Химийн ид шидийн ертөнцөдбариөвөрмөц сэтгэл татам, өргөн хэрэглээгээрээ эрдэмтдийн анхаарлыг ямагт татсаар ирсэн. Энэхүү мөнгөлөг цагаан металл элемент нь алт, мөнгө шиг нүд гялбам биш ч олон салбарт зайлшгүй чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шинжлэх ухааны судалгааны лабораторийн нарийн багаж хэрэглүүрээс авахуулаад үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн гол түүхий эд, анагаах ухааны салбарын оношлогооны урвалж хүртэл бари нь өвөрмөц шинж чанар, чиг үүргээрээ химийн домог бичжээ.
Бүр 1602 онд Италийн Порра хотын гуталчин Кассио Лауро туршилтын явцад барийн сульфат агуулсан баритыг шатамхай бодисоор шарж, харанхуйд гэрэлтэж болохыг олж мэдээд гайхаж байжээ. Энэ нээлт тухайн үед эрдэмтдийн сонирхлыг ихэд татаж, уг чулууг Порра чулуу хэмээн нэрлэж, Европын химичүүдийн судалгааны гол сэдэв болсон юм.
Гэсэн хэдий ч барийг шинэ элемент гэдгийг Шведийн химич Шееле үнэхээр баталжээ. Тэрээр 1774 онд барийн оксидыг нээсэн бөгөөд үүнийг "Барыта" (хүнд шороо) гэж нэрлэсэн. Тэрээр энэ бодисыг гүнзгий судалж, хүхрийн хүчилтэй нийлсэн шинэ дэлхий (оксид) -ээс бүрдсэн гэж үздэг. Хоёр жилийн дараа тэрээр энэ шинэ хөрсний нитратыг амжилттай халааж, цэвэр исэл гаргаж авсан.
Гэсэн хэдий ч Шееле барийн ислийг нээсэн ч 1808 он хүртэл Британийн химич Дэви баритын электролитийг электролиз болгон барийн металлыг амжилттай гаргаж авсан. Энэхүү нээлт нь барийг металлын элемент болохыг албан ёсоор баталж, барийг янз бүрийн салбарт хэрэглэх замыг нээсэн юм.
Түүнээс хойш хүн төрөлхтөн барийн талаарх ойлголтоо тасралтгүй гүнзгийрүүлсээр ирсэн. Эрдэмтэд барийн шинж чанар, зан үйлийг судлах замаар байгалийн нууцыг судалж, шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийг ахиулсаар ирсэн. Шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэл, анагаах ухааны салбарт барийн хэрэглээ улам бүр өргөжин тэлж, хүний амьдралд тав тух, тав тухыг авчирч байна. Барийн сэтгэл татам нь зөвхөн практикт төдийгүй шинжлэх ухааны нууцад оршдог. Эрдэмтэд байгалийн нууцыг тасралтгүй судалж, барийн шинж чанар, зан үйлийг судалснаар шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийг дэмжсээр ирсэн. Үүний зэрэгцээ бари нь бидний өдөр тутмын амьдралд чимээгүйхэн үүрэг гүйцэтгэж, бидний амьдралд тав тух, тайтгарлыг авчирдаг.
Барийг судлах энэхүү ид шидийн аялалд гарч, нууцлаг хөшгийг нь нээж, өвөрмөц сэтгэл татам байдлыг нь үнэлцгээе. Дараагийн өгүүллээр бид барийн шинж чанар, хэрэглээ, шинжлэх ухааны судалгаа, үйлдвэрлэл, анагаах ухаанд гүйцэтгэх чухал үүргийг цогцоор нь танилцуулах болно. Энэхүү нийтлэлийг уншсанаар та барийн талаар илүү гүнзгий ойлголт, мэдлэгтэй болно гэдэгт итгэлтэй байна.
1. Барийн хэрэглээний талбарууд
Бари бол нийтлэг химийн элемент юм. Энэ нь байгальд янз бүрийн ашигт малтмал хэлбэрээр байдаг мөнгөлөг цагаан металл юм. Барийн өдөр тутмын хэрэглээг доор харуулав
Шатах ба гэрэлтэх: Бари нь аммиак эсвэл хүчилтөрөгчтэй хүрэлцэх үед тод дөл үүсгэдэг өндөр реактив металл юм. Энэ нь барийг салют, галын бамбар, фосфорын үйлдвэрлэл зэрэг салбарт өргөнөөр ашигладаг.
Эмнэлгийн үйлдвэр: Барийн нэгдлүүдийг эмнэлгийн салбарт ч өргөн ашигладаг. Барийн хоол (барийн шахмал гэх мэт) нь ходоод гэдэсний замын рентген шинжилгээнд эмч нарт хоол боловсруулах тогтолцооны үйл ажиллагааг ажиглахад тусалдаг. Барийн нэгдлүүдийг мөн цацраг идэвхт иод зэрэг зарим цацраг идэвхит эмчилгээнд хэрэглэдэг бамбай булчирхайн өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг.
Шил ба керамик: Барийн нэгдлүүдийг хайлах цэг, зэврэлтэнд тэсвэртэй тул шил, керамик үйлдвэрлэлд ихэвчлэн ашигладаг. Барийн нэгдлүүд нь керамикийн хатуулаг, бат бөх чанарыг сайжруулж, цахилгаан тусгаарлагч, хугарлын өндөр илтгэгч зэрэг керамикийн зарим онцгой шинж чанарыг хангаж чаддаг.
Металл хайлш: Бари нь бусад металлын элементүүдтэй хайлш үүсгэж чаддаг бөгөөд эдгээр хайлш нь зарим өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, барийн хайлш нь хөнгөн цагаан, магнийн хайлшийн хайлах цэгийг нэмэгдүүлж, тэдгээрийг боловсруулах, цутгахад хялбар болгодог. Үүнээс гадна соронзон шинж чанартай барийн хайлшийг батерейны хавтан, соронзон материал хийхэд ашигладаг.
Бари нь Ba химийн тэмдэгтэй, атомын дугаар 56-тай химийн элемент юм. Бари нь үндсэн бүлгийн элементүүд болох үелэх системийн 6-р бүлэгт багтдаг шүлтлэг шороон металл юм.
2. Барийн физик шинж чанар
Бари (Ба)нь шүлтлэг шороон металлын элемент юм. 1. Гаднах төрх: Бари нь зүсэх үед тод металл гялалздаг зөөлөн, мөнгөлөг цагаан металл юм.
2. Нягт: Барийн харьцангуй өндөр нягт нь ойролцоогоор 3.5 г/см³. Энэ бол дэлхий дээрх хамгийн нягт металлуудын нэг юм.
3. Хайлах ба буцлах цэг: Барийн хайлах цэг нь ойролцоогоор 727 ° C, буцлах температур нь ойролцоогоор 1897 ° C байна.
4. Хатуулаг: Бари нь 20 хэмд 1.25 орчим Mohs хатуулагтай харьцангуй зөөлөн металл юм.
5. Дамжуулах чадвар: Бари нь цахилгаан дамжуулах чадвар сайтай цахилгаан гүйдлийг сайн дамжуулагч юм.
6. Уян хатан чанар: Бари нь зөөлөн металл боловч тодорхой хэмжээний уян хатан чанартай бөгөөд нарийн ширхэгтэй хуудас эсвэл утас болгон боловсруулж болно.
7. Химийн идэвх: Бари нь өрөөний температурт ихэнх металл бус болон олон металлуудтай хүчтэй урвалд ордоггүй ч өндөр температурт болон агаарт исэл үүсгэдэг. Энэ нь исэл, сульфид гэх мэт олон металл бус элементүүдтэй нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг.
8. Орших хэлбэр: Барит (барийн сульфат) гэх мэт газрын царцдас дахь бари агуулсан эрдэс бодис.Бари нь байгальд гидрат, исэл, карбонат гэх мэт хэлбэрээр ч байж болно.
9. Цацраг идэвхит чанар: Бари нь олон төрлийн цацраг идэвхт изотопуудтай бөгөөд эдгээрийн дотроос бари-133 нь эмнэлгийн дүрслэл, цөмийн анагаах ухаанд ашиглагддаг нийтлэг цацраг идэвхт изотоп юм.
10. Хэрэглээ: Барийн нэгдлүүдийг шилэн, резин, химийн үйлдвэрийн катализатор, электрон хоолой гэх мэт үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг. Түүний сульфатыг ихэвчлэн эмнэлгийн үзлэгт тодосгогч бодис болгон ашигладаг. Бари нь чухал металл элемент бөгөөд түүний шинж чанар олон салбарт өргөнөөр ашиглах.
3. Барийн химийн шинж чанар
Металлын шинж чанар: Бари нь мөнгөлөг цагаан өнгөтэй, цахилгаан дамжуулах чанар сайтай металл хатуу бодис юм.
Нягт ба хайлах цэг: Бари нь 3.51 г/см3 нягттай харьцангуй нягт элемент юм. Барийн бага хайлах цэг нь ойролцоогоор 727 хэм (Фаренгейтийн 1341 хэм) юм.
Урвалын чадвар: Бари нь ихэнх металл бус элементүүдтэй, ялангуяа галогентэй (хлор, бром гэх мэт) хурдан урвалд орж, харгалзах барийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Жишээлбэл, бари нь хлортой урвалд орж барийн хлорид үүсгэдэг.
Исэлдэх чадвар: Барийг исэлдүүлэн барийн исэл үүсгэдэг. Барийн ислийг металл хайлуулах, шил хийх зэрэг үйлдвэрүүдэд өргөнөөр ашигладаг. Өндөр идэвхжил: Бари нь химийн өндөр идэвхжилтэй бөгөөд устай амархан урвалд орж устөрөгчийг ялгаруулж, барийн гидроксид үүсгэдэг.
4. Барийн биологийн шинж чанар
үүрэг, биологийн шинж чанарбариорганизмын хувьд бүрэн ойлгогдоогүй байгаа боловч бари нь организмд тодорхой хоруу чанартай байдаг нь мэдэгдэж байна.
Хэрэглэх зам: Хүмүүс барийг ихэвчлэн хоол хүнс, ундны усаар залгидаг. Зарим хүнсний бүтээгдэхүүнд үр тариа, мах, сүүн бүтээгдэхүүн зэрэг бага хэмжээний бари агуулагдаж болно. Үүнээс гадна гүний ус заримдаа илүү их барийн агууламжтай байдаг.
Биологийн шингээлт ба бодисын солилцоо: Бари нь организмд шингэж, цусны эргэлтээр дамжин биед тархдаг. Бари нь голчлон бөөр, ясанд хуримтлагддаг, ялангуяа ясанд илүү өндөр концентрацитай байдаг.
Биологийн үйл ажиллагаа: Бари нь организмд физиологийн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг хараахан тогтоогоогүй байна. Тиймээс барийн биологийн функц нь маргаантай хэвээр байна.
5. Барийн биологийн шинж чанар
Хордлого: Барийн ион эсвэл барийн нэгдлүүдийн өндөр концентраци нь хүний биед хортой. Барийн хэт их хэрэглээ нь бөөлжих, суулгах, булчин сулрах, хэм алдагдал гэх мэт цочмог хордлогын шинж тэмдгийг үүсгэдэг. Хүнд хордлого нь мэдрэлийн системийг гэмтээх, бөөр гэмтэх, зүрхний эмгэгийг үүсгэдэг.
Ясны хуримтлал: Хүний биед ялангуяа өндөр настнуудын ясанд бари хуримтлагддаг. Барийн өндөр концентрацид удаан хугацаагаар өртөх нь ясны сийрэгжилт зэрэг ясны өвчин үүсгэдэг.
Зүрх судасны системд үзүүлэх нөлөө: Натри шиг бари нь ионы тэнцвэрт байдал, цахилгааны үйл ажиллагаанд саад учруулж, зүрхний үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг. Барийн хэт их хэрэглээ нь зүрхний хэмнэлийг алдагдуулж, зүрхний шигдээс үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг.
Хорт хавдар үүсгэгч: Барийн хорт хавдар үүсгэгчийн талаар маргаантай хэвээр байгаа ч зарим судалгаагаар барийн өндөр концентрацид удаан хугацаагаар өртөх нь ходоодны хорт хавдар, улаан хоолойн хорт хавдар зэрэг зарим хорт хавдрын эрсдлийг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан. Барийн хоруу чанар, болзошгүй аюулын улмаас хүмүүс барийн хэт их хэрэглээ эсвэл өндөр концентрацитай удаан хугацаагаар өртөхөөс зайлсхийх хэрэгтэй. Хүний эрүүл мэндийг хамгаалахын тулд ундны ус, хүнсний бүтээгдэхүүн дэх барийн агууламжийг хянаж, хянаж байх ёстой. Хэрэв та хордлого гэж сэжиглэж байгаа эсвэл үүнтэй холбоотой шинж тэмдэг илэрвэл яаралтай эмнэлгийн тусламж аваарай.
6. Байгаль дахь бари
Барийн ашигт малтмал: Бари нь ашигт малтмалын хэлбэрээр дэлхийн царцдасд байж болно. Зарим түгээмэл барийн ашигт малтмал нь барит, ферит зэрэг орно. Эдгээр хүдэр нь ихэвчлэн хар тугалга, цайр, мөнгө зэрэг бусад ашигт малтмалын хамт байдаг.
Гүний ус болон чулуулагт ууссан: Бари нь гүний ус болон чулуулагт ууссан төлөвт байж болно. Гүний ус нь бага хэмжээний ууссан барийн агууламжтай бөгөөд түүний концентраци нь усны биетийн геологийн нөхцөл, химийн шинж чанараас хамаардаг. Барийн давс: Бари нь барийн хлорид, барийн нитрат, барийн карбонат зэрэг янз бүрийн давс үүсгэж болно. Эдгээр нэгдлүүд нь байгальд байгалийн эрдэс хэлбэрээр байж болно.
Хөрсөн дэх агууламж:БариХөрсөнд янз бүрийн хэлбэрээр байж болох ба тэдгээрийн зарим нь байгалийн ашигт малтмалын тоосонцор эсвэл чулуулаг ууссанаас үүсдэг. Хөрсөн дэх барийн агууламж ихэвчлэн бага байдаг ч тодорхой газар нутагт барийн агууламж өндөр байж болно.
Барийн хэлбэр, агуулга нь янз бүрийн геологийн орчин, бүс нутагт өөр өөр байж болох тул барийн тухай ярихдаа газарзүйн болон геологийн тодорхой нөхцөл байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
7. Барийн олборлолт, үйлдвэрлэл
Барийн олборлолт, бэлтгэх үйл явц нь ихэвчлэн дараахь алхмуудыг агуулдаг.
1. Барийн хүдрийн олборлолт: Барийн хүдрийн үндсэн ашигт малтмал нь барийн сульфат гэж нэрлэгддэг барит юм. Энэ нь ихэвчлэн газрын царцдасаас олддог бөгөөд дэлхий дээрх чулуулаг, ашигт малтмалын ордуудад өргөн тархсан байдаг. Олборлолт нь ихэвчлэн барийн сульфат агуулсан хүдрийг авахын тулд тэсэлгээ хийх, олборлох, бутлах, ангилах зэрэг үйл явцыг хамардаг.
2. Баяжмал бэлтгэх: Барийн хүдрээс барийг гаргаж авахын тулд хүдрийг баяжмалын боловсруулалт хийх шаардлагатай. Баяжмалыг бэлтгэхэд ихэвчлэн гар аргаар сонгох, хөвүүлэн баяжуулах үе шатууд ордог бөгөөд хольцыг зайлуулж, 96%-иас дээш барийн сульфат агуулсан хүдэр гарган авдаг.
3. Барийн сульфатыг бэлтгэх: Баяжмалыг төмөр, цахиурыг зайлуулах зэрэг үе шаттайгаар хийж эцэст нь барийн сульфат (BaSO4) авна.
4. Барийн сульфид бэлтгэх: Барийн сульфатаас барийг бэлтгэхийн тулд барийн сульфатыг хар үнс гэж нэрлэдэг барийн сульфид болгон хувиргах шаардлагатай. Барийн сульфатын хүдрийн нунтаг нь 20 торон тоосонцрын хэмжээнээс бага хэмжээтэй, ихэвчлэн 4:1 жинтэй нүүрс эсвэл нефтийн коксын нунтагтай холилддог. Хольцыг 1100 градусын температурт цуурайтах зууханд шарж, барийн сульфатыг барийн сульфид болгон бууруулна.
5. Барийн сульфидыг уусгах: Барийн сульфатын барийн сульфидын уусмалыг халуун усаар уусгах замаар гаргаж авч болно.
6. Барийн ислийг бэлтгэх: Барийн сульфидыг барийн исэл болгон хувиргахын тулд ихэвчлэн барийн сульфидын уусмалд натрийн карбонат эсвэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийг нэмнэ. Барийн карбонат ба нүүрстөрөгчийн нунтаг холилдсоны дараа 800 хэмээс дээш температурт шохойжуулснаар барийн исэл үүсдэг.
7. Хөргөх, боловсруулах: Барийн исэл нь 500-700 ℃ температурт барийн хэт исэл исэлдэж, барийн хэт исэл нь 700-800 ℃ температурт задарч барийн исэл үүсгэдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Барийн хэт исэл үүсэхээс зайлсхийхийн тулд кальцинжуулсан бүтээгдэхүүнийг инертийн хийн хамгаалалтын дор хөргөх эсвэл унтраах шаардлагатай.
Дээрх нь барийн элементийг олборлох, бэлтгэх ерөнхий үйл явц юм. Эдгээр процессууд нь үйлдвэрлэлийн процесс, тоног төхөөрөмжөөс хамаарч өөр өөр байж болох ч ерөнхий зарчим нь ижил хэвээр байна. Бари нь химийн үйлдвэр, анагаах ухаан, электроник болон бусад салбарт олон төрлийн хэрэглээнд ашиглагддаг чухал үйлдвэрлэлийн металл юм.
8. Барийн элементийг илрүүлэх нийтлэг аргууд
Баринь үйлдвэрлэлийн болон шинжлэх ухааны янз бүрийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг нийтлэг элемент юм. Аналитик химийн хувьд барийг илрүүлэх аргууд нь ихэвчлэн чанарын шинжилгээ, тоон шинжилгээг агуулдаг. Дараах нь барийн элементийг илрүүлэх түгээмэл хэрэглэгддэг аргуудын дэлгэрэнгүй танилцуулга юм.
1. Галын атом шингээлтийн спектрометр (FAAS): Энэ нь өндөр концентрацитай дээжинд тохиромжтой, түгээмэл хэрэглэгддэг тоон шинжилгээний арга юм. Дээжний уусмалыг дөл рүү цацаж, барийн атомууд нь тодорхой долгионы урттай гэрлийг шингээдэг. Шингээсэн гэрлийн эрчмийг хэмжиж, барийн агууламжтай пропорциональ байна.
2. Галын атомын ялгаруулалтын спектрометр (FAES): Энэ арга нь дээжийн уусмалыг дөл рүү цацаж барийн атомуудыг өдөөж тодорхой долгионы урттай гэрлийг ялгаруулах замаар барийг илрүүлдэг. FAAS-тай харьцуулахад FAES нь барийн бага концентрацийг илрүүлэхэд ашиглагддаг.
3. Атомын флуоресценцийн спектрометр (AAS): Энэ арга нь FAAS-тай төстэй боловч флюресценцийн спектрометр ашиглан бари байгаа эсэхийг илрүүлдэг. Үүнийг ул мөрийн барийн хэмжээг хэмжихэд ашиглаж болно.
4. Ионы хроматографи: Энэ арга нь усны дээж дэх барийн шинжилгээнд тохиромжтой. Барийн ионуудыг ялгаж, ионы хроматографийн аргаар илрүүлдэг. Үүнийг усны дээж дэх барийн агууламжийг хэмжихэд ашиглаж болно.
5. Рентген флуоресценцийн спектрометр (XRF): Энэ нь хатуу дээжин дэх барийг илрүүлэхэд тохиромжтой үл эвдэх аналитик арга юм. Дээжийг рентген туяагаар өдөөсний дараа барийн атомууд тодорхой флюресценц ялгаруулж, флюресценцийн эрчмийг хэмжих замаар барийн агууламжийг тодорхойлно.
6. Масс спектрометр: Масс спектрометрийн тусламжтайгаар барийн изотопын найрлагыг тодорхойлж, барийн агуулгыг тодорхойлох боломжтой. Энэ аргыг ихэвчлэн өндөр мэдрэмжийн шинжилгээнд ашигладаг бөгөөд барийн маш бага концентрацийг илрүүлэх боломжтой. Дээр дурдсан нь барийг илрүүлэхэд түгээмэл хэрэглэгддэг аргууд юм. Сонгох тодорхой арга нь дээжийн шинж чанар, барийн концентрацийн хүрээ, шинжилгээний зорилгоос хамаарна. Хэрэв танд нэмэлт мэдээлэл хэрэгтэй бол эсвэл өөр асуулт байвал надад мэдэгдээрэй. Эдгээр аргууд нь барийн агууламж, агууламжийг үнэн зөв, найдвартай хэмжих, илрүүлэх зорилгоор лабораторийн болон үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг. Хэрэглэх тусгай арга нь хэмжих шаардлагатай дээжийн төрөл, барийн агууламжийн хүрээ, шинжилгээний тусгай зорилгоос хамаарна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 12-р сарын 09-ний өдөр