Barium
| |||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Barium | ||||
| Tunnus | Ba | ||||
| Järjestysluku | 56 | ||||
| Luokka | metalli | ||||
| Lohko | s | ||||
| Ryhmä | 2, maa-alkalimetalli | ||||
| Jakso | 6 | ||||
| Tiheys | 3,510 · 103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | 1,25 (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | hopeisen valkoinen | ||||
| Löytövuosi, löytäjä | 1808, Sir Humphry Davy | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino (Ar) | 137,327[1] | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | 215 (253) pm | ||||
| Kovalenttisäde | 198 pm | ||||
| Van der Waalsin säde | - pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Xe] 6s2 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 18, 18, 8, 2 | ||||
| Hapetusluvut | +II | ||||
| Kiderakenne | tilakeskinen kuutiollinen (body centered cubic, BCC) | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | kiinteä | ||||
| Sulamispiste | 1 000 K (727 °C) | ||||
| Kiehumispiste | 2 170 K (1 897 °C) | ||||
| Moolitilavuus | 38,16 · 10−3 m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | 140,3 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 7,12 kJ/mol | ||||
| Höyrynpaine | 100 Pa 1 185 K:ssa | ||||
| Äänen nopeus | 1 620 m/s ohuessa sauvassa, 293 K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 0,89 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 0,204 kJ/(kg K) | ||||
| Sähkönjohtavuus | (20 °C) 3,01 · 106 S/m | ||||
| Lämmönjohtavuus | (300 K) 18,4 W/(m·K) | ||||
| CAS-numero | 7440-39-3 | ||||
| Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa | |||||
Barium on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Ba (lat. barium), järjestysluku 56 ja CAS-numero 7440-39-3. Se on maa-alkalimetalleihin kuuluva, pehmeä hopeanhohtoinen metalli, joka sulaa varsin korkeassa lämpötilassa. Kemiallisesti barium muistuttaa kalsiumia, ulkonäöltään lähinnä lyijyä. Sir Humphry Davy eristi bariumin v. 1808.[2]
Bariumin elektronegatiivisuus on 0,89 ja ensimmäinen ionisoitumisenergia 502 kJ/mol. Barium on pehmeämpää kuin muut ryhmän 2 aineet, mutta hieman lyijyä kovempaa. Se hapettuu ilmassa ja vapauttaa vedessä ja alkoholissa vetyä. Koska barium hapettuu sangen helposti, sitä on säilytettävä petrolissa tai muussa hapettomassa nesteessä. Barium on voimakkaimpia pelkistimiä, ja erityisen voimakas taipumus sillä on hapettua peroksidiksi.
Bariumia esiintyy luonnossa ainoastaan yhdisteinä, raskassälpänä (baryytti, bariumsulfaatti, BaSO4) tai viteriittinä (bariumkarbonaatti, BaCO3). Baryytti on raskas mineraali, tiheys 4,5 g/cm3, jota on Suomessa mm. Vihannin kaivoksessa.
Bariumyhdisteitä käytetään posliini-, savi- ja lasiteollisuudessa, ilotulituksissa väriaineena sekä rotanmyrkkynä. Bariumkloridia BaCl2 voidaan käyttää analytiikassa sulfaattien osoittamiseen.
Isotoopit
muokkaaLuonnossa esiintyvä barium on seos kuudesta pysyvästä isotoopista: 138Ba (71,7 %), 137Ba (11,2 %), 136Ba (7,8 %), 135Ba (6,6 %), 134Ba (2,4 %), ja 132Ba (0,10 %). 130Ba (0,11 %) esiintyy myös luonnossa, mutta se hajoaa kaksois-elektronisieppauksella erittäin pitkällä puoliintumisajalla (yli 4 × 1021 vuotta). Bariumille tunnetaan yli 30 radioaktiivista isotooppia; niiden massaluvut ovat välillä 114–153. Radioaktiivisella isotoopilla, jolla on pisin puoliintumisaika (133Ba, 10,5 vuotta), on käyttöä gammasäteilyn vertailulähteenä.[3]
Yhdisteet ja niiden käyttö
muokkaaBariumperoksidista BaO2 saadaan laimealla rikkihapolla käsittelemällä vetyperoksidia ja bariumsulfaattia. Koska sulfaatti-ioni on käytännössä liukenematon veteen, happoihin ja emäksiin, se on tunnistettavissa liuosanalyysissa. Kaikki bariumin liukoiset suolat ovat myrkyllisiä. Bariumin yhdisteistä tunnetuin on bariumsulfaatti eli baryytti, jota käytetään varjoaineen lisäksi valkoisena maalipigmenttinä, kumin kulutuksen kestoa lisäävänä aineena ja säteilysuojauslaitteissa. Bariumkarbonaattia ja -kloridia on käytetty rotanmyrkkynä sekä bariumnitraattia Ba(NO3)2 ja -kloraattia Ba(ClO3)2 ilotulitteissa vihreän valon aikaansaamiseksi. Bariumia ja sen yhdisteitä käytetään myös joissain metalliseoksissa, perustutkimuksessa on löydetty mm. bariumtitanaatin (BaTiO3) ja tinan komposiitti, joka tietyin ehdoin (Arkistoitu – Internet Archive) on timanttia jäykempi.
Käyttöturvallisuus ja myrkyllisyys
muokkaa
Bariumsuolat ovat hyvin myrkyllisiä, mutta bariumsulfaatti (BaSO4) on niin liukenematon veteen, että sitä voidaan turvallisesti syöttää potilaille röntgenkuvauksen varjoaineena. Bariumvarjoaine poistuu kuitenkin hitaasti vapaasta vatsaontelosta, ja ärsyttää kudoksia sinne joutuessaan. Sen takia bariumvarjoaineita ei saisi käyttää jos potilaalla epäillään perforaatiota, eli reikää ruoansulatuskanavassa.[4][2]
Bariummyrkytyksen oireita ovat muuan muassa ylävatsan kipu, uneliaisuus, oksentelu, ripuli, vilunväristykset, krampit, kouristukset, hypertensio ja sydämen rytmihäiriöt. Myrkytyspotilaalle tulisi antaa välittömästi natriumsulfaattia tai magnesiumsulfaattia bariumin poistamiseksi turvallisemman bariumsulfaatin muodossa. [5]
Lähteet
muokkaa- ↑ Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
- ↑ a b S. I. Venets: On Rare and Scattered Metals – Tales about Metals, s. 85–92. Moskova: Mir Publishers, 1983. Teoksen verkkoversio (pdf). (englanniksi)
- ↑ Barium Encyclopædia Britannica Online. Viitattu 31.7.2018. (englanniksi)
- ↑ Seppo Soimakallio, Leena Kivisaari, Hannu Manninen, Erkki Svedstöm ja Osmo Tervonen: Radiologia, s. 72, 75. Helsinki: WSOY, 2005. ISBN 951-0-29626-0
- ↑ Beeson, Paul B. & McDermott, Walsh: Textbook of Medicine, s. 57. (14. painos) Philadephia - Lontoo - Toronto: W. B. Saunders Company, 1975. ISBN 0-7216-1660-7 (englanniksi) Lainaus: "Barium ions cause epigastric pain, nausea, vomiting, diarrhea, chills, cramps, muscle contractions, convulsions, hypertension, tachyarrhythmia, cardiac arrest. Sodium sulfate or magnesium sulfate should be given immediately to precipitate the barium as sulfate."
Aiheesta muualla
muokkaa
- Bariumn kansainvälinen kemikaalikortti
- Kemian työsuojeluneuvottelukunta (KETSU): Barium ja sen yhdisteitä (Arkistoitu – Internet Archive)
- Helsingin Sanomat: Barium imee kaasun rippeet
- Periodictable: Technical data for Barium (englanniksi)
- PhysOrg.com: New composites are stiffer than diamond (englanniksi)
- Webmineral: Mineral Species containing Barium (Ba) (englanniksi)
- Mindat: The Mineralogy of Barium (englanniksi)
- Luettelo bariumin isotoopeista The Isotopes Project Home Page (englanniksi)
- The Royal Society of Chemistry (RSC): Barium (englanniksi)
- PeriodicTable: Barium (Ba) (englanniksi)
- PubChem: Barium (englanniksi)
- Human Metabolome Database (HMDB): Barium (englanniksi)
- Food Component Database (FooDB): Barium (englanniksi)
- DrugBank: Barium (englanniksi)
- Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Barium (englanniksi)