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科普知识 ——钡

发布时间:2016-09-09

发现小史

·1774年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheek)发现氧化钡是一种密度大的不深于水的固体氧化物,称之为(Baryta)“重土”。1808年英国化学家戴维(H.Davey)用汞作阴极,铂作阳极,电解重晶石(BaSO4),制得钡汞剂,经蒸馏去汞后,得到一种纯度不高的金属,并以希腊文barys(重)命名。

金属性质

·钡的化学性质十分活泼,在高温下与氧和卤素猛烈反应,并放出大量的热。与水反应强烈,放出氢气。温度升高后,可与氢生成氢化钡,与氮生成氮化钡,与碳生成碳化钡。钡的还原性很强,它可以还原大多数金属的氧化物、卤化物、硫化物而得到相应的金属。

资源

·自然界主要钡的矿物有三种。 重晶石的化学成分为硫酸钡,含氧化钡65.7%,三氧化硫34.33%。毒重厂的化学成分为碳酸钡,含氧化钡77.7%,二氧化碳22.3%。毒重石一般不能富集成矿,只在重晶石矿床中以副矿物产出。 上述矿物中,一般含有锶、钙等杂质。 此外,硅钡石含钡50%,亦可作为生产化学制品的钡来源。

 

·1.氧化钡的制取 采用优质重晶石矿,或经手选和浮选,除去铁和硅后,得到含硫酸钡大于96%的精矿。将粒度小于20目的矿粉与煤或石油焦粉按重量比4∶1混合,在反射炉内于1100℃下焙烧,硫酸钡被还原成硫化钡,俗称“黑灰”。用热水浸出得到硫化钡溶液。向硫化钡水溶液中加入碳酸钠或通入二氧化碳,使硫化钡转化成碳酸钡沉淀。将碳酸钡与炭粉混合后,于800℃以上煅烧,制得氧化钡。氧化钡能在500-700℃氧化生成过氧化钡,700-800℃时过氧化钡又分解生成氧化钡;因而要求煅烧产物在惰性气体保护下冷却或淬冷,以免生成过氧化钡。 2.铝热还原法生产金属钡 因配料不同,铝还原氧化钡的反应可能有两种,反应式为: 6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑ 或 4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑ 这两种反应在1000-1200℃时,都只能生成少量的钡,因此,必须用真空泵将钡蒸气不断地从反应区转到冷凝区,反应才能不断向右进行。反应后的残渣有毒,须要处理才能弃去。

发现小史

·金属钡的主要用途是作消气剂,以除去真空管和电视显象管内的痕量气体。在蓄电池极板的铅合金中加入少量的钡,能改善性能。钡也可作球化剂和脱气合金,用于制造球墨铸铁和精炼金属。钡的化合物用途广泛,重晶石可作钻探用的泥浆。锌钡白俗称立德粉,是一种常用的白色颜料。钛酸钡压电陶瓷广泛用作仪器中的换能器。钡盐(如硝酸钡)燃烧时,呈明亮的绿黄色,大量用于制造焰火和信号弹。硫酸钡常用于医学X射线肠胃诊察,俗称“钡餐造影”。 金属钡用充氩气的塑料袋包装后,再装入充氩气的铁桶内密封保存。钡经真空蒸馏可制得高纯钡。


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