¿Qué es el bario, cuál es su aplicación y cómo probar el elemento de bario?

En el mundo mágico de la química,bariosiempre ha atraído la atención de los científicos con su encanto único y su amplia aplicación. Aunque este elemento metálico de color blanco plateado no es tan deslumbrante como el oro o la plata, juega un papel indispensable en muchos campos. Desde instrumentos de precisión en laboratorios de investigación científica hasta materias primas clave en la producción industrial hasta reactivos de diagnóstico en el campo de la medicina, Bario ha escrito la leyenda de la química con sus propiedades y funciones únicas.

Ya en 1602, Cassio Lauro, un zapatero en la ciudad italiana de Porra, asó un barito que contenía sulfato de bario con una sustancia combustible en un experimento y se sorprendió al descubrir que podría brillar en la oscuridad. Este descubrimiento despertó un gran interés entre los académicos en ese momento, y la piedra se llamaba Porra Stone y se convirtió en el foco de la investigación por los químicos europeos.

Sin embargo, fue el químico sueco Scheele quien realmente confirmó que Bario era un nuevo elemento. Descubrió el óxido de bario en 1774 y lo llamó "Baryta" (tierra pesada). Estudió esta sustancia en profundidad y creía que estaba compuesta por una nueva tierra (óxido) combinada con ácido sulfúrico. Dos años más tarde, calentó con éxito el nitrato de este nuevo suelo y obtuvo óxido puro. Sin embargo, aunque Scheele descubrió el óxido de bario, no fue sino hasta 1808 que el químico británico Davy produjo con éxito bario metálico mediante el electrolizado de un electrolito hecho de barito. Este descubrimiento marcó la confirmación oficial de Bario como un elemento metálico, y también abrió el viaje de la aplicación de bario en varios campos.

Desde entonces, los seres humanos han profundizado continuamente su comprensión del bario. Los científicos han explorado los misterios de la naturaleza y han promovido el progreso de la ciencia y la tecnología al estudiar las propiedades y los comportamientos de Bario. La aplicación de bario en la investigación científica, la industria y los campos médicos también se ha vuelto cada vez más extenso, lo que brinda conveniencia y comodidad a la vida humana.

El encanto del bario se encuentra no solo en su practicidad, sino también en el misterio científico detrás de él. Los científicos han explorado continuamente los misterios de la naturaleza y han promovido el progreso de la ciencia y la tecnología al estudiar las propiedades y los comportamientos del bario. Al mismo tiempo, Bario también está jugando en silencio un papel en nuestra vida cotidiana, brindando conveniencia y comodidad a nuestras vidas. Empáramos este viaje mágico de explorar Bario, revelamos su misterioso velo y apreciamos su encanto único. En el siguiente artículo, introduciremos de manera integral las propiedades y aplicaciones del bario, así como su importante papel en la investigación científica, la industria y la medicina. Creo que al leer este artículo, tendrá una comprensión más profunda del bario.

1. Aplicación del bario

Barioes un elemento químico común. Es un metal blanco plateado que existe en la naturaleza en forma de una variedad de minerales. Los siguientes son algunos usos diarios del bario.

Ardor y brillante: el bario es un metal altamente reactivo que produce una llama brillante cuando está en contacto con amoníaco u oxígeno. Esto hace que el bario se use ampliamente en industrias como fuegos artificiales, bengalas y fabricación de fósforo.

Industria médica: los compuestos de bario también se utilizan ampliamente en la industria médica. Las comidas de bario (como las tabletas de bario) se utilizan en los exámenes de rayos X gastrointestinales para ayudar a los médicos a observar el funcionamiento del sistema digestivo. Los compuestos de bario también se usan en ciertas terapias radiactivas, como el yodo radiactivo para el tratamiento de la enfermedad tiroidea.
Vidrio y cerámica: los compuestos de bario a menudo se usan en la fabricación de vidrio y cerámica debido a su buen punto de fusión y resistencia a la corrosión. Los compuestos de bario pueden mejorar la dureza y la resistencia de la cerámica y pueden proporcionar algunas propiedades especiales de la cerámica, como el aislamiento eléctrico y el alto índice de refracción. Aleaciones de metal: Bario puede formar aleaciones con otros elementos de metal, y estas aleaciones tienen algunas propiedades únicas. Por ejemplo, las aleaciones de bario pueden aumentar el punto de fusión de las aleaciones de aluminio y magnesio, lo que hace que sean más fáciles de procesar y lanzar. Además, las aleaciones de bario con propiedades magnéticas también se utilizan para hacer placas de batería y materiales magnéticos.

El bario es un elemento químico con el símbolo químico BA y el número atómico 56. El bario es un metal de tierra alcalina y se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica, los elementos del grupo principal.
2. Propiedades físicas de bario
Bario (BA) es un elemento de metal de la tierra alcalina
1. Apariencia: el bario es un metal suave y blanco plateado con un brillo metálico distinto cuando se corta.
2. Densidad: el bario tiene una densidad relativamente alta de aproximadamente 3.5 g/cm³. Es uno de los metales más densos en la Tierra.
3. Puntos de fusión y ebullición: Bario tiene un punto de fusión de aproximadamente 727 ° C y un punto de ebullición de aproximadamente 1897 ° C.
4. Dureza: el bario es un metal relativamente suave con una dureza de los MOHS de aproximadamente 1.25 a 20 grados Celsius.
5. Conductividad: el bario es un buen conductor de electricidad con una alta conductividad eléctrica.
6. Ductilidad: aunque el bario es un metal suave, tiene un cierto grado de ductilidad y puede procesarse en láminas o cables delgados.
7. Actividad química: el bario no reacciona fuertemente con la mayoría de los no metales y muchos metales a temperatura ambiente, pero forma óxidos a altas temperaturas y en el aire. Puede formar compuestos con muchos elementos no metálicos, como óxidos, sulfuros, etc.
8. Formas de existencia: minerales que contienen bario en la corteza terrestre, como la barite (sulfato de bario), etc. También puede existir bario en forma de hidratos, óxidos, carbonatos, etc. en la naturaleza.
9. Radioactividad: Bario tiene una variedad de isótopos radiactivos, entre los cuales Bario-133 es un isótopo radiactivo común utilizado en imágenes médicas y aplicaciones de medicina nuclear.
10. Aplicaciones: los compuestos de bario se usan ampliamente en la industria, como el vidrio, el caucho, los catalizadores de la industria química, los tubos de electrones, etc. Su sulfato a menudo se usa como agente de contraste en los exámenes médicos. El bario es un elemento metálico importante cuyas propiedades lo hacen ampliamente utilizado en muchos campos.

3. Propiedades químicas del bario
Propiedades metálicas: el bario es un sólido metálico con una apariencia de color blanco plateado y una buena conductividad eléctrica.

Densidad y punto de fusión: el bario es un elemento relativamente denso con una densidad de 3.51 g/cm3. El bario tiene un punto de fusión bajo de aproximadamente 727 grados Celsius (1341 grados Fahrenheit).

Reactividad: el bario reacciona rápidamente con la mayoría de los elementos no metálicos, especialmente con los halógenos (como el cloro y el bromo), para producir compuestos de bario correspondientes. Por ejemplo, el bario reacciona con el cloro para producir cloruro de bario.
Oxidización: el bario se puede oxidar para formar óxido de bario. El óxido de bario se usa ampliamente en industrias como la fundición de metal y la fabricación de vidrio.
Alta actividad: el bario tiene una alta actividad química y reacciona fácilmente con agua para liberar hidrógeno y producir hidróxido de bario.

4. Propiedades biológicas del bario

El papel y las propiedades biológicas del bario en los organismos no se entienden completamente, pero se sabe que el bario tiene cierta toxicidad para los organismos.

Rutas de admisión: la gente ingiere principalmente bario a través de la comida y el agua potable. Algunos alimentos pueden contener trazas de bario, como granos, carne y productos lácteos. Además, el agua subterránea a veces contiene concentraciones más altas de bario.
Absorción biológica y metabolismo: el bario puede ser absorbido por los organismos y distribuido en el cuerpo a través de la circulación sanguínea. El bario se acumula principalmente en los riñones y los huesos, especialmente en concentraciones más altas en los huesos.
Función biológica: aún no se ha encontrado que el bario tenga funciones fisiológicas esenciales en los organismos. Por lo tanto, la función biológica del bario sigue siendo controvertida.

5. Propiedades biológicas del bario
Toxicidad: altas concentraciones de iones de bario o compuestos de bario son tóxicos para el cuerpo humano. La ingesta excesiva de bario puede causar síntomas de envenenamiento agudo, que incluyen vómitos, diarrea, debilidad muscular, arritmia, etc.
Acumulación ósea: el bario puede acumularse en los huesos del cuerpo humano, especialmente en los ancianos. La exposición a largo plazo a altas concentraciones de bario puede causar enfermedades óseas como la osteoporosis. La ingesta excesiva del bario puede causar ritmos cardíacos anormales y aumentar el riesgo de ataques cardíacos.
Carcinogenicidad: aunque todavía existe controversia sobre la carcinogenicidad del bario, algunos estudios han demostrado que la exposición a largo plazo a altas concentraciones de bario puede aumentar el riesgo de ciertos tipos de cáncer, como el cáncer de estómago y el cáncer de esófago. Debido a la toxicidad y el peligro potencial de bario, las personas deben tener cuidado de evitar la ingesta excesiva o la exposición a largo plazo a altas concentraciones de bario. Las concentraciones de bario en el agua potable y los alimentos deben controlarse y controlarse para proteger la salud humana. Si sospecha que el envenenamiento o tiene síntomas relacionados, busque atención médica de inmediato.

6. Bario en la naturaleza

Minerales de bario: se puede encontrar bario en la corteza terrestre en forma de minerales. Algunos minerales de bario comunes incluyen barita y ñife. Estos minerales a menudo se encuentran con otros minerales, como plomo, zinc y plata.

Disuelto en agua subterránea y rocas: el bario se puede encontrar en agua subterránea y rocas en un estado disuelto. El agua subterránea contiene pequeñas cantidades de bario disuelto, y su concentración depende de las condiciones geológicas y de las propiedades químicas del cuerpo de agua.

Salas de bario: el bario puede formar diferentes sales, como cloruro de bario, nitrato de bario y carbonato de bario. Estos compuestos se pueden encontrar en la naturaleza como minerales naturales.

Contenido en el suelo: el bario se puede encontrar en el suelo en diferentes formas, algunas de las cuales provienen de partículas minerales naturales o la disolución de rocas. El bario generalmente está presente en bajas concentraciones en el suelo, pero puede estar presente en altas concentraciones en ciertas áreas.

Cabe señalar que la presencia y el contenido del bario pueden variar en diferentes entornos y regiones geológicas, por lo que deben considerarse condiciones geográficas y geológicas específicas al discutir el bario.

7. Minería y producción de bario
El proceso de minería y preparación del bario generalmente incluye los siguientes pasos:
1. Minería del mineral de bario: el principal mineral del mineral de bario es barito, también conocido como sulfato de bario. Por lo general, se encuentra en la corteza terrestre y se distribuye ampliamente en rocas y depósitos en la tierra. La minería generalmente implica explosión, minería, aplastamiento y clasificación de mineral para obtener mineral que contiene sulfato de bario.
2. Preparación de concentrado: extraer bario del mineral de bario requiere un tratamiento de concentrado del mineral. La preparación de concentrados generalmente incluye la selección de manos y los pasos de flotación para eliminar las impurezas y obtener mineral que contenga más del 96% de sulfato de bario.
3. Preparación de sulfato de bario: el concentrado se somete a pasos como la eliminación de hierro y silicio para finalmente obtener sulfato de bario (BASO4).
4. Preparación de sulfuro de bario: para preparar bario del sulfato de bario, es necesario convertir el sulfato de bario en sulfuro de bario, también conocido como cenizas negras. El polvo de mineral de sulfato de bario con un tamaño de partícula de menos de 20 malla generalmente se mezcla con carbón o polvo de coque de petróleo en una relación de peso de 4: 1. La mezcla se asa a 1100 ℃ en un horno reverberatorio, y el sulfato de bario se reduce al sulfuro de bario.
5. Disolviendo sulfuro de bario: la solución de sulfuro de bario de sulfato de bario se puede obtener mediante lixiviación de agua caliente.
6. Preparación de óxido de bario: para convertir el sulfuro de bario en óxido de bario, el carbonato de sodio o el dióxido de carbono generalmente se agrega a la solución de sulfuro de bario. Después de mezclar carbonato de bario y polvo de carbono, la calcinación a más de 800 ℃ puede producir óxido de bario.
7. Enfriamiento y procesamiento: debe tenerse en cuenta que el óxido de bario se oxida para formar peróxido de bario a 500-700 ℃, y el peróxido de bario puede descomponerse para formar óxido de bario a 700-800 ℃. Para evitar la producción de peróxido de bario, el producto calcinado debe enfriarse o enfriarse bajo la protección del gas inerte.

Lo anterior es el proceso general de minería y preparación del bario. Estos procesos pueden variar según el proceso y el equipo industrial, pero el principio general sigue siendo el mismo. El bario es un metal industrial importante utilizado en una variedad de aplicaciones, que incluyen la industria química, la medicina, la electrónica, etc.

8. Métodos de detección comunes para bario
El bario es un elemento común que se usa comúnmente en diversas aplicaciones industriales y científicas. En química analítica, los métodos para detectar bario generalmente incluyen análisis cualitativo y análisis cuantitativo. La siguiente es una introducción detallada a los métodos de detección de uso común para el bario:
1. Espectrometría de absorción atómica de la llama (FAA): este es un método de análisis cuantitativo comúnmente utilizado adecuado para muestras con concentraciones más altas. La solución de muestra se rocía en la llama, y ​​los átomos de bario absorben la luz de una longitud de onda específica. La intensidad de la luz absorbida se mide y es proporcional a la concentración de bario.
2. Espectrometría de emisión atómica de llama (FAES): este método detecta el bario rociando la solución de muestra en la llama, emocionando los átomos de bario para emitir la luz de una longitud de onda específica. En comparación con los FAA, FAES se usa generalmente para detectar concentraciones más bajas de bario.
3. Espectrometría de fluorescencia atómica (AAS): este método es similar a los FAA, pero utiliza un espectrómetro de fluorescencia para detectar la presencia de bario. Se puede usar para medir pequeñas cantidades de bario.

4. Cromatografía iónica: este método es adecuado para el análisis del bario en muestras de agua. Los iones de bario se separan y se detectan por cromatógrafo iónico. Se puede usar para medir la concentración de bario en muestras de agua.

5. Espectrometría de fluorescencia de rayos X (XRF): este es un método analítico no destructivo adecuado para la detección de bario en muestras sólidas. Después de excitar la muestra por radiografías, los átomos de bario emiten fluorescencia específica, y el contenido de bario se determina midiendo la intensidad de fluorescencia.

6. Espectrometría de masas: la espectrometría de masas se puede usar para determinar la composición isotópica del bario y determinar el contenido de bario. Este método generalmente se usa para el análisis de alta sensibilidad y puede detectar concentraciones muy bajas de bario.

Los anteriores son algunos métodos de uso común para detectar bario. El método específico para elegir depende de la naturaleza de la muestra, el rango de concentración del bario y el propósito del análisis. Si necesita más información o tiene otras preguntas, no dude en avisarme. Estos métodos se utilizan ampliamente en aplicaciones de laboratorio e industriales para medir y detectar de manera precisa y confiable la presencia y concentración de bario. El método específico para usar depende del tipo de muestra que debe medirse, el rango de contenido de bario y el propósito específico del análisis.

9. Método de absorción atómica para la medición de calcio

En la medición de elementos, el método de absorción atómica tiene una alta precisión y sensibilidad, y proporciona un medio efectivo para estudiar las propiedades químicas, la composición de compuestos y el contenido. Next, utilizamos el método de absorción atómica para medir el contenido de los elementos. Los pasos específicos son los siguientes: prepare la muestra para ser probada. Prepare la muestra del elemento para medir en una solución, que generalmente debe digerirse con ácido mixto para la medición posterior. Elija un espectrómetro de absorción atómica adecuado. De acuerdo con las propiedades de la muestra a probar y el rango de contenido de elementos a medir, seleccione un espectrómetro de absorción atómica adecuado.
Ajuste los parámetros del espectrómetro de absorción atómica. De acuerdo con el elemento a probar y el modelo de instrumento, ajuste los parámetros del espectrómetro de absorción atómica, incluida la fuente de luz, el atomizador, el detector, etc.
Mida la absorbancia del elemento. Coloque la muestra para que se pruebe en el atomizador y emita radiación de luz de una longitud de onda específica a través de la fuente de luz. El elemento a probar absorberá estas radiaciones de luz y producirá transiciones de nivel de energía. Mida la absorbancia del elemento de plata a través del detector. Calcule el contenido del elemento. El contenido del elemento se calcula en función de la absorbancia y la curva estándar. Los siguientes son los parámetros específicos utilizados por un instrumento para medir elementos.

Estándar: Baco3 de alta pureza o BACL2 · 2H2O.
Método: Pesar con precisión 0.1778g BACL2 · 2H2O, disuelva en una pequeña cantidad de agua y compone con precisión hasta 100 ml. La concentración de BA en esta solución es de 1000 μg/ml. Almacene en una botella de polietileno lejos de la luz.
Tipo de llama: aire-acetileno, llama rica.
Parámetros analíticos: longitud de onda (nm) 553.6
Ancho de banda espectral (NM) 0.2
Coeficiente de filtro 0.3
Corriente de lámpara recomendada (MA) 5
Negativo alto voltaje (v) 393.00
Altura de la cabeza del quemador (mm) 10
Tiempo (s) de integración 3
Presión y flujo del aire (MPA, ML/min) 0.24
Presión y flujo de acetileno (MPA, ML/min) 0.05, 2200
Rango lineal (μg/ml) 3 ～ 400
Coeficiente de correlación lineal 0.9967
Concentración característica (μg/ml) 7.333
Límite de detección (μg/ml) 1.0RSD (%) 0.27
Método de cálculo método continuo
Acidez de la solución 0.5% HNO3

Formulario de prueba:

Curva de calibración:

Tipo de llama: óxido nitroso-acetileno, llama rica
Parámetros de análisis: longitud de onda: 553.6
Ancho de banda espectral (NM) 0.2
Coeficiente de filtro 0.6
Corriente de lámpara recomendada (MA) 6.0
Voltaje Negativo (V) 374.5
Altura de la cabeza de combustión (mm) 13
Tiempo (s) de integración 3
Presión y flujo del aire (MP, ML/min) 0.25, 5100
Presión y flujo de óxido nitroso (MP, ML/min) 0.1, 5300
Presión y flujo de acetileno (MP, ML/min) 0.1, 4600
Coeficiente de correlación lineal 0.9998
Concentración característica (μg/ml) 0.379
Método de cálculo método continuo
Acidez de la solución 0.5% HNO3

Formulario de prueba:

Curva de calibración:

Interferencia: el bario se interfiere seriamente por fosfato, silicio y aluminio en la llama del aire-acetileno, pero estas interferencias pueden superarse en la llama de óxido nitroso-acetileno. El 80% de BA se ioniza en la llama de óxido nitroso-acetileno, por lo que 2000 μg/ml de K+ debe agregarse a las soluciones estándar y de muestra para suprimir la ionización y mejorar la sensibilidad. Desde instrumentos de precisión en laboratorios de investigación científica hasta materias primas en la producción industrial, hasta reactivos de diagnóstico en el campo de la medicina, Bario ha brindado un apoyo importante para muchos campos con sus propiedades únicas.
Sin embargo, así como cada moneda tiene dos lados, algunos compuestos de bario también son tóxicos. Por lo tanto, cuando usamos bario, debemos permanecer atentos para garantizar un uso seguro y evitar daños innecesarios para el medio ambiente y el cuerpo humano.
Mirando hacia atrás en el viaje de exploración de Bario, no podemos evitar suspirar su misterio y encanto. No es solo el objeto de investigación de los científicos, sino también un poderoso asistente de ingenieros, y un punto brillante en el campo de la medicina. Mirando hacia el futuro, esperamos que el bario continúe trayendo más sorpresas y avances a la humanidad, y ayude al avance continuo de la ciencia y la tecnología y la sociedad. Al final de este artículo, es posible que no podamos demostrar completamente el atractivo de Barium con magníficas palabras, pero creo que a través de la comprensión integral de sus propiedades, aplicaciones y seguridad, los lectores tienen una comprensión más profunda de Barium. Esperamos con ansias el maravilloso desempeño de Bario en el futuro y contribuyamos más al progreso y el desarrollo de la humanidad.

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