એલિમેન્ટ 56: બેરિયમ

1, પ્રાથમિક પરિચયબેરિયમ,
રાસાયણિક પ્રતીક Ba સાથે આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુ તત્વ, સામયિક કોષ્ટકના છઠ્ઠા સમયગાળાના જૂથ IIA માં સ્થિત છે. તે નરમ, ચાંદીની સફેદ ચમક ધરાવતી આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુ છે અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓમાં સૌથી વધુ સક્રિય તત્વ છે. તત્વનું નામ ગ્રીક શબ્દ beta alpha ρύς (barys) પરથી આવે છે, જેનો અર્થ થાય છે “ભારે”.

2, સંક્ષિપ્ત ઇતિહાસ શોધવો
આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓના સલ્ફાઇડ્સ ફોસ્ફોરેસેન્સ દર્શાવે છે, જેનો અર્થ થાય છે કે તેઓ પ્રકાશના સંપર્કમાં આવ્યા પછી અંધારામાં સમય માટે પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરવાનું ચાલુ રાખે છે. બેરિયમ સંયોજનો આ લાક્ષણિકતાને કારણે લોકોનું ધ્યાન ચોક્કસપણે આકર્ષિત કરવાનું શરૂ કર્યું. 1602 માં, ઇટાલીના બોલોગ્ના શહેરમાં કેસિયો લૌરો નામના જૂતાએ જ્વલનશીલ પદાર્થો સાથે બેરીયમ સલ્ફેટ ધરાવતા બેરાઇટને શેક્યું અને શોધ્યું કે તે અંધારામાં પ્રકાશ ફેંકી શકે છે, જેણે તે સમયે વિદ્વાનોમાં રસ જગાડ્યો હતો. પાછળથી, આ પ્રકારના પથ્થરને પોલોનાઇટ કહેવામાં આવતું હતું અને વિશ્લેષણાત્મક સંશોધનમાં યુરોપિયન રસાયણશાસ્ત્રીઓની રુચિ જગાવી હતી. 1774 માં, સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી સીડબ્લ્યુ શીલેએ શોધ્યું કે બેરિયમ ઓક્સાઇડ પ્રમાણમાં ભારે નવી માટી છે, જેને તેમણે "બારીટા" (ભારે માટી) કહે છે. 1774 માં, શેલર માનતા હતા કે આ પથ્થર નવી માટી (ઓક્સાઇડ) અને સલ્ફ્યુરિક એસિડનું મિશ્રણ છે. 1776 માં, તેમણે શુદ્ધ માટી (ઓક્સાઈડ) મેળવવા માટે આ નવી જમીનમાં નાઈટ્રેટને ગરમ કર્યું. 1808માં, બ્રિટીશ રસાયણશાસ્ત્રી એચ. ડેવીએ બેરીયમ એમલગમના ઉત્પાદન માટે બેરાઈટ (BaSO4)ને ઈલેક્ટ્રોલાઈઝ કરવા માટે કેથોડ તરીકે પારો અને પ્લેટિનમનો એનોડ તરીકે ઉપયોગ કર્યો હતો. પારાને દૂર કરવા માટે નિસ્યંદન કર્યા પછી, ઓછી શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુ મેળવવામાં આવી અને તેનું નામ ગ્રીક શબ્દ બેરીસ (ભારે) રાખવામાં આવ્યું. તત્વ પ્રતીકને Ba તરીકે સેટ કરવામાં આવે છે, જેને કહેવામાં આવે છેબેરિયમ.

3, ભૌતિક ગુણધર્મો
બેરિયમ725 °C ના ગલનબિંદુ સાથે, ઉત્કલન બિંદુ 1846 °C, 3.51g/cm3 ની ઘનતા અને નમ્રતા સાથે ચાંદીની સફેદ ધાતુ છે. બેરિયમના મુખ્ય અયસ્ક બેરાઇટ અને આર્સેનોપ્રાઇટ છે.

4,બેરિયમરાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે.
રાસાયણિક પ્રતીક Ba, અણુ ક્રમાંક 56, સામયિક સિસ્ટમ IIA જૂથનો છે અને તે આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓનો સભ્ય છે. બેરિયમમાં મોટી રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ છે અને તે આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓમાં સૌથી વધુ સક્રિય છે. સંભવિત અને આયનીકરણ ઉર્જામાંથી, તે જોઈ શકાય છે કે બેરિયમ મજબૂત રિડ્યુસિબિલિટી ધરાવે છે. વાસ્તવમાં, જો માત્ર પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનના નુકશાનને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે તો, બેરિયમમાં પાણીમાં સૌથી મજબૂત ઘટાડો થાય છે. જો કે, બેરિયમ માટે બીજા ઇલેક્ટ્રોનને ગુમાવવું પ્રમાણમાં મુશ્કેલ છે. તેથી, તમામ પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, બેરિયમની ઘટાડાની ક્ષમતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. તેમ છતાં, તે એસિડિક દ્રાવણમાં સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુઓમાંની એક છે, જે લિથિયમ, સીઝિયમ, રુબિડિયમ અને પોટેશિયમ પછી બીજા ક્રમે છે.

5. મુખ્ય સંયોજનો
1). બેરિયમ ઓક્સાઇડ ધીમે ધીમે હવામાં ઓક્સિડાઇઝ કરીને બેરિયમ ઓક્સાઇડ બનાવે છે, જે રંગહીન ઘન સ્ફટિક છે. એસિડમાં દ્રાવ્ય, એસીટોન અને એમોનિયા પાણીમાં અદ્રાવ્ય. બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવવા માટે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે ઝેરી છે. જ્યારે સળગાવવામાં આવે છે, ત્યારે તે લીલી જ્યોત બહાર કાઢે છે અને બેરિયમ પેરોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.
2). બેરિયમ પેરોક્સાઇડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ બનાવવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ પ્રતિક્રિયા પ્રયોગશાળામાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ તૈયાર કરવાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
3). બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની ઓછી દ્રાવ્યતા અને તેની ઉચ્ચ ઉર્જા ઊર્જાને લીધે, પ્રતિક્રિયા આલ્કલી ધાતુઓ જેટલી તીવ્ર નથી, અને પરિણામી બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દૃશ્યને અસ્પષ્ટ કરશે. બેરિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપ બનાવવા માટે સોલ્યુશનમાં થોડી માત્રામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દાખલ કરવામાં આવે છે, અને બેરિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપને ઓગાળવા અને દ્રાવ્ય બેરિયમ બાયકાર્બોનેટ પેદા કરવા માટે વધારાનો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વધુ દાખલ કરવામાં આવે છે.
4). એમિનો બેરિયમ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળી શકે છે, પેરામેગ્નેટિઝમ અને વાહકતા સાથે વાદળી દ્રાવણ ઉત્પન્ન કરે છે, જે આવશ્યકપણે એમોનિયા ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે. લાંબા સમય સુધી સંગ્રહ કર્યા પછી, એમોનિયામાંનો હાઇડ્રોજન એમોનિયા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા હાઇડ્રોજન વાયુમાં ઘટાડી દેવામાં આવશે, અને કુલ પ્રતિક્રિયા બેરિયમ છે જે એમિનો બેરિયમ અને હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રવાહી એમોનિયા સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે.
5). બેરિયમ સલ્ફેટ એ સફેદ સ્ફટિક અથવા પાવડર છે, ઝેરી, પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય, અને હવામાં મૂકવામાં આવે ત્યારે ધીમે ધીમે બેરિયમ સલ્ફેટમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. તીક્ષ્ણ ગંધ સાથે સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ જેવા બિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ મજબૂત એસિડમાં ઓગળે છે. પાતળું નાઈટ્રિક એસિડ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડનો સામનો કરતી વખતે, તેને બેરિયમ સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.
6). બેરિયમ સલ્ફેટ સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને પાણીમાં ઓગળેલા બેરિયમ સલ્ફેટનો ભાગ સંપૂર્ણપણે આયનાઈઝ્ડ છે, જે તેને મજબૂત ઈલેક્ટ્રોલાઈટ બનાવે છે. બેરિયમ સલ્ફેટ પાતળું નાઈટ્રિક એસિડમાં અદ્રાવ્ય છે. મુખ્યત્વે ગેસ્ટ્રોઇન્ટેસ્ટાઇનલ કોન્ટ્રાસ્ટ એજન્ટ તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
બેરિયમ કાર્બોનેટ ઝેરી છે અને ઠંડા પાણીમાં લગભગ અદ્રાવ્ય છે., કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ધરાવતા પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય અને પાતળું હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાં દ્રાવ્ય છે. તે બેરિયમ સલ્ફેટના વધુ અદ્રાવ્ય સફેદ અવક્ષેપ ઉત્પન્ન કરવા માટે સોડિયમ સલ્ફેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે - જલીય દ્રાવણમાં અવક્ષેપ વચ્ચે રૂપાંતર વલણ: વધુ અદ્રાવ્ય દિશામાં રૂપાંતર કરવું સરળ છે.

6, એપ્લિકેશન ફીલ્ડ્સ
1. તેનો ઉપયોગ બેરિયમ ક્ષાર, એલોય, ફટાકડા, પરમાણુ રિએક્ટર વગેરેના ઉત્પાદનમાં ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે થાય છે. તે કોપરને શુદ્ધ કરવા માટે એક ઉત્તમ ડીઓક્સિડાઇઝર પણ છે. લીડ, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ, લિથિયમ, એલ્યુમિનિયમ અને નિકલ એલોય સહિત એલોયમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. બેરિયમ ધાતુનો ઉપયોગ વેક્યૂમ ટ્યુબ અને કેથોડ રે ટ્યુબમાંથી ટ્રેસ વાયુઓને દૂર કરવા માટે ડિગાસિંગ એજન્ટ તરીકે તેમજ ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટે ડિગાસિંગ એજન્ટ તરીકે કરી શકાય છે. પોટેશિયમ ક્લોરેટ, મેગ્નેશિયમ પાવડર અને રોઝિન સાથે મિશ્રિત બેરિયમ નાઈટ્રેટનો ઉપયોગ સિગ્નલ ફ્લેર અને ફટાકડા બનાવવા માટે થઈ શકે છે. દ્રાવ્ય બેરિયમ સંયોજનો સામાન્ય રીતે જંતુનાશકો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે બેરિયમ ક્લોરાઇડ, છોડના વિવિધ જીવાતોને નિયંત્રિત કરવા માટે. તેનો ઉપયોગ ઈલેક્ટ્રોલિટીક કોસ્ટિક સોડા ઉત્પાદન માટે ખારા અને બોઈલર પાણીને શુદ્ધ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. રંગદ્રવ્યો તૈયાર કરવા માટે પણ વપરાય છે. કાપડ અને ચામડાના ઉદ્યોગો તેનો ઉપયોગ કૃત્રિમ રેશમ માટે મોર્ડન્ટ અને મેટિંગ એજન્ટ તરીકે કરે છે.
2. તબીબી ઉપયોગ માટે બેરિયમ સલ્ફેટ એ એક્સ-રે પરીક્ષા માટે સહાયક દવા છે. ગંધહીન અને સ્વાદહીન સફેદ પાવડર, એક પદાર્થ જે એક્સ-રે પરીક્ષા દરમિયાન શરીરમાં હકારાત્મક વિપરીતતા પ્રદાન કરી શકે છે. તબીબી બેરિયમ સલ્ફેટ જઠરાંત્રિય માર્ગમાં શોષાય નથી અને એલર્જીક પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ નથી. તેમાં બેરિયમ ક્લોરાઇડ, બેરિયમ સલ્ફાઇડ અને બેરિયમ કાર્બોનેટ જેવા દ્રાવ્ય બેરિયમ સંયોજનો નથી. મુખ્યત્વે ગેસ્ટ્રોઇન્ટેસ્ટાઇનલ ઇમેજિંગ માટે વપરાય છે, ક્યારેક ક્યારેક પરીક્ષાના અન્ય હેતુઓ માટે વપરાય છે

7, તૈયારી પદ્ધતિ
નું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમેટાલિક બેરિયમબે તબક્કામાં વહેંચાયેલું છે: બેરિયમ ઓક્સાઇડ અને મેટલ થર્મલ રિડક્શન (એલ્યુમિનિયમ થર્મલ રિડક્શન)નું ઉત્પાદન. 1000-1200 ℃ પર,મેટાલિક બેરિયમમેટાલિક એલ્યુમિનિયમ સાથે બેરિયમ ઓક્સાઇડ ઘટાડીને મેળવી શકાય છે, અને પછી વેક્યૂમ ડિસ્ટિલેશન દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાય છે. મેટાલિક બેરિયમના ઉત્પાદન માટે એલ્યુમિનિયમ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ: વિવિધ ઘટકોના ગુણોત્તરને લીધે, બેરિયમ ઓક્સાઇડના એલ્યુમિનિયમ ઘટાડા માટે બે પ્રતિક્રિયાઓ હોઈ શકે છે. પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે: બંને પ્રતિક્રિયાઓ માત્ર 1000-1200 ℃ પર થોડી માત્રામાં બેરિયમ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. તેથી, પ્રતિક્રિયા જમણી તરફ જતી રહે તે માટે બેરિયમ વરાળને પ્રતિક્રિયા ઝોનમાંથી કોલ્ડ કન્ડેન્સેશન ઝોનમાં સતત સ્થાનાંતરિત કરવા માટે વેક્યુમ પંપનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. પ્રતિક્રિયા પછીના અવશેષો ઝેરી છે અને નિકાલ કરતા પહેલા તેની સારવાર કરવાની જરૂર છે