钡

钡（Barium），原子序数56，原子量为137.327，是碱土金属中最活泼的元素，元素名来源于希腊文，原意是“重的”。钡是一种软的银色重金属，其存在于barytine(BaSO4)碳酸钡矿(BaCO3)中，由于反应活性很高，自然界没有纯钡。1774年瑞典化学家舍勒在软锰矿中发现钡，但直到1808年英国化学家戴维通过电离分解出金属钡，钡才被归纳为金属元素。钡在地壳中的含量为0.05%，主要矿物有重晶石（BaSO4）和毒重石(BaCO3)。

中文名：钡

英文名：Barium

元素符号：Ba

相对原子质量：137.327

沸点：1898℃

熔点：729℃

密度：3.59g·cm-3

1、发现历程

金属钡

碱土金属的硫化物具有磷光现象，即它们受到光的照射后在黑暗中会继续发光一段时间。钡的化合物正是因这一特性而开始被人们注意。1602年意大利波罗拉(Bologna,现称博洛尼亚)城一位制鞋工人卡西奥劳罗将一种含硫酸钡的重晶石与可燃物质一起焙烧后发现它在黑暗中发光，引起了当时学者们的兴趣。后来这种石头被称为波罗拉石，并引起了欧洲化学家分析研究的兴趣。到1774年，舍勒认为这种石头是一种新土(氧化物)和硫酸结合成的。1776年他加热这一新土的硝酸盐，获得纯净的土(氧化物)，称为baryta(重土)，来自希腊文barys(重的)。1808年，英国化学家戴维用汞作阴极，电解由重晶石制得的电解质，蒸去汞，从而获得金属钡，因此就将其命名为barium，元素符号定为Ba，我们称之为钡。钡在自然界中以重晶石和碳酸钡矿的形式而存在，自然界中没有纯钡。

2、制备过程

工业上制取金属钡分为制取氧化钡和金属热还原（铝热还原）两个步骤。先在1000～1200℃的高温环境下，用金属铝还原氧化钡，可制得金属钡，再用真空蒸馏法提纯。

单质钡的制备

1）电解熔融的BaCl2；

2）在真空中用Al或Si在147K下还原BaO或BaCl2；

3）钡的氮化物热分解。

铝热还原法生产金属钡

因配料比不同，铝还原氧化钡的反应可能有两种，反应式为：

6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑

或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑

这两种反应在1000～1200℃时，都只能生成少量的钡，因此，必须用真空泵将钡蒸气不断地从反应区转移到冷凝区，如此一来反应才能不断地向右进行。反应后的残渣都有毒，需经处理才能弃去。

3、含量分布

钡和其它碱土金属一样，在地球上到处都有分布：在地壳上部的含量是0.026%，而在地壳中的平均值是0.022%。钡主要以重晶石形式存在，以硫酸盐或碳酸盐形式存在。

自然界钡的主要矿物为重晶石（BaSO4）和毒重石（BaCO3）。重晶石矿床分布很广，中国的湖南、广西、山东等地都有较大的矿床。

4、理化性质

物理性质

银白色金属，质软，略有光泽，有延展性。熔点低，密度比水小。

钡的原子量为137.327，外围电子排布式6s2，位于第六周期第ⅡA族。原子半径为217.3皮米，离子半径134皮米，第一电离能564千焦/摩尔，电负性0.9，主要氧化数+2。

沸点：1898℃

熔点：729℃

密度：3.59g·cm-3

比热/J/gK:0.204

蒸发热/KJ/mol:142

熔化热/KJ/mol:7.75

导电率/106/cm:0.03

导热系数/W/cmK:0.184

化学性质

钡的化学性质很活泼，能与大多数非金属反应。室温环境下钡可在空气中缓慢氧化生成氧化膜，阻碍进一步氧化。在空气中或氧气中燃烧呈现绿色火焰，生成过氧化钡BaO2。钡能跟卤素、硫等非金属化合，在120℃时吸收氢气并化合生成氢化钡BaH2。常温下跟水反应生成氢氧化钡放出氢气。跟盐酸、稀硫酸等反应生成钡盐并放出氢气。钡盐除硫酸钡外都有毒，用于生产钡镍合金、钡钙铅等合金，可制钡盐，制烟火。

5、地质数据

丰度

滞留时间/年:10000

太阳(相对于H=1×1012):123

地壳/p.p.m.:500

大西洋表面:4.7×10-3

太平洋表面:4.7×10-3

大西洋深处:9.3×10-3

太平洋深处:20.0×10-3

6、生物数据

人体中的钡含量

肝/p.p.m.:0.04-1.2

肌肉/p.p.m.:0.09

血/mgdm-3:0.068

日摄入量/mg:0.6-1.7

骨/p.p.m.:3-70

人(70Kg)均体内总量/mg:22

7、储存方法

单质钡必须要在煤油中或密闭保存。

8、钡中毒事故

金属钡(Barium,Ba)用于制造各种合金。临床上多见因误服而引起的急性中毒。

致病原因

各种钡化合物在水中的溶解度相差很大。溶解度越高，毒性越大，故钡盐中氯化钡、硝酸钡、氯酸钡、醋酸钡、过氧化钡、氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、硫化钡及草酸钡等可溶性钡盐毒性较强。

钡及其化合物可以粉尘的形式吸入，或因误服经消化道进入体内。食入的可溶性钡化合物在胃内可迅速被胃酸溶解而吸收。

急救处理

1.尽快驱除毒物：口服中毒者先用温水或5%硫酸钠洗胃，然后再口服硫酸钠20～30g，使之与胃肠道内尚未吸收的可溶性钡盐结合为无毒的硫酸钡，加速钡的排出。硫酸镁有抑制呼吸作用，不宜使用。

洗胃和导泻后，可再用1%硫酸钠500～1000ml静脉滴注或10%硫酸钠200ml缓慢静脉滴入，连用2～3d后改为口服。如无硫酸钠时，可用20%硫代硫酸钠20～40ml静脉注射，每日1～2次。

2.及早充分补充钾盐：低血钾时应尽快补钾，轻症可每日口服3～6g。重症者应静脉补钾，在5%～10%葡萄糖注射液500ml中加入氯化钾2.0～3.0g，静脉缓滴，每日量可达4～6g。

3.保护心肌，防治心律不齐，纠正脱水及抗休克等对症治疗。

预防

1.操作场所应密闭、通风，加强个人防护。在车间内严禁吸烟、进食。

2.生产场所应建立经常性清洗打扫制度，并设置冲洗设备，以防钡化合物意外溅出时冲洗。

预后及劳动能力鉴定

急性钡中毒及时得到合理急救后一般不留有后遗症，不影响劳动力。重症中毒后可遗有神经系统及循环系统症状，故不宜再从事钡作业。

9、应用价值重晶石

碳酸钡（BaCO3）

重晶石

由于碳酸钡有较强的X-射线屏蔽能力，在彩电或计算机显像管玻壳中加入钡，能有效地吸收高压电流下产生的X-射线。碳酸钡也可用于生产放射线过滤器，吸收高强度的放射线。用作射线屏蔽材料的碳酸钡一般纯度要求不是很高，达97%以上即可。高纯碳酸钡主要用于对质量要求高的电容器领域，其中铁杂质的含量多少对这些产品有决定性的影响。近年来出现的微型化、毫米级芯片电容式电容器必须用四个九(99.99%)的高纯碳酸钡。碳酸钡用作生产垂直磁化用钡铁氧体的原料时，其中的锶、钠杂质含量甚微，粒子直径在一定范围。

碳酸钡（BaCO3）

由于碳酸钡有较强的X-射线屏蔽能力，在彩电或计算机显像管玻壳中加入钡，能有效地吸收高压电流下产生的X-射线。碳酸钡也可用于生产放射线过滤器，吸收高强度的放射线。用作射线屏蔽材料的碳酸钡一般纯度要求不是很高，达97%以上即可。高纯碳酸钡主要用于对质量要求高的电容器领域，其中铁杂质的含量多少对这些产品有决定性的影响。近年来出现的微型化、毫米级芯片电容式电容器必须用四个九(99.99%)的高纯碳酸钡。碳酸钡用作生产垂直磁化用钡铁氧体的原料时，其中的锶、钠杂质含量甚微，粒子直径在一定范围

玻璃和陶瓷行业

碳酸钡在玻璃制造中，碳酸钡用作焙烧添加剂，能增加可浇注性。加入碳酸钡，可提高玻璃的质量，如使玻璃折射率更高、硬度更大，改善玻璃的性能和耐刻划性。在生产光学特殊玻璃时，碳酸钡是氧化钡的重要来源。在结构陶瓷的生产中使用粉状碳酸钡，可改进瓷砖的硬度、耐磨性和化学品腐蚀性。在陶瓷中加入碳酸钡可减少气孔和气泡，改善半透明性，扩大烧结范围，增加热膨胀系数。采用钡作釉料，提高釉的焙结和耐擦能力，色泽牢固、光亮稳定。

化工原料的生产

碳酸钡可用于三聚磷酸钠生产，在湿法磷酸中除硫酸根用。碳酸钡用于铁酸盐的生产时，可改善其磁学性能。碳酸钡还用于其它钡化学品(如硝酸钡和氯化钡)以及涂料和颜料等的生产。

其它行业

碳酸钡在水净化和三废处理中，碳酸钡用作除硫酸根的沉淀剂。碳酸钡可用于钢铁渗碳和金属表面处理。它也是制造搪瓷、橡胶、抛光剂的辅助原料。在焊剂中加入碳酸钡可增强其弹性，改善其外观，并能增加其耐腐蚀性。