贵州重晶石
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重晶石的由来

2019-11-07

       要了解重晶石,需得先从钡的发现谈起。

一、钡的发现与性质

       钡(Ba,Barium):碱土金属,位周期表ⅡA族第六周期,原子序数56,原子量137.327,元素名来源于希腊文βαρύς (barys),意为"重的"。

       1602年,意大利博洛尼亚(Bologna)城,一位叫卡西奥劳罗的制鞋人,将一种含硫酸钡的重晶石与可燃物质一起焙烧,结果在黑暗中见到了一丝光芒,这种石头后来被人们称之为波罗拉石。

       1774年,瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)研究波罗拉石,发现波罗拉石是由一种比重大的新土(称之为"Baryta",重土)氧化物和硫酸结合成而的。

       1776年,舍勒加热这一新土的硝酸盐,获得纯净的土(氧化物)。

       1808年,英国化学家戴维(H.Davy),用汞作阴极,铂作阳极,电解重晶石(BaSO4)制得了钡汞齐。经蒸馏去汞之后,便得到了一种纯度不高的金属,以希腊文barys(重)命名,将之称为钡,元素符号确定为Ba。

       钡是一种银白色金属。它的原子体积39.24立方厘米/摩尔,热膨胀20.6µm/(m•K) (25 °C),莫氏硬度1.25,顺磁性,熔点725℃,沸点1600℃,密度3.51g/cm³(25℃),导热性18.4W/(m•K),电阻率332 nΩ•m (20°C),拉伸模量13GPa,剪切模量4.9GPa。钡有138Ba(71.66%)、137BaBa(11.32%)、136Ba(7.81%)、135Ba(6.59%)、134Ba(2.42%)、130Ba(0.101%)和132Ba(0.097%)共7种稳定同位素。

       钡是碱土金属中化学性质较为活泼的元素。钡单质具有很强的还原性和延展性。若只失去电子时,钡在水中的还原性较强;但钡失去第二个电子相对困难,钡的还原性下降不少。即使如此,它也是酸性溶液中较活泼的金属之一,仅次于锂,铯,铷与钾。钡原子的价电子态为6S2,化学价为+2,与锶、钙钾离子的性质接近。

       钡在空气中缓慢氧化,生成氧化钡。燃烧时发绿色火焰,生成过氧化钡。氧化钡为无色立方晶体,溶于酸,不溶于丙酮和氨水;与水作用成氢氧化钡,有毒。2Ba+O2=2BaO    2BaO+O2=2BaO2

       氢氧化钡为无色透明结晶或白色粉末。在硫酸干燥器中能失去7分子结晶水,约在78℃失去全部结晶水,可溶于水、甲醇,微溶于乙醇,几乎不(难)溶于丙酮。若从空气中迅速吸收二氧化碳变成碳酸盐后,则不能完全溶于水。相对密度2.188。熔点78℃(八水化合物,在纯氢氧化钡的情况下是>408℃的)。折光率1.471。有毒。有腐蚀性。钡与水反应,生成氢氧化钡与氢气,由于氢氧化钡的溶解度不大,且钡的升华能较高,所以反应不如碱金属那样剧烈,生成的氢氧化钡会遮盖住视线。Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑

       钡能溶于液氨,生成具有顺磁性的、导电的蓝色溶液,其本质是形成了氨合电子。在长时间放置后,钡可以分解氨,形成氨基钡与氢气。

       硫酸钡为无色斜方晶系晶体或白色无定型粉末。干燥时易结块。相对密度4.50(15℃),熔点1580℃。几乎不溶于水、乙醇和酸。溶于热浓硫酸中。在1150℃左右发生多晶转变。在约1400℃开始显著分解。化学性质稳定,硫酸钡溶于水的部分全部电离,为强电解质。硫酸钡不溶于稀硝酸。

       钡的工业用途广泛,主要用于制钡盐、焰火、核反应堆等,是精炼铜的优良除氧剂,广泛用于合金,有铅、钙、镁、钠、锂、铝及镍等合金。金属钡可用作除去真空管和显像管痕量气体的消气剂、精炼金属的脱气剂。硝酸钡与氯酸钾、镁粉、松香混合,可以用来制造信号弹与烟火。可溶性的钡化合物常用作杀虫剂,可用于精制电解法制烧碱的盐水和锅炉用水,也用于制备颜料。纺织工业和皮革工业用作媒染剂和人造丝消光剂。硫酸钡是X线检查辅助用药,在体内可提供阳性对比的物质。医用硫酸钡在胃肠道内不吸收,也没有过敏反应,其中不含有氯化钡、硫化钡和碳酸钡等可溶性钡化合物。主要用于胃肠道造影,偶用于其他目的检查。

       重晶石可作钻井泥浆加重剂、填料、水泥用矿化剂。

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