તત્વ 56: બેરિયમ

૧, પ્રાથમિક પરિચયબેરિયમ,
રાસાયણિક પ્રતીક Ba સાથેનું આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુ તત્વ, સામયિક કોષ્ટકના છઠ્ઠા સમયગાળાના જૂથ IIA માં સ્થિત છે. તે નરમ, ચાંદીની સફેદ ચમકવાળી આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુ છે અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓમાં સૌથી સક્રિય તત્વ છે. આ તત્વનું નામ ગ્રીક શબ્દ બીટા આલ્ફા ρύς (barys) પરથી આવ્યું છે, જેનો અર્થ "ભારે" થાય છે.

૨, સંક્ષિપ્ત ઇતિહાસ શોધવો
આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓના સલ્ફાઇડ્સ ફોસ્ફોરેસેન્સ દર્શાવે છે, એટલે કે પ્રકાશના સંપર્કમાં આવ્યા પછી તેઓ અંધારામાં થોડા સમય માટે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરતા રહે છે. આ લાક્ષણિકતાને કારણે જ બેરિયમ સંયોજનો લોકોનું ધ્યાન આકર્ષિત કરવા લાગ્યા. 1602 માં, ઇટાલીના બોલોગ્ના શહેરમાં કેસિયો લૌરો નામના એક જૂતા બનાવનારએ બેરિયમ સલ્ફેટ ધરાવતી બેરાઇટને જ્વલનશીલ પદાર્થો સાથે શેકી અને શોધ્યું કે તે અંધારામાં પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરી શકે છે, જેનાથી તે સમયે વિદ્વાનોમાં રસ જાગ્યો. પાછળથી, આ પ્રકારના પથ્થરને પોલોનાઇટ કહેવામાં આવતું હતું અને વિશ્લેષણાત્મક સંશોધનમાં યુરોપિયન રસાયણશાસ્ત્રીઓનો રસ જગાડ્યો. 1774 માં, સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી સીડબ્લ્યુ શીલે શોધ્યું કે બેરિયમ ઓક્સાઇડ પ્રમાણમાં ભારે નવી માટી છે, જેને તેમણે "બેરિટા" (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 (ઓક્સાઇડ) મેળવવા માટે આ નવી માટીમાં નાઈટ્રેટ ગરમ કર્યું. ૧૮૦૮ માં, બ્રિટીશ રસાયણશાસ્ત્રી એચ. ડેવીએ બેરિયમ મિશ્રણ ઉત્પન્ન કરવા માટે બેરાઇટ (BaSO4) ને ઇલેક્ટ્રોલાઇઝ કરવા માટે પારો (પારા) અને પ્લેટિનમ (પ્લેટિનમ) નો એનોડ તરીકે ઉપયોગ કર્યો. પારાને દૂર કરવા માટે નિસ્યંદન પછી, ઓછી શુદ્ધતાવાળી ધાતુ મેળવવામાં આવી અને તેનું નામ ગ્રીક શબ્દ બેરીસ (ભારે) પરથી રાખવામાં આવ્યું. તત્વનું પ્રતીક Ba તરીકે સેટ કરવામાં આવ્યું છે, જેનેબેરિયમ.

૩, ભૌતિક ગુણધર્મો
બેરિયમએ ચાંદીની સફેદ ધાતુ છે જેનું ગલનબિંદુ 725 ° સે, ઉત્કલનબિંદુ 1846 ° સે, ઘનતા 3.51 ગ્રામ/સેમી3 અને નમ્રતા છે. બેરિયમના મુખ્ય અયસ્ક બેરાઇટ અને આર્સેનોપાયરાઇટ છે.

૪,બેરિયમરાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે.
રાસાયણિક પ્રતીક Ba, અણુ ક્રમાંક 56, સામયિક પ્રણાલી IIA જૂથનો છે અને તે ક્ષારીય પૃથ્વી ધાતુઓનો સભ્ય છે. બેરિયમમાં ખૂબ જ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ હોય છે અને તે ક્ષારીય પૃથ્વી ધાતુઓમાં સૌથી વધુ સક્રિય છે. સંભવિત અને આયનીકરણ ઊર્જા પરથી, તે જોઈ શકાય છે કે બેરિયમમાં મજબૂત ઘટાડોક્ષમતા છે. હકીકતમાં, જો ફક્ત પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનના નુકસાનને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે તો, બેરિયમમાં પાણીમાં સૌથી મજબૂત ઘટાડોક્ષમતા છે. જો કે, બેરિયમ માટે બીજા ઇલેક્ટ્રોનનું નુકસાન કરવું પ્રમાણમાં મુશ્કેલ છે. તેથી, બધા પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, બેરિયમની ઘટાડોક્ષમતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે. તેમ છતાં, તે એસિડિક દ્રાવણમાં સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુઓમાંની એક છે, જે લિથિયમ, સીઝિયમ, રુબિડિયમ અને પોટેશિયમ પછી બીજા ક્રમે છે.

૫.મુખ્ય સંયોજનો
૧). બેરિયમ ઓક્સાઇડ ધીમે ધીમે હવામાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને બેરિયમ ઓક્સાઇડ બનાવે છે, જે રંગહીન ઘન સ્ફટિક છે. એસિડમાં દ્રાવ્ય, એસીટોન અને એમોનિયા પાણીમાં અદ્રાવ્ય. પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે, જે ઝેરી છે. જ્યારે બાળવામાં આવે છે, ત્યારે તે લીલી જ્યોત બહાર કાઢે છે અને બેરિયમ પેરોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.
૨). બેરિયમ પેરોક્સાઇડ સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા પ્રયોગશાળામાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ તૈયાર કરવાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
૩). બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે. બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની ઓછી દ્રાવ્યતા અને તેની ઉચ્ચ ઉત્કર્ષ ઊર્જાને કારણે, આ પ્રતિક્રિયા ક્ષારયુક્ત ધાતુઓ જેટલી તીવ્ર નથી, અને પરિણામી બેરિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દૃશ્યને અસ્પષ્ટ કરશે. બેરિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપ બનાવવા માટે દ્રાવણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડની થોડી માત્રા દાખલ કરવામાં આવે છે, અને બેરિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપને ઓગાળવા અને દ્રાવ્ય બેરિયમ બાયકાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે વધારાનો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વધુ દાખલ કરવામાં આવે છે.
૪). એમિનો બેરિયમ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળી શકે છે, જેનાથી પેરામેગ્નેટિઝમ અને વાહકતા સાથે વાદળી દ્રાવણ ઉત્પન્ન થાય છે, જે મૂળભૂત રીતે એમોનિયા ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે. લાંબા સમય સુધી સંગ્રહ કર્યા પછી, એમોનિયામાં રહેલા હાઇડ્રોજનને એમોનિયા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા હાઇડ્રોજન ગેસમાં ઘટાડવામાં આવશે, અને કુલ પ્રતિક્રિયા એ છે કે બેરિયમ પ્રવાહી એમોનિયા સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને એમિનો બેરિયમ અને હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે.
૫). બેરિયમ સલ્ફાઇટ એક સફેદ સ્ફટિક અથવા પાવડર છે, જે ઝેરી છે, પાણીમાં થોડું દ્રાવ્ય છે, અને હવામાં મૂકવામાં આવે ત્યારે ધીમે ધીમે બેરિયમ સલ્ફેટમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ જેવા બિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ મજબૂત એસિડમાં ઓગળીને તીવ્ર ગંધ સાથે સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે. જ્યારે પાતળા નાઈટ્રિક એસિડ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડનો સામનો કરવો પડે છે, ત્યારે તેને બેરિયમ સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.
૬). બેરિયમ સલ્ફેટમાં સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો હોય છે, અને પાણીમાં ઓગળેલા બેરિયમ સલ્ફેટનો ભાગ સંપૂર્ણપણે આયનાઇઝ્ડ હોય છે, જે તેને મજબૂત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ બનાવે છે. બેરિયમ સલ્ફેટ પાતળા નાઈટ્રિક એસિડમાં અદ્રાવ્ય છે. મુખ્યત્વે જઠરાંત્રિય કોન્ટ્રાસ્ટ એજન્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
બેરિયમ કાર્બોનેટ ઝેરી છે અને ઠંડા પાણીમાં લગભગ અદ્રાવ્ય છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ધરાવતા પાણીમાં થોડું દ્રાવ્ય અને પાતળા હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાં દ્રાવ્ય. તે સોડિયમ સલ્ફેટ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને બેરિયમ સલ્ફેટનો વધુ અદ્રાવ્ય સફેદ અવક્ષેપ ઉત્પન્ન કરે છે - જલીય દ્રાવણમાં અવક્ષેપ વચ્ચે રૂપાંતર વલણ: તેને વધુ અદ્રાવ્ય દિશામાં રૂપાંતરિત કરવું સરળ છે.

૬, એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો
1. તેનો ઉપયોગ બેરિયમ ક્ષાર, મિશ્રધાતુઓ, ફટાકડા, પરમાણુ રિએક્ટર વગેરેના ઉત્પાદનમાં ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે થાય છે. તે તાંબાને શુદ્ધ કરવા માટે એક ઉત્તમ ડીઓક્સિડાઇઝર પણ છે. સીસું, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ, લિથિયમ, એલ્યુમિનિયમ અને નિકલ મિશ્રધાતુઓ સહિત મિશ્રધાતુઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. બેરિયમ ધાતુનો ઉપયોગ વેક્યુમ ટ્યુબ અને કેથોડ રે ટ્યુબમાંથી ટ્રેસ વાયુઓ દૂર કરવા માટે ડિગેસિંગ એજન્ટ તરીકે તેમજ ધાતુઓને શુદ્ધ કરવા માટે ડિગેસિંગ એજન્ટ તરીકે થઈ શકે છે. પોટેશિયમ ક્લોરેટ, મેગ્નેશિયમ પાવડર અને રોઝીન સાથે મિશ્રિત બેરિયમ નાઈટ્રેટનો ઉપયોગ સિગ્નલ ફ્લેર અને ફટાકડા બનાવવા માટે થઈ શકે છે. દ્રાવ્ય બેરિયમ સંયોજનોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વિવિધ છોડના જીવાતોને નિયંત્રિત કરવા માટે બેરિયમ ક્લોરાઇડ જેવા જંતુનાશકો તરીકે થાય છે. તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક 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 જઠરાંત્રિય ઇમેજિંગ માટે વપરાય છે, ક્યારેક ક્યારેક પરીક્ષાના અન્ય હેતુઓ માટે વપરાય છે.

૭, તૈયારી પદ્ધતિ
નું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનધાતુ બેરિયમબે તબક્કામાં વિભાજિત થયેલ છે: બેરિયમ ઓક્સાઇડનું ઉત્પાદન અને મેટલ થર્મલ રિડક્શન (એલ્યુમિનિયમ થર્મલ રિડક્શન). 1000-1200 ℃ પર,ધાતુ બેરિયમધાતુના એલ્યુમિનિયમ સાથે બેરિયમ ઓક્સાઇડ ઘટાડીને મેળવી શકાય છે, અને પછી વેક્યુમ ડિસ્ટિલેશન દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાય છે. ધાતુના બેરિયમ ઉત્પન્ન કરવા માટે એલ્યુમિનિયમ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ: વિવિધ ઘટકોના ગુણોત્તરને કારણે, બેરિયમ ઓક્સાઇડના એલ્યુમિનિયમ ઘટાડા માટે બે પ્રતિક્રિયાઓ થઈ શકે છે. પ્રતિક્રિયા સમીકરણ છે: બંને પ્રતિક્રિયાઓ 1000-1200 ℃ પર ફક્ત થોડી માત્રામાં બેરિયમ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. તેથી, પ્રતિક્રિયા જમણી બાજુ ખસેડવા માટે પ્રતિક્રિયા ઝોનમાંથી ઠંડા ઘનીકરણ ઝોનમાં બેરિયમ વરાળને સતત સ્થાનાંતરિત કરવા માટે વેક્યુમ પંપનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. પ્રતિક્રિયા પછીના અવશેષો ઝેરી છે અને નિકાલ પહેલાં તેની સારવાર કરવાની જરૂર છે.