Барий - представитель щелочноземельных металлов.

БАРИЙ.

История этого элемента уходит истоками в далекое средневековье, когда в Европе повсюду бушевали алхимические страсти, разжигаемые идеей получения золота из "недефицитных" материалов. В 1602 году болонский сапожник и по совместительству алхимик Касциароло подобрал в окрестных горах камень, который оказался настолько тяжелым, что он сразу решил присутствие золота в камне. Касциароло притащил находку в свою мастерскую, тут же принялся за работу. Для начала он прокалил камень с углем и олифой, но выделить золото при этом почему-то не удалось, а: охлажденный продукт прокаливания светился в темноте красноватым светом. Касциароло не стал скрывать от своих коллег-алхимиков тайну необычного камня. Найденный минерал, получивший ряд названий - "солнечный камень", "болонский камень", "болонский самоцвет", стал главным участником всевозможных реакций и экспериментов. Но время шло, золото и не думало выделяться, и интерес к новому минералу постепенно пропал. И только спустя полтора столетия, в 1774 году, известные шведские химики Карл Шееле и Юхан Ган исследовав "болонский камень" установили, что в нем содержится особая "тяжелая земля", которую сначала назвали "барот", а затем - "барит" (от греческого слова "барос" - тяжелый). Сам же металл, образующий эту "землю", был наречен барием. В 1808 году англичанин Гэмфри Дэви электролитическим путем выделил из барита металлический барий. И поскольку он оказался сравнительно легким металлом (плотность 3,7 г/см3), английский химик Кларк предложил сменить название "барий", не соответствующее его истинному положению среди других металлов, на "плутоний" - в честь мифического властителя подземного царства бога Плутона. Однако предложение Кларка не встретило поддержки у других ученых, и легкий металл продолжал именоваться "тяжелым". Кстати, по современной технической классификации барий - действительно самый тяжелый представитель группы... легких металлов. Барий - мягкий белый металл - получают алюминотермическим восстановлением его оксида. Впервые этот процесс осуществил русский химик Н. Н. Бекетов, положивший тем самым начало алюминотермии.

Природа богата барием. На долю бария приходится 0,005% от общего числа атомов земной коры, в несколько раз больше, чем, например, никеля, кобальта, цинка и свинца, вместе взятых. Сырьем для получения бария служат минералы- тяжелый шпат (сернокислый барий) и витерит ( карбонат бария).Барий химически активный металл; который легко самовоспламеняется при нагреве или от удара, хорошо взаимодействует с кислородом (блестящая поверхность только что полученного бария на воздухе быстро покрывается пленкой оксида), азотом, водородом, водой, поэтому его, как и некоторые другие активные металлы хранят под слоем керосина. Этим можно объяснить очень ограниченное применение металлического бария. В небольших количествах барий используют в металлургии меди и свинца для раскисления, очистки от серы и газов. Часть бария идет на изготовление подшипниковых и типографских сплавов: их основной компонент свинец становится заметно крепче, приняв даже малые дозы бария. Сплав этого элемента с никелем служит для изготовления электродов запальных свечей двигателей и деталей радиоламп. В настоящее время барий широко используется для изучения космоса. Одна из таких ролей - создание искусственных комет. Выпущенные с борта космического аппарата на большом удалении от Земли пары бария превращаются в яркое плазменное облако, с помощью которого ученые осуществляют разнообразные исследования, ведут оптические наблюдения, определяют траекторию движения космических летательных аппаратов. Впервые искусственная комета была образована в 1959 году во время полета советской автоматической межпланетной станции "Луна-1". А в начале 70-х годов западногерманские и американские физики, проводя совместные исследования электрического и магнитного поля Земли, выбросили над территорией Колумбии (на очень большой высоте) около 15 килограммов мельчайших частиц бария, которые образовали плазменное облако, наблюдавшееся из разных точек Америки. Вытянувшись вдоль магнитных линий земного шара, барий позволил уточнить их расположение. В 1979 году с борта ракет, запущенных со шведского полигона в Кируне, в космическое пространство были также выброшены струи бария. Под действием солнечных лучей барий легко ионизировался и создал свечение, которое можно регистрировать на большом расстоянии с помощью сверхчувствительных телевизионных установок. Бариевое облако должно было пролить свет на некоторые процессы, связанные с полярным сиянием. Изучение характера движения облака позволит, в частности, судить об электрических полях, встречающихся на пути ионов бария. Соединения бария также широко используются. Защитные стенки рентгеновских установок медицинского и научного назначения делают из кирпича, содержащего соединения бария, т. к.соединения бария прекрасные поглотители рентгеновских лучей. Сульфат барий задерживает рентгеновские лучи значительно лучше, чем мягкие ткани человеческого организма. Этим свойством медики пользуются для диагностики желудочных заболеваний. Больному дают на завтрак "бариевую кашу"- смесь сульфата бария с манной кашей (или водой) - и затем просвечивают рентгеновскими лучами: непрозрачная для них "бариевая каша" позволяет врачу получить точное представление о состоянии желудочно-кишечного тракта и определить место заболевания. Сульфат бария издавна использовали для производства красок. В измельченном виде шпат подмешивали к свинцовым белилам, в результате чего они оказывались значительно дешевле, и хоть качество их явно страдало, владельцы красильных заводов без зазрения совести продавали свою эрзац-продукцию почти по тем же ценам, неплохо нагревая руки на этой операции. Сульфат барий он входит в состав литопона - белой краски с высокой кроющей способностью, пользующейся хорошей репутацией у потребителей. В производстве бумаги дорогих сортов (в частности, для денежных знаков, облигаций, документов) сульфат бария играет роль наполнителя и утяжелителя, делая бумагу белее и плотнее. Взвесь этой соли в воде используют как рабочую жидкость при бурении глубоких нефтяных и газовых скважин. Все мы не раз любовались радужными переливами жемчуга или перламутра. Немудрено, что с давних пор велись поиски красителей, которые позволили бы искусственным путем получать материалы с перламутровой окраской. В старину для этого использовали отвар рыбьей чешуи. Да и сейчас еще кое-где таким способом, конечно, во многом усовершенствованным, производят жемчужный краситель. Но в век химии делать ставку на рыбью чешую просто несерьезно - ее с успехом заменяет тиосульфат бария. Кристаллики этого вещества, смешанные с каким-либо бесцветным лаком, превращают его в "жемчужный". Если же их ввести в желатиновый или столярный клей и нанести слой его на изделия из дерева, картона или папье-маше, то можно добиться полной имитации перламутра. А другую соль, карбонат бария широко используют в стекольной промышленности для повышения коэффициента преломления стекла. Иногда для той же цели вместо карбоната бария вводят нитрат. В дни народных праздников и больших гуляний, сопровождающихся устройством фейерверка, соли бария доставляют удовольствие не только детворе, но и взрослым. «Шутихи», «мельницы», «огненные колеса», «водопады», «драконы» - не перечислишь всех названий огненных картин с зелеными огнями. Пламя в зеленый цвет окрашивает нитрат бария. Хлорат бария также принимает участие во всех салютах и фейерверках. Хлорат бария не ограничивается осветительной ролью и используется работниками сельского хозяйства для борьбы с сорняками. Достаточно широко используется и оксид бария. В прошлом веке это соединение применяли для получения кислорода: сначала его прокаливали при 500-600 °С и он, поглощая кислород воздуха, превращался в пероксид; при дальнейшем же нагреве (до 700 °С) пероксид вновь переходил в оксид, теряя лишний кислород. Так "добывали" кислород почти до конца XIX века, пока не был разработан способ извлечения этого газа из жидкого воздуха. В последние годы оксид бария (вполне нормальный со стехиометрической точки зрения) понадобилась для изготовления так называемых керамических магнитов. Для этого смесь порошков оксида бария и железа спекают под прессом в сильном магнитном поле. Образующийся феррат бария обладает интересными магнитными свойствами и все чаще применяется в технике. А изображение, возникающее на экране телевизора, "нарисовано" пучком электронов, вырвавшихся из нестехиометрических кристаллов оксида бария. Но, самым важным соединением бария сегодня с полным правом можно считать его титанат, получивший мировое признание как отличный сегнетоэлектрик. В 1944 году советский физик Б. М. Вул обнаружил незаурядные сегнетоэлектрические способности у титаната бария, который сохранял их в широком температурном диапазоне - почти от абсолютного нуля до +125 °С. Так как титанат бария имеет большую механическую прочностью и влагостойкостью и может быть получен без особых хлопот, поэтому он занял среди сегнетоэлектриков одно из самых почетных мест, являясь прекрасным материалом для электрических конденсаторов. Благодаря сильно выраженному пьезоэффекту (изменению электрических характеристик под действием давления) эта соль бария нашла постоянную работу в пьезоэлементах.