Di mana barium digunakan? Barium sulfat untuk fluoroskopi - aplikasi, sifat, instruksi dalam pengobatan

Isi artikel

BARIUM– unsur kimia golongan 2 tabel periodik, nomor atom 56, relatif massa atom 137.33. Terletak pada periode keenam antara sesium dan lantanum. Barium alami terdiri dari tujuh isotop stabil dengan nomor massa 130(0,101%), 132(0,097%), 134(2,42%), 135(6,59%), 136(7,81%), 137(11,32%) dan 138(71,66%). Barium di sebagian besar senyawa kimia menunjukkan derajat maksimal oksidasi +2, tetapi mungkin juga nol. Di alam, barium hanya terdapat dalam keadaan divalen.

Sejarah penemuan.

Pada tahun 1602, Casciarolo (pembuat sepatu dan alkemis Bolognese) mengambil sebuah batu di sekitar pegunungan yang sangat berat sehingga Casciarolo menduga itu adalah emas. Mencoba mengisolasi emas dari batu, sang alkemis mengkalsinasinya dengan batu bara. Meskipun emas tidak dapat diisolasi, percobaan tersebut memberikan hasil yang menggembirakan: produk kalsinasi yang didinginkan bersinar kemerahan dalam gelap. Berita seperti itu penemuan yang tidak biasa Mineral yang tidak biasa, yang menerima sejumlah nama, menciptakan sensasi nyata di lingkungan alkimia - batu matahari(Lapis solaris), Batu Bologna (Lapis Boloniensis), Fosfor Bolognese (Phosphorum Boloniensis) menjadi partisipan dalam berbagai percobaan. Namun waktu berlalu, dan emas bahkan tidak berpikir untuk menonjol, sehingga minat terhadap mineral baru tersebut berangsur-angsur menghilang, dan untuk waktu yang lama dianggap sebagai bentuk modifikasi dari gipsum atau kapur. Hanya satu setengah abad kemudian, pada tahun 1774, ahli kimia Swedia terkenal Karl Scheele dan Johan Hahn dengan cermat mempelajari “batu Bologna” dan menemukan bahwa di dalamnya terdapat semacam “tanah yang berat”. Kemudian, pada tahun 1779, Guiton de Morveau menamai “tanah” ini dengan barote kata Yunani"barue" - berat, dan kemudian berganti nama menjadi barit (baryte). Dengan nama ini, barium bumi muncul dalam buku teks kimia pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19. Misalnya, dalam buku teks karya A.L. Lavoisier (1789), barit termasuk dalam daftar zat tanah pembentuk garam. tubuh sederhana, dan nama lain untuk barit diberikan - “tanah yang berat” (terre pesante, lat. terra Ponderosa). Logam yang masih belum diketahui kandungan mineralnya mulai disebut barium (Latin - Barium). Dalam sastra Rusia abad ke-19. Nama barit dan barium juga digunakan. Mineral barium berikutnya yang diketahui adalah barium karbonat alami, ditemukan pada tahun 1782 oleh Withering dan kemudian dinamai witherite untuk menghormatinya. Logam barium pertama kali dibuat oleh orang Inggris Humphry Davy pada tahun 1808 dengan elektrolisis barium hidroksida basah dengan katoda merkuri dan selanjutnya penguapan merkuri dari barium amalgam. Perlu dicatat bahwa pada tahun 1808 yang sama, lebih awal dari Davy, barium amalgam diperoleh oleh ahli kimia Swedia Jens Berzelius. Terlepas dari namanya, barium ternyata merupakan logam yang relatif ringan dengan kepadatan 3,78 g/cm 3, sehingga pada tahun 1816 ahli kimia Inggris Clark mengusulkan penolakan nama “barium” dengan alasan jika barium tanah (barium oksida) memang benar. lebih berat dari tanah lainnya (oksida), maka logamnya sebaliknya lebih ringan dari logam lainnya. Clark ingin menamai unsur plutonium ini untuk menghormati dewa Romawi kuno, penguasa kerajaan bawah tanah Pluto, tetapi usulan ini tidak mendapat dukungan dari ilmuwan lain dan logam ringan terus disebut “berat”.

Barium di alam.

DI DALAM kerak bumi mengandung 0,065% barium, terjadi dalam bentuk sulfat, karbonat, silikat dan aluminosilikat. Mineral barium utama adalah barit (barium sulfat), juga disebut spar berat atau Persia, dan layu (barium karbonat). Sumber daya mineral barit dunia diperkirakan pada tahun 1999 sebesar 2 miliar ton, sebagian besar terkonsentrasi di Cina (sekitar 1 miliar ton) dan Kazakhstan (0,5 miliar ton). Ada cadangan barit yang besar di Amerika Serikat, India, Turki, Maroko, dan Meksiko. Sumber daya barit Rusia diperkirakan mencapai 10 juta ton, produksinya dilakukan di tiga ladang utama yang berlokasi di Khakassia, Kemerovo dan Wilayah Chelyabinsk. Total produksi barit tahunan dunia sekitar 7 juta ton, Rusia memproduksi 5 ribu ton dan mengimpor 25 ribu ton barit per tahun.

Kuitansi.

Bahan baku utama untuk produksi barium dan senyawanya adalah barit dan, lebih jarang, layu. Memulihkan mineral-mineral ini batu bara, minuman bersoda atau gas alam, barium sulfida dan oksida diperoleh masing-masing:

BaSO 4 + 4C = BaS + 4CO

BaSO 4 + 2CH 4 = BaS + 2C + 4H 2 O

BaCO 3 + C = BaO + 2CO

Logam barium diperoleh dengan mereduksinya dengan aluminium oksida.

3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

Proses ini pertama kali dilakukan oleh ahli kimia fisik Rusia N.N. Beginilah cara dia menggambarkan eksperimennya: “Saya mengambil barium oksida anhidrat dan, menambahkan sejumlah barium klorida, seperti fluks, ke dalamnya, saya memasukkan campuran ini bersama dengan potongan tanah liat (aluminium) ke dalam wadah karbon dan memanaskannya selama beberapa jam. Setelah wadahnya didinginkan, saya menemukan di dalamnya paduan logam dari jenis yang sama sekali berbeda dan properti fisik, bukan tanah liat. Paduan ini memiliki struktur kristal kasar, sangat rapuh, retakan baru memiliki sedikit kilau kekuningan; analisis menunjukkan bahwa selama 100 jam terdiri dari 33,3 barium dan 66,7 lempung atau, sebaliknya, untuk satu bagian barium mengandung dua bagian lempung…” Saat ini, proses reduksi dengan aluminium dilakukan dalam ruang hampa pada suhu 1100 hingga 1250 °C, sedangkan barium yang dihasilkan menguap dan mengembun di bagian reaktor yang lebih dingin.

Selain itu, barium dapat diperoleh dengan elektrolisis campuran cair barium dan kalsium klorida.

Substansi sederhana.

Barium adalah logam lunak berwarna putih keperakan yang pecah jika dipukul dengan tajam. Titik lebur 727° C, titik didih 1637° C, massa jenis 3,780 g/cm 3 . Pada tekanan normal ada dua modifikasi alotropik: hingga 375° C, a -Ba dengan kisi berpusat badan kubik stabil di atas 375° C, b -Ba stabil. Pada tekanan darah tinggi modifikasi heksagonal terbentuk. Barium logam memiliki aktivitas kimia yang tinggi, teroksidasi secara intensif di udara, membentuk lapisan film yang mengandung BaO, BaO 2 dan Ba ​​3 N 2, dan terbakar dengan sedikit pemanasan atau benturan.

2Ba + O 2 = 2BaO; Ba + O 2 = BaO 2; 3Ba + N 2 = Ba 3 N 2,

Oleh karena itu, barium disimpan di bawah lapisan minyak tanah atau parafin. Barium bereaksi hebat dengan air dan larutan asam, membentuk barium hidroksida atau garam yang sesuai:

Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

Ba + 2HCl = BaCl 2 + H 2

Dengan halogen, barium membentuk halida, dengan hidrogen dan nitrogen, ketika dipanaskan, masing-masing membentuk hidrida dan nitrida.

Ba + Cl 2 = BaCl 2; Ba + H 2 = BaH 2

Barium logam larut dalam amonia cair untuk membentuk larutan biru tua, dari mana amonia Ba(NH 3) 6 dapat diisolasi - kristal dengan kilau emas yang mudah terurai dengan pelepasan amonia. Dalam senyawa ini, barium memiliki bilangan oksidasi nol.

Aplikasi dalam industri dan sains.

Penggunaan logam barium sangat terbatas karena reaktivitas kimianya yang tinggi; senyawa barium digunakan lebih luas. Paduan barium dengan aluminium - paduan Alba yang mengandung 56% Ba - merupakan dasar getter (penyerap gas sisa dalam teknologi vakum). Untuk mendapatkan pengambil itu sendiri, barium diuapkan dari paduan dengan memanaskannya dalam labu yang dievakuasi pada perangkat, sebagai akibatnya "cermin barium" terbentuk pada bagian labu yang dingin. DI DALAM jumlah kecil barium digunakan dalam metalurgi untuk memurnikan tembaga cair dan timbal dari kotoran belerang, oksigen dan nitrogen. Barium ditambahkan ke paduan pencetakan dan antifriction; paduan barium dan nikel digunakan untuk membuat suku cadang tabung radio dan elektroda busi di mesin karburator. Selain itu, ada penggunaan barium yang tidak standar. Salah satunya adalah penciptaan komet buatan: yang dilepaskan dari pesawat ruang angkasa Uap barium mudah terionisasi sinar matahari dan berubah menjadi awan plasma terang. Komet buatan pertama diciptakan pada tahun 1959 selama penerbangan otomatis Soviet stasiun antarplanet"Luna-1". Pada awal tahun 1970-an, Jerman dan fisikawan Amerika, melakukan penelitian elektro Medan gaya Bumi, mereka melepaskan 15 kilogram bubuk barium kecil ke wilayah Kolombia. Awan plasma yang dihasilkan membentang di sepanjang garis medan magnet, sehingga memungkinkan untuk memperjelas posisinya. Pada tahun 1979, pancaran partikel barium digunakan untuk mempelajari aurora.

Senyawa barium.

Senyawa barium divalen memiliki kepentingan praktis yang paling besar.

Barium oksida(BaO): produk antara dalam produksi barium - tahan api (titik leleh sekitar 2020° C) bubuk putih, bereaksi dengan air, membentuk barium hidroksida, menyerap karbon dioksida dari udara, berubah menjadi karbonat:

BaO + H 2 O = Ba(OH) 2; BaO + CO 2 = BaCO 3

Ketika dikalsinasi di udara pada suhu 500–600° C, barium oksida bereaksi dengan oksigen, membentuk peroksida, yang, setelah dipanaskan lebih lanjut hingga 700° C, kembali berubah menjadi oksida, menghilangkan oksigen:

2BaO + O 2 = 2BaO 2 ; 2BaO2 = 2BaO + O2

Beginilah cara oksigen diperoleh hingga akhir abad ke-19, hingga metode pelepasan oksigen dengan menyuling udara cair dikembangkan.

Di laboratorium, barium oksida dapat dibuat dengan mengkalsinasi barium nitrat:

2Ba(NO3)2 = 2BaO + 4NO2 + O2

Sekarang barium oksida digunakan sebagai bahan penghilang air, untuk memperoleh barium peroksida dan untuk membuat magnet keramik dari barium ferrat (untuk ini, campuran bubuk barium dan besi oksida disinter di bawah tekanan dalam medan magnet yang kuat), tetapi penggunaan utama barium oksida adalah pembuatan katoda termionik. Pada tahun 1903, ilmuwan muda Jerman Wehnelt menguji hukum emisi elektron oleh benda padat, yang ditemukan tak lama sebelumnya oleh fisikawan Inggris Richardson. Eksperimen pertama dengan kawat platina sepenuhnya menegaskan hukum tersebut, namun percobaan kontrol gagal: aliran elektron jauh melebihi yang diharapkan. Karena sifat logam tidak dapat berubah, Wehnelt berasumsi bahwa ada semacam pengotor pada permukaan platina. Setelah menguji kemungkinan kontaminan permukaan, ia menjadi yakin bahwa elektron tambahan dipancarkan oleh barium oksida, yang merupakan bagian dari pelumas pompa vakum yang digunakan dalam percobaan tersebut. Namun dunia ilmiah tidak segera mengakui penemuan ini, karena pengamatannya tidak dapat direproduksi. Hampir seperempat abad kemudian, Kohler dari Inggris menunjukkan bahwa untuk menghasilkan emisi termionik yang tinggi, barium oksida harus dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi. tekanan rendah oksigen. Fenomena ini baru dijelaskan pada tahun 1935. Jerman ilmuwan Paul menyarankan bahwa elektron dipancarkan oleh sedikit pengotor barium dalam oksida: pada tekanan rendah, sebagian oksigen menguap dari oksida, dan sisa barium mudah terionisasi untuk membentuk elektron bebas, yang meninggalkan kristal saat dipanaskan:

2BaO = 2Ba + O 2 ; Ba = Ba 2+ + 2е

Kebenaran hipotesis ini akhirnya ditetapkan pada akhir tahun 1950-an oleh ahli kimia Soviet A. Bundel dan P. Kovtun, yang mengukur konsentrasi pengotor barium dalam oksida dan membandingkannya dengan fluks emisi elektron termionik. Sekarang barium oksida adalah bagian aktif dari sebagian besar katoda termionik. Misalnya, berkas elektron yang membentuk gambar di layar TV atau monitor komputer dipancarkan oleh barium oksida.

Barium hidroksida, oktahidrat(Ba(OH)2· 8H2O). Bubuk putih, sangat larut dalam air panas(lebih dari 50% pada 80° C), lebih buruk pada suhu dingin (3,7% pada 20° C). Titik leleh oktahidrat adalah 78° C; jika dipanaskan hingga 130° C, ia berubah menjadi Ba(OH) 2 anhidrat. Barium hidroksida diproduksi dengan melarutkan oksida dalam air panas atau dengan memanaskan barium sulfida dalam aliran uap super panas. Barium hidroksida mudah bereaksi dengan karbon dioksida, sehingga larutan encernya, yang disebut “air barit”, digunakan dalam kimia Analisis sebagai pereaksi CO2. Selain itu, “air barit” berfungsi sebagai reagen untuk ion sulfat dan karbonat. Barium hidroksida digunakan untuk menghilangkan ion sulfat dari minyak tumbuhan dan hewan serta larutan industri, untuk memperoleh rubidium dan cesium hidroksida, sebagai komponen pelumas.

Barium karbonat(BaCO3). Di alam, mineralnya adalah layu. Bubuk putih, tidak larut dalam air, larut dalam asam kuat(kecuali belerang). Ketika dipanaskan hingga 1000° C, ia terurai, melepaskan CO 2:

BaCO 3 = BaO + CO 2

Barium karbonat ditambahkan ke kaca untuk meningkatkan indeks biasnya dan ditambahkan ke enamel dan glasir.

Barium sulfat(BaSO4). Di alam - barit (spar berat atau Persia) - mineral utama barium - berbentuk bubuk putih (titik leleh sekitar 1680 ° C), praktis tidak larut dalam air (2,2 mg / l pada 18 ° C), larut perlahan dalam sulfur pekat asam.

Produksi cat telah lama dikaitkan dengan barium sulfat. Benar, pada awalnya penggunaannya bersifat kriminal: barit yang dihancurkan dicampur dengan timbal putih, yang secara signifikan mengurangi biaya produk akhir dan, pada saat yang sama, menurunkan kualitas cat. Namun, pewarna putih yang dimodifikasi tersebut dijual dengan harga yang sama dengan pewarna putih biasa, sehingga menghasilkan keuntungan yang signifikan bagi pemilik pabrik pewarna. Kembali pada tahun 1859, departemen manufaktur dan perdagangan dalam negeri informasi diterima tentang intrik penipuan dari produsen Yaroslavl yang menambahkan spar berat ke timbal putih, yang “menipu konsumen tentang kualitas sebenarnya dari produk, dan permintaan juga diterima untuk melarang produsen tersebut menggunakan spar dalam produksi timbal putih .” Namun keluhan tersebut tidak membuahkan hasil. Cukuplah untuk mengatakan bahwa pada tahun 1882 sebuah pabrik spar didirikan di Yaroslavl, yang pada tahun 1885 memproduksi 50 ribu pon spar berat yang dihancurkan. Pada awal tahun 1890-an, D.I. Mendeleev menulis: “...Barit dicampur ke dalam campuran warna putih di banyak pabrik, karena warna putih yang dibawa dari luar negeri mengandung campuran ini untuk menurunkan harga.”

Barium sulfat merupakan bagian dari lithopone, cat putih tidak beracun dengan daya sembunyi tinggi, banyak diminati di pasaran. Untuk membuat lithopon, larutan encer barium sulfida dan seng sulfat dicampur, di mana reaksi pertukaran terjadi dan campuran barium sulfat kristal halus dan seng sulfida - lithopon - mengendap, dan air murni tetap berada dalam larutan.

BaS + ZnSO 4 = BaSO 4 + ZnSЇ

Dalam produksi kertas dengan kualitas mahal, barium sulfat berperan sebagai bahan pengisi dan pembobot, membuat kertas lebih putih dan padat; juga digunakan sebagai bahan pengisi untuk karet dan keramik.

Lebih dari 95% barit yang ditambang di dunia digunakan untuk menyiapkan larutan kerja untuk pengeboran sumur dalam.

Barium sulfat sangat menyerap sinar-x dan sinar gamma. Properti ini banyak digunakan dalam pengobatan untuk mendiagnosis penyakit gastrointestinal. Untuk melakukan ini, pasien diperbolehkan menelan suspensi barium sulfat dalam air atau campurannya dengan bubur semolina - “bubur barium” dan kemudian ditransiluminasi. sinar X. Daerah-daerah itu saluran pencernaan, yang dilewati “bubur barium”, tampak sebagai bintik hitam pada gambar. Dengan cara ini dokter bisa mendapatkan gambaran tentang bentuk lambung dan usus serta menentukan lokasi penyakitnya. Barium sulfat juga digunakan untuk membuat beton barit yang digunakan dalam konstruksi pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir untuk melindungi terhadap radiasi tembus.

Barium sulfida(Dasar). Produk antara dalam produksi barium dan senyawanya. Produk komersialnya berupa bubuk gembur berwarna abu-abu, sulit larut dalam air. Barium sulfida digunakan untuk memproduksi lithopone, di industri kulit untuk menghilangkannya garis rambut dari kulit untuk mendapatkan hidrogen sulfida murni. BaS adalah komponen dari banyak fosfor - zat yang bersinar setelah menyerap energi cahaya. Inilah yang diperoleh Casciarolo dengan mengkalsinasi barit dengan batu bara. Barium sulfida sendiri tidak bersinar: memerlukan penambahan zat pengaktif - garam bismut, timbal, dan logam lainnya.

Barium titanat(BaTiO3). Salah satu yang paling industri koneksi penting barium – tahan api putih (titik leleh 1616° C) zat kristal, tidak larut dalam air. Barium titanat diperoleh dengan menggabungkan titanium dioksida dengan barium karbonat pada suhu sekitar 1300 °C:

BaCO 3 + TiO 2 = BaTiO 3 + CO 2

Barium titanat adalah salah satu feroelektrik terbaik (), bahan listrik yang sangat berharga. Pada tahun 1944, fisikawan Soviet B.M. Vul menemukan kemampuan feroelektrik yang luar biasa (sangat tinggi konstanta dielektrik) dalam barium titanat, yang mempertahankannya dalam kisaran suhu yang luas - dari hampir nol mutlak hingga +125 ° C. Keadaan ini, serta kekuatan mekanik dan ketahanan kelembaban barium titanat yang tinggi, berkontribusi pada fakta bahwa barium titanat menjadi salah satu feroelektrik terpenting yang digunakan, misalnya, untuk pembuatan kapasitor listrik. Barium titanat, seperti semua feroelektrik, juga memiliki sifat piezoelektrik: ia mengubah sifat piezoelektriknya Karakteristik listrik dibawah tekanan. Ketika terkena medan listrik bolak-balik, osilasi terjadi pada kristalnya, dan oleh karena itu digunakan dalam elemen piezo, sirkuit radio, dan sistem otomatis. Barium titanat digunakan dalam upaya mendeteksi gelombang gravitasi.

Senyawa barium lainnya.

Barium nitrat dan klorat (Ba(ClO 3) 2) – komponen kembang api, penambahan senyawa ini memberikan warna hijau cerah pada nyala api. Barium peroksida adalah komponen campuran pengapian untuk aluminotermi. Barium (Ba) tetracyanoplatinate(II) bersinar jika terkena sinar-X dan sinar gamma. Pada tahun 1895, fisikawan Jerman Wilhelm Roentgen, mengamati pancaran zat ini, mengemukakan adanya radiasi baru, yang kemudian disebut sinar-X. Sekarang barium tetracyanoplatinate(II) digunakan untuk menutupi layar instrumen bercahaya. Barium tiosulfat (BaS 2 O 3) memberikan warna mutiara pada pernis tidak berwarna, dan dengan mencampurkannya dengan lem, Anda dapat mendapatkan tiruan lengkap dari mutiara.

Toksikologi senyawa barium.

Semua garam barium yang larut beracun. Barium sulfat yang digunakan dalam fluoroskopi praktis tidak beracun. Dosis mematikan barium klorida adalah 0,8–0,9 g, barium karbonat adalah 2–4 g. Jika senyawa barium beracun tertelan, mulut terasa terbakar, sakit perut, air liur, mual, muntah, pusing, kelemahan otot, sesak napas, dan kelambatan. terjadi. detak jantung dan turun tekanan darah. Pengobatan utama keracunan barium adalah bilas lambung dan penggunaan obat pencahar.

Sumber utama barium yang masuk ke dalam tubuh manusia adalah makanan (terutama makanan laut) dan air minum. Menurut rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia, kandungan barium di air minum tidak boleh melebihi 0,7 mg/l; di Rusia, standar yang jauh lebih ketat berlaku - 0,1 mg/l.

Yuri Krutyakov

DEFINISI

Barium- elemen kelima puluh enam tabel periodik. Sebutannya - Ba dari bahasa Latin "barium". Bertempat di periode keenam, grup IIA. Mengacu pada logam. Muatan inti adalah 56.

Barium terdapat di alam terutama dalam bentuk sulfat dan karbonat, membentuk mineral barit BaSO 4 dan layu BaCO 3 . Kandungan barium di kerak bumi adalah 0,05% (massa), jauh lebih kecil dibandingkan kandungan kalsium.

Sebagai zat sederhana barium adalah logam berwarna putih keperakan (Gbr. 1), yang di udara ditutupi dengan lapisan kekuningan hasil interaksi dengan komponen udara. Barium memiliki kekerasan yang serupa dengan timbal. Kepadatan 3,76 g/cm3. Titik lebur 727 o C, titik didih 1640 o C. Memiliki kisi kristal yang berpusat pada badan.

Beras. 1. Barium. Penampilan.

Massa atom dan molekul barium

DEFINISI

Berat molekul relatif suatu zat(M r) adalah angka yang menunjukkan berapa kali massa suatu molekul lebih besar dari 1/12 massa atom karbon, dan massa atom relatif suatu unsur(A r) - berapa kali Rata-rata berat badan atom suatu unsur kimia lebih dari 1/12 massa atom karbon.

Karena dalam keadaan bebas barium ada dalam bentuk molekul Ba monatomik, nilai atomnya dan berat molekul sesuai. Jumlahnya sama dengan 137.327.

Isotop barium

Diketahui bahwa di alam barium dapat ditemukan dalam bentuk tujuh isotop stabil 130 Ba, 132 Ba, 134 Ba, 135 Ba, 136 Ba, 137 Ba dan 138 Ba, dimana 137 Ba adalah yang paling umum (71,66%) . Nomor massanya masing-masing adalah 130, 132, 134, 135, 136, 137 dan 138. Inti atom dari isotop barium 130 Ba mengandung lima puluh enam proton dan tujuh puluh empat neutron, dan isotop lainnya hanya berbeda dalam jumlah neutron.

Ada yang buatan isotop yang tidak stabil barium dengan nomor massa 114 hingga 153, serta sepuluh keadaan inti isomer, di antaranya isotop 133 Ba yang berumur paling lama dengan waktu paruh 10,51 tahun.

Ion barium

Di luar tingkat energi Atom barium memiliki dua elektron, yaitu valensi:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 6s 2 .

Sebagai akibat interaksi kimia barium memberikannya elektron valensi, yaitu adalah donornya, dan berubah menjadi ion bermuatan positif:

Ba 0 -2e → Ba 2+ .

Molekul dan atom barium

Dalam keadaan bebas, barium ada dalam bentuk molekul Ba monoatomik. Berikut beberapa sifat yang menjadi ciri atom dan molekul barium:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

DENGAN rumus kimia BaSO4. Ini adalah bubuk putih tidak berbau, tidak larut dalam air. Warna putih dan opasitasnya, serta kepadatannya yang tinggi, menentukan area penerapan utamanya.

Sejarah nama

Barium milik logam alkali tanah. Yang terakhir dinamakan demikian karena, menurut D.I. Mendeleev, senyawanya membentuk massa tanah yang tidak larut, dan oksidanya “berpenampilan seperti tanah”. Barium secara alami terdapat dalam bentuk mineral barit, yaitu barium sulfat dengan berbagai pengotor.

Ini pertama kali ditemukan oleh ahli kimia Swedia Scheele dan Hahn pada tahun 1774 sebagai bagian dari apa yang disebut heavy spar. Dari sinilah nama mineral tersebut berasal (dari bahasa Yunani "baris" - berat), dan kemudian logam itu sendiri, ketika pada tahun 1808 diisolasi dalam bentuk murni oleh Humphry Devi.

Properti fisik

Karena BaSO 4 adalah garam asam sulfat, sifat fisiknya sebagian ditentukan oleh logam itu sendiri, yang lunak, reaktif, dan berwarna putih keperakan. Barit alami tidak berwarna (terkadang putih) dan transparan. BaSO 4 yang murni secara kimia memiliki warna putih sampai kuning pucat, tidak mudah terbakar, dengan titik leleh 1580°C.

Berapa massa barium sulfat? Masa molar itu sama dengan 233,43 g/mol. Ia memiliki berat jenis yang sangat tinggi - dari 4,25 hingga 4,50 g/cm 3 . Mengingat ketidaklarutannya dalam air, kepadatannya yang tinggi membuatnya sangat diperlukan sebagai pengisi cairan pengeboran berair.

Sifat kimia

BaSO 4 adalah salah satu senyawa yang paling sedikit larut dalam air. Itu dapat diperoleh dari dua garam yang sangat larut. Mari kita ambil larutan natrium sulfat - Na 2 SO 4. Molekulnya dalam air berdisosiasi menjadi tiga ion: dua Na + dan satu SO 4 2-.

Na 2 JADI 4 → 2Na + + JADI 4 2-

Mari kita juga mengambil larutan barium klorida - BaCl 2, yang molekulnya terdisosiasi menjadi tiga ion: satu Ba 2+ dan dua Cl -.

BaCl 2 → Ba 2+ + 2Cl -

Campurkan larutan sulfat encer dan campuran yang mengandung klorida. Barium sulfat terbentuk sebagai hasil penggabungan dua ion dengan muatan yang sama dan tanda yang berlawanan menjadi satu molekul.

Ba 2+ + JADI 4 2- → BaSO 4

Di bawah ini Anda dapat melihat persamaan lengkap untuk reaksi ini (disebut molekuler).

Na 2 SO 4 + BaCl 2 → 2NaCl + BaSO 4

Akibatnya, terbentuk endapan barium sulfat yang tidak larut.

Barit komersial

Dalam praktiknya, bahan awal untuk memperoleh barium sulfat komersial, yang dimaksudkan untuk digunakan dalam cairan pengeboran saat mengebor sumur minyak dan gas, biasanya adalah mineral barit.

Istilah barit "primer" mengacu pada produk komersial, yang mencakup bahan mentah (diperoleh dari tambang dan penggalian), serta produk manfaat sederhana dengan metode seperti pencucian, pengendapan, pemisahan dalam media berat, dan flotasi. Kebanyakan barit mentah memerlukan kemurnian dan kepadatan minimum. Mineral yang digunakan sebagai bahan pengisi dihancurkan dan diayak hingga ukuran seragam sehingga paling sedikit 97% partikelnya berukuran sampai dengan 75 mikron, dan tidak lebih dari 30% berukuran kurang dari 6 mikron. Barit primer juga harus cukup padat berat jenis adalah 4,2 g/cm 3 atau lebih tinggi, tetapi cukup lunak untuk tidak merusak bantalan.

Memperoleh produk yang murni secara kimia

Mineral barit sering kali terkontaminasi dengan berbagai kotoran, terutama oksida besi, yang mewarnainya berbagai warna. Itu diproses secara karbotermik (pemanasan dengan kokas). Hasilnya adalah barium sulfida.

BaSO 4 + 4 C → BaS + 4 CO

Yang terakhir, tidak seperti sulfat, larut dalam air dan mudah bereaksi dengan oksigen, halogen, dan asam.

BaS + H 2 SO 4 → BaSO 4 + H 2 S

Untuk mendapatkan produk keluaran yang sangat murni, digunakan asam sulfat. Barium sulfat yang dihasilkan oleh proses ini sering disebut blancfix, yang merupakan bahasa Perancis untuk “putih tetap.” Hal ini sering ditemukan di produk konsumer, seperti cat.

DI DALAM kondisi laboratorium Barium sulfat dibentuk dengan menggabungkan ion barium dan ion sulfat dalam larutan (lihat di atas). Karena sulfat adalah garam barium yang paling tidak beracun karena tidak dapat larut, limbah yang mengandung garam barium lainnya terkadang diolah dengan natrium sulfat untuk mengikat semua barium, yang cukup beracun.

Dari sulfat ke hidroksida dan sebaliknya

Secara historis, barit digunakan untuk memproduksi barium hidroksida Ba(OH) 2, yang diperlukan dalam pemurnian gula. Ini umumnya merupakan senyawa yang sangat menarik yang banyak digunakan dalam industri. Ini sangat larut dalam air, membentuk larutan yang dikenal sebagai air barit. Lebih mudah digunakan untuk mengikat ion sulfat berbagai komposisi dengan membentuk BaSO 4 yang tidak larut.

Kita melihat di atas bahwa ketika dipanaskan dengan adanya kokas, barium sulfida - BaS - yang larut dalam air mudah diperoleh dari sulfat. Yang terakhir, saat berinteraksi dengan air panas membentuk hidroksida.

BaS + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 S

Barium hidroksida dan natrium sulfat, jika diambil dalam larutan, bila dicampur akan menghasilkan endapan barium sulfat dan natrium hidroksida yang tidak larut.

Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaOH

Ternyata barium sulfat alami (barit) secara industri pertama berubah menjadi barium hidroksida, dan kemudian berfungsi untuk menghasilkan sulfat yang sama ketika berbagai sistem garam dimurnikan dari ion sulfat. Reaksi akan berlangsung dengan cara yang persis sama ketika larutan tembaga sulfat dimurnikan dari ion SO 4 2. Jika Anda membuat campuran barium hidroksida + tembaga sulfat, hasilnya adalah tembaga hidroksida dan barium sulfat yang tidak larut.

CuSO 4 + Ba(OH) 2 → Cu(OH) 2 + BaSO 4 ↓

Bahkan dalam reaksi dengan asam sulfat itu sendiri, ion sulfatnya akan terikat sempurna dengan barium.

Gunakan dalam cairan pengeboran

Sekitar 80% produksi barium sulfat dunia, barit yang dimurnikan dan dihancurkan, dikonsumsi sebagai komponen cairan pengeboran dalam pembuatan sumur minyak dan gas. Menambahkannya akan meningkatkan kepadatan cairan yang dipompa ke dalam sumur agar lebih tahan terhadap tekanan reservoir yang tinggi dan mencegah terobosan.

Ketika sebuah sumur dibor, mata bornya melewatinya berbagai pendidikan, yang masing-masing memiliki ciri khasnya masing-masing. Semakin besar kedalamannya, semakin besar persentase barit yang seharusnya ada dalam struktur larutan. Keuntungan tambahannya adalah barium sulfat bersifat non-magnetik, sehingga tidak mengganggu konduksi. berbagai pengukuran di dalam sumur menggunakan perangkat elektronik.

Industri cat dan kertas

Kebanyakan BaSO 4 sintetik digunakan sebagai komponen pigmen putih pada cat. Jadi, blancfix yang dicampur dengan titanium dioksida (TiO 2) dijual sebagai cat minyak putih yang digunakan dalam lukisan.

Kombinasi BaSO 4 dan ZnS (seng sulfida) menghasilkan pigmen anorganik yang disebut lithopone. Ini digunakan sebagai pelapis untuk jenis kertas fotografi tertentu.

Baru-baru ini, barium sulfat telah digunakan untuk mencerahkan kertas yang ditujukan untuk printer inkjet.

Aplikasi dalam industri kimia dan metalurgi non-ferrous

Dalam produksi polipropilen dan polistiren, BaSO 4 digunakan sebagai pengisi dengan proporsi hingga 70%. Ini memiliki efek meningkatkan ketahanan plastik terhadap asam dan basa dan juga memberikan opasitas pada plastik.

Ia juga digunakan untuk memproduksi senyawa barium lainnya, khususnya barium karbonat, yang digunakan untuk membuat kaca LED untuk layar televisi dan komputer (secara historis dalam tabung sinar katoda).

Cetakan yang digunakan dalam pengecoran logam sering kali dilapisi dengan barium sulfat untuk mencegah adhesi pada logam cair. Hal inilah yang dilakukan pada pembuatan pelat tembaga anoda. Mereka dituangkan ke dalam cetakan tembaga yang dilapisi dengan lapisan barium sulfat. Setelah tembaga cair mengeras menjadi pelat anoda yang sudah jadi, tembaga tersebut dapat dengan mudah dikeluarkan dari cetakan.

Perangkat kembang api

Karena senyawa barium mengeluarkan lampu hijau Saat terbakar, garam dari zat ini sering digunakan dalam formula kembang api. Meskipun nitrat dan klorat lebih umum daripada sulfat, sulfat banyak digunakan sebagai komponen strobo kembang api.

Agen kontras sinar-X

Barium sulfat adalah agen radiokontras yang digunakan untuk mendiagnosis penyakit tertentu masalah medis. Karena zat-zat tersebut buram terhadap sinar-X (zat-zat tersebut menghalangi sinar-X sebagai akibat dari sinar-X tersebut). kepadatan tinggi), kemudian area tubuh di mana mereka berada tampak sebagai area putih pada film x-ray. Hal ini menciptakan perbedaan yang diperlukan antara satu organ (yang didiagnosis) dan jaringan lain (di sekitarnya). Kontrasnya akan membantu dokter melihatnya kondisi khusus yang mungkin ada pada organ atau bagian tubuh tersebut.

Barium sulfat diminum atau rektal dengan enema. Dalam kasus pertama, hal ini membuat kerongkongan, lambung atau usus kecil menjadi buram terhadap sinar-X. Dengan cara ini mereka bisa difoto. Jika zat tersebut diberikan melalui enema, usus besar atau usus dapat dilihat dan direkam dengan sinar-X.

Dosis barium sulfat akan berbeda untuk setiap pasien, tergantung pada jenis tesnya. Obat ini tersedia dalam bentuk suspensi barium medis khusus atau tablet. Berbagai tes yang memerlukan peralatan kontras dan sinar-X berbagai kuantitas suspensi (dalam beberapa kasus perlu mengonsumsi obat dalam bentuk tablet). Bahan kontras hanya boleh digunakan di bawah pengawasan langsung dokter.

Barium sulfat adalah zat aktif, yang digunakan untuk tujuan diagnostik penyakit tertentu pada saluran pencernaan. Ini adalah bubuk putih longgar, tidak berbau dan tidak berasa; tidak larut dalam pelarut organik, serta dalam alkali dan asam. Coba saya lihat ciri-ciri komponen ini. Mari kita bicara tentang mengapa barium sulfat diperlukan untuk fluoroskopi, kami akan menjelaskan penggunaan medis zat ini, kami akan menjelaskan sifat-sifatnya, apa yang tertulis dalam petunjuknya.

Apa efek Barium sulfat?

Barium sulfat adalah zat kontras sinar-X; digunakan untuk tujuan diagnostik, karena meningkatkan kontras gambar sinar-X saat melakukan penelitian yang relevan, dan tidak beracun. Radiopasitas maksimum pada organ seperti esofagus, lambung, dan duodenum dicapai dengan sangat cepat, segera setelah pemberiannya.

Sedangkan untuk usus halus, radiopasitas terjadi setelah sekitar 15 menit atau satu setengah jam, semuanya tergantung pada kekentalan obat dan kecepatan pengosongan lambung segera. Visualisasi maksimal pada bagian distal usus halus dan usus besar akan bergantung pada posisi tubuh pasien, serta tekanan hidrostatis.

Barium sulfat tidak diserap dari saluran pencernaan, sehingga tidak langsung masuk ke sirkulasi sistemik, tentunya jika tidak terjadi perforasi pada saluran pencernaan. Zat ini dikeluarkan melalui tinja.

Apa indikasi penggunaan Barium sulfat?

Suatu produk diresepkan untuk radiografi saluran cerna, terutama usus halus, yaitu bagian atasnya.

Apa kontraindikasi penggunaan Barium sulfat?

Di antara kontraindikasi penggunaan Barium sulfat adalah kondisi berikut:

Memiliki hipersensitivitas terhadap zat ini;
Ini tidak diresepkan untuk obstruksi usus besar;
Dalam kasus perforasi gastrointestinal, penggunaan barium dikontraindikasikan;
Jika Anda memiliki riwayat asma bronkial;
Saat tubuh mengalami dehidrasi;
Untuk kolitis ulserativa akut;
Untuk reaksi alergi.

Selain hal di atas, zat ini tidak digunakan jika pasien menderita fibrosis kistik; divertikulitis akut juga dianggap sebagai kontraindikasi.

Apa efek samping dari Barium sulfat?

Di antara efek samping Barium sulfat, petunjuk penggunaan mencatat kondisi berikut: sembelit yang berkepanjangan dapat terjadi karakter yang sulit, kejang di beberapa bagian usus mungkin terjadi, dan diare dapat terjadi.

Selain itu, reaksi anafilaktoid berkembang, yang dimanifestasikan oleh kesulitan bernapas, nyeri kembung, dada sesak, nyeri di perut dan usus.

Jika setelah studi kontras sinar-X pertama pasien mengalami perkembangan apa pun efek samping, Anda harus memberi tahu dokter Anda tentang hal ini.

Apa kegunaan dan dosis Barium Sulfat?

Untuk melakukan pemeriksaan saluran cerna bagian atas, suspensi barium sulfat diminum secara oral, untuk melakukan kontras ganda perlu ditambahkan sorbitol, serta natrium sitrat. Yang disebut "bubur barium" dalam hal ini disiapkan sebagai berikut: 80 g bubuk diencerkan dalam seratus mililiter air, setelah itu prosedur diagnostik dilakukan.

Untuk diagnosis rontgen usus besar, suspensi dibuat dari 750 g bubuk Barium sulfat dan satu liter air, selain itu, larutan tanin 0,5% dimasukkan melalui enema langsung ke dalam rektum.

Menjelang prosedur diagnostik, tidak dianjurkan makan makanan padat. Setelah belajar, Anda perlu mengonsumsinya dalam jumlah yang cukup sejumlah besar cairan, sehingga mempercepat evakuasi barium sulfat dari usus.

instruksi khusus

Sediaan yang mengandung Barium sulfat (analog)

Obat Bar-VIPS mengandung Barium sulfat; tersedia dalam bentuk bubuk untuk pembuatan suspensi diagnostik untuk penggunaan internal. Agen radiokontras ini memiliki komposisi yang kompleks dan memiliki toksisitas yang rendah.

Obat berikutnya adalah Coribar-D, juga diproduksi dalam bentuk pasta, memiliki sifat perekat yang nyata, dan memberikan gambaran berkualitas tinggi tentang kelegaan selaput lendir saluran pencernaan.

Micropack miliknya bentuk sediaan juga disajikan dalam bentuk pasta dari mana suspensi dibuat, dan obat juga diproduksi dalam bentuk bubuk. Produk selanjutnya adalah Micropack Colon; bila digunakan, Anda bisa mendapatkan gambaran yang jelas tentang microrelief.

Mikropak Oral, Mikropak ST, Pasta esofagus Microtrust, Co 2-granulate, Sulfobar, Falibarit, Falibarit XDE, serta Adsobar, semua obat radiokontras yang terdaftar ini juga mengandung zat aktif Barium sulfat. Mereka diproduksi baik dalam bentuk pasta, dari mana suspensi dibuat, dan dalam bentuk bubuk halus.

Agen kontras sinar-X digunakan untuk tujuan diagnostik untuk mengidentifikasi patologi apa pun pada saluran pencernaan, khususnya kerongkongan, lambung, dan juga seluruh bagian usus. Selain itu, Barium sulfat terkandung dalam obat dengan nama yang sama.

Kesimpulan

Sebelum melakukan pemeriksaan kontras sinar-X, sehari sebelumnya Anda harus menahan diri untuk tidak mengonsumsi makanan padat yang membutuhkan waktu lama untuk dicerna. Dalam hal ini, pemeriksaan kontras tersebut harus ditentukan oleh dokter yang merawat sesuai dengan indikasi yang ada.