Élément 56 : Baryum

1、Introduction élémentaireBaryum,
L'élément métal alcalino-terreux, de symbole chimique Ba, se situe dans le groupe IIA de la sixième période du tableau périodique. Il s’agit d’un métal alcalino-terreux doux à lustre blanc argenté et de l’élément le plus actif des métaux alcalino-terreux. Le nom de l’élément vient du mot grec bêta alpha ρύς (barys), qui signifie « lourd ».

2、 Découvrir une brève histoire
Les sulfures de métaux alcalino-terreux présentent une phosphorescence, ce qui signifie qu'ils continuent d'émettre de la lumière pendant un certain temps dans l'obscurité après avoir été exposés à la lumière. Les composés de baryum ont commencé à attirer l'attention des gens précisément à cause de cette caractéristique. En 1602, un cordonnier nommé Casio Lauro de la ville de Bologne, en Italie, a grillé une barytine contenant du sulfate de baryum ainsi que des substances inflammables et a découvert qu'elle pouvait émettre de la lumière dans l'obscurité, ce qui a suscité l'intérêt des chercheurs de l'époque. Plus tard, ce type de pierre fut appelé polonite et suscita l'intérêt des chimistes européens pour la recherche analytique. En 1774, le chimiste suédois CW Scheele découvrit que l'oxyde de baryum était un nouveau sol relativement lourd, qu'il appela « Baryta » (sol lourd). En 1774, Scheler croyait que cette pierre était une combinaison de terre nouvelle (oxyde) et d'acide sulfurique. En 1776, il chauffe le nitrate de ce nouveau sol pour obtenir un sol pur (oxyde). En 1808, le chimiste britannique H. Davy a utilisé le mercure comme cathode et le platine comme anode pour électrolyser la barytine (BaSO4) afin de produire un amalgame de baryum. Après distillation pour éliminer le mercure, un métal de faible pureté a été obtenu et nommé d'après le mot grec barys (lourd). Le symbole de l'élément est défini comme Ba, appelébaryum.

3、 Propriétés physiques
Baryumest un métal blanc argenté avec un point de fusion de 725°C, un point d'ébullition de 1846°C, une densité de 3,51g/cm3 et une ductilité. Les principaux minerais de baryum sont la barytine et l'arsénopyrite.

4、Baryumest un élément chimique doté de propriétés chimiques.
Le symbole chimique Ba, numéro atomique 56, appartient au groupe du système périodique IIA et fait partie des métaux alcalino-terreux. Le baryum a une grande activité chimique et est le plus actif parmi les métaux alcalino-terreux. D'après le potentiel et l'énergie d'ionisation, on peut voir que le baryum a une forte réductibilité. En fait, ne serait-ce que si l’on considère la perte du premier électron, le baryum a la plus forte réductibilité dans l’eau. Cependant, il est relativement difficile pour le baryum de perdre le deuxième électron. Par conséquent, compte tenu de tous les facteurs, la réductibilité du baryum diminuera considérablement. Néanmoins, c’est également l’un des métaux les plus réactifs dans les solutions acides, juste derrière le lithium, le césium, le rubidium et le potassium.

5.Principaux composés
1). L'oxyde de baryum s'oxyde lentement dans l'air pour former de l'oxyde de baryum, qui est un cristal cubique incolore. Soluble dans l'acide, insoluble dans l'acétone et l'eau ammoniaquée. Réagit avec l'eau pour former de l'hydroxyde de baryum, qui est toxique. Lorsqu'il est brûlé, il émet une flamme verte et génère du peroxyde de baryum.
2). Le peroxyde de baryum réagit avec l'acide sulfurique pour produire du peroxyde d'hydrogène. Cette réaction est basée sur le principe de préparation du peroxyde d’hydrogène en laboratoire.
3). L'hydroxyde de baryum réagit avec l'eau pour produire de l'hydroxyde de baryum et de l'hydrogène gazeux. En raison de la faible solubilité de l'hydroxyde de baryum et de sa haute énergie de sublimation, la réaction n'est pas aussi intense que celle des métaux alcalins et l'hydroxyde de baryum résultant obscurcit la vue. Une petite quantité de dioxyde de carbone est introduite dans la solution pour former un précipité de carbonate de baryum, et un excès de dioxyde de carbone est en outre introduit pour dissoudre le précipité de carbonate de baryum et générer du bicarbonate de baryum soluble.
4). L'aminobaryum peut se dissoudre dans l'ammoniac liquide, générant une solution bleue avec paramagnétisme et conductivité, qui forme essentiellement des électrons d'ammoniac. Après une longue période de stockage, l'hydrogène présent dans l'ammoniac sera réduit en hydrogène gazeux par les électrons de l'ammoniac, et la réaction totale est celle du baryum réagissant avec l'ammoniac liquide pour produire de l'aminobaryum et de l'hydrogène gazeux.
5). Le sulfite de baryum est un cristal ou une poudre blanche, toxique, légèrement soluble dans l'eau et progressivement oxydé en sulfate de baryum lorsqu'il est placé dans l'air. Dissoudre dans des acides forts non oxydants tels que l'acide chlorhydrique pour générer du dioxyde de soufre gazeux avec une odeur âcre. Lorsqu'il rencontre des acides oxydants tels que l'acide nitrique dilué, il peut être converti en sulfate de baryum.
6). Le sulfate de baryum a des propriétés chimiques stables et la partie du sulfate de baryum dissoute dans l'eau est complètement ionisée, ce qui en fait un électrolyte puissant. Le sulfate de baryum est insoluble dans l'acide nitrique dilué. Principalement utilisé comme agent de contraste gastro-intestinal.
Le carbonate de baryum est toxique et presque insoluble dans l'eau froide. Légèrement soluble dans l'eau contenant du dioxyde de carbone et soluble dans l'acide chlorhydrique dilué. Il réagit avec le sulfate de sodium pour produire un précipité blanc plus insoluble de sulfate de baryum – la tendance de conversion entre les précipités en solution aqueuse : il est facile de se convertir vers une direction plus insoluble.

6、Champs d'application
1. Il est utilisé à des fins industrielles dans la production de sels de baryum, d'alliages, de feux d'artifice, de réacteurs nucléaires, etc. C'est également un excellent désoxydant pour le raffinage du cuivre. Largement utilisé dans les alliages, notamment les alliages de plomb, de calcium, de magnésium, de sodium, de lithium, d'aluminium et de nickel. Le baryum métallique peut être utilisé comme agent de dégazage pour éliminer les traces de gaz des tubes à vide et des tubes cathodiques, ainsi que comme agent de dégazage pour le raffinage des métaux. Le nitrate de baryum mélangé à du chlorate de potassium, de la poudre de magnésium et de la colophane peut être utilisé pour fabriquer des fusées éclairantes et des feux d'artifice. Les composés solubles du baryum sont couramment utilisés comme insecticides, tels que le chlorure de baryum, pour lutter contre divers ravageurs des plantes. Il peut également être utilisé pour raffiner la saumure et l’eau de chaudière pour la production électrolytique de soude caustique. Également utilisé pour préparer des pigments. Les industries du textile et du cuir l'utilisent comme mordant et agent matifiant pour la soie artificielle.
2. Le sulfate de baryum à usage médical est un médicament auxiliaire pour l'examen radiologique. Poudre blanche inodore et insipide, une substance qui peut fournir un contraste positif dans le corps lors d'un examen radiologique. Le sulfate de baryum médical n'est pas absorbé dans le tractus gastro-intestinal et ne provoque pas de réactions allergiques. Il ne contient pas de composés solubles du baryum tels que le chlorure de baryum, le sulfure de baryum et le carbonate de baryum. Principalement utilisé pour l'imagerie gastro-intestinale, occasionnellement utilisé à d'autres fins d'examen

7、 Méthode de préparation
La production industrielle debaryum métalliqueest divisé en deux étapes : la production d'oxyde de baryum et la réduction thermique des métaux (réduction thermique de l'aluminium). À 1000-1200 ℃,baryum métalliquepeut être obtenu en réduisant l'oxyde de baryum avec de l'aluminium métallique, puis purifié par distillation sous vide. Méthode de réduction thermique de l'aluminium pour produire du baryum métallique : En raison des différents ratios d'ingrédients, il peut y avoir deux réactions pour la réduction de l'oxyde de baryum par l'aluminium. L'équation de la réaction est la suivante : les deux réactions ne peuvent produire qu'une petite quantité de baryum à 1 000-1 200 ℃. Par conséquent, une pompe à vide doit être utilisée pour transférer en continu la vapeur de baryum de la zone de réaction vers la zone de condensation froide afin que la réaction continue de se déplacer vers la droite. Le résidu après la réaction est toxique et doit être traité avant élimination