TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA BARI (Ba)

 1. Lịch sử về nguyên tố bari

 -  Bari (Barium) theo tiếng Hy-Lạp nghĩa là "nặng", được Carl Scheele nhận biết lần đầu tiên vào năm 1774, và được Humphry Davy cô lập vào năm 1808 tại Anh. Bari ôxít ban đầu được Guyton de Morveau gọi là barote. Sau này, nó được Antoine Lavoisier đổi tên thành baryta, và không lâu sau đó được gọi là "barium" để thể hiện tính kim loại của nó.

2. Tính chất vật lí

 -  Bari là kim loại kiềm thổ màu trắng bạc, dẻo, rèn được. Bị phủ màng oxit – nitrua thẩm trong không khí ẩm.

 -  Có khối lượng riêng là 3,6 g/cm³; có nhiệt độ nóng chảy là 727⁰C và sôi ở 1860⁰C.

 3. Tính chất hóa học

 -  Ba là chất khử mạnh, mạnh hơn K và Ca. Trong hợp chất chúng tồn tại dưới dạng ion M²⁺.                            

M → M²⁺ + 2e

a. Tác dụng với phi kim

 -  Bari phản ứng mạnh với ôxy ở nhiệt độ phòng tạo ra bari ôxít và peroxide. Do nó nhạy cảm với không khí, các mẫu bari thường được cất giữ trong dầu.

              2 Ba + O₂ → 2 BaO + Q

b. Tác dụng với axit

  Ba + 2HCl → BaCl₂ + H₂

 -   Với dung dịch HNO₃:

             Ba + 4HNO₃ đặc → Ba(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

Lưu ý: Kim loại dễ dàng phản ứng với hầu hết axit, với ngoại lệ là axít sulfuric, phản ứng dừng lại khi tạo thành lớp muối không tan trên bề mặt là bari sulfat.

c. Tác dụng với nước

-  Ở nhiệt độ thường, Ba khử nước mãnh liệt.

Ba + 2H₂O → BaOH)₂ + H₂

4. Trạng thái tự nhiên

 -  Bari trong tự nhiên là hỗn hợp của 7 đồng vị bền, đồng vị phổ biến nhất là ¹³⁸Ba (71,7 %). Có 22 đồng vị của bari đã được biết đến, nhưng hầu hết trong chúng là các chất phóng xạ cao và có chu kỳ bán rã chỉ vài mili giây đến vài ngày.

 -  Bari chiếm 0,0425% trong vỏ Trái Đất và 13 µg/L trong nước biển. Nó có mặt trong các khoáng barit (ở dạng sulphat) và witherit (ở dạng cacbonat).

5. Điều chế

 -  Bari được sản xuất thương mại bằng phương pháp điện phân nóng chảy bari clorua (BaCl₂).

    BaCl₂ → Ba + Cl₂

 -  Ba còn được điều chế bằng cách trộn bari oxit với bột nhôm nghiền mịn ở nhiệt độ giữa 1100 và 1200 °C

4 BaO + 2 Al → BaO·Al₂O₃ + 3 Ba

Lưu ý: Hơi bari được làm lạnh để cho ra kim loại rắn, có thể tạo thành các dạng que hoặc sợi. Là chất rắn cháy được, nó được bảo quản trong các hộp théo hoặc các túi nhựa chứa argon.

6. Ứng dụng

 -  Bari được sử dụng chủ yếu trong sản xuất buji, ống chân không, pháo hoa và bóng đèn huỳnh quang. Ngoài ra, Ba còn có các ứng dụng khác:

  + Hợp chất bari sulfat có màu trắng và được sử dụng trong sản xuất sơn, trong chẩn đoán bằng tia X, và trong sản xuất thủy tinh.

  + Barít được sử dụng rộng rãi để làm chất độn trong hoạt động khoan tìm giếng dầu và trong sản xuất cao su.

  + Bari cacbonat được dùng làm bả chuột và có thể được sử dụng trong sản xuất thủy tinh và gạch.

  + Bari nitrat và bari clorua được sử dụng để tạo màu xanh lá cây trong sản xuất pháo hoa.

  + Bari sulfua không tinh khiết phát lân quang sau khi đặt dưới ánh sáng.

  + Các muối của bari, đặc biệt là bari sulfat, có khi cũng được sử dụng để uống hoặc bơm vào ruột bệnh nhân, để làm tăng độ tương phản của những tấm phim X quang trong việc chẩn đoán hệ tiêu hóa.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng