니다. 주로 위장관 영상 촬영에 사용되며 때로는 다른 검사 목적으로도 사용됩니다.

7、 준비방법
산업 생산금속성 바륨산화바륨 생산과 금속 열환원(알루미늄 열환원)의 두 단계로 나누어진다. 1000-1200 ℃에서,금속성 바륨산화바륨을 금속알루미늄으로 환원시킨 후 진공증류로 정제하여 얻을 수 있다. 금속 바륨 제조를 위한 알루미늄 열환원 방법: 성분 비율이 다르기 때문에 산화바륨의 알루미늄 환원에는 두 가지 반응이 있을 수 있습니다. 반응식은 다음과 같습니다. 두 반응 모두 1000-1200℃에서 소량의 바륨만 생성할 수 있습니다. 따라서 반응이 계속해서 오른쪽으로 이동하려면 진공 펌프를 사용하여 바륨 증기를 반응 구역에서 차가운 응축 구역으로 연속적으로 이송해야 합니다. 반응 후 잔류물은 독성이 있으므로 폐기하기 전에 처리해야 합니다.