Barium

Nykymaailmassa Barium:stä on tullut erittäin tärkeä ja monia ihmisiä kiinnostava aihe. Barium on synnystä lähtien synnyttänyt keskustelua, analyyseja ja pohdiskelua eri alueilla niin henkilökohtaisella kuin ammatillisella tasolla. Sen vaikutus nyky-yhteiskuntaan on kiistaton, ja sen vaikutus ulottuu eri aloille kulttuurista ja politiikasta teknologiaan ja talouteen. Tässä artikkelissa tutkimme yksityiskohtaisesti Barium:n eri puolia ja näkökulmia, jotta voimme ymmärtää paremmin sen tärkeyttä ja merkitystä nykymaailmassa.

Tämä artikkeli käsittelee alkuainetta. Antiikin Bariumin kaupungista kertoo Bari (kaupunki).
Cesium ← Barium → Lantaani
Sr
↑
Ba
↓
Ra  
 
 


Yleistä
Nimi Barium
Tunnus Ba
Järjestysluku 56
Luokka metalli
Lohko s
Ryhmä 2, maa-alkalimetalli
Jakso 6
Tiheys3,510 · 103 kg/m3
Kovuus1,25 (Mohsin asteikko)
Värihopeisen valkoinen
Löytövuosi, löytäjä 1808, Sir Humphry Davy
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)137,327
Atomisäde, mitattu (laskennallinen)215 (253) pm
Kovalenttisäde198 pm
Van der Waalsin säde- pm
Orbitaalirakenne 6s2
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 18, 8, 2
Hapetusluvut+II
Kiderakennetilakeskinen kuutiollinen (body centered cubic, BCC)
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto kiinteä
Sulamispiste1 000 K (727 °C)
Kiehumispiste2 170 K (1 897 °C)
Moolitilavuus38,16 · 10−3 m3/mol
Höyrystymislämpö140,3 kJ/mol
Sulamislämpö7,12 kJ/mol
Höyrynpaine100 Pa 1 185 K:ssa
Äänen nopeus1 620 m/s ohuessa sauvassa, 293 K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus0,89 (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-numero7440-39-3
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.

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

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

Luonnossa 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.

Yhdisteet ja niiden käyttö

Bariumperoksidista 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

Bariumilla täytetyssä suolessa näkyy röntgenkuvassa ameban aiheuttama tulehdus.

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.

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.

Lähteet

  1. ↑ 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)
  2. ↑ a b S. I. Venets: On Rare and Scattered Metals – Tales about Metals, s. 85–92. Moskova: Mir Publishers, 1983. Teoksen verkkoversio (pdf). (englanniksi)
  3. ↑ Barium Encyclopædia Britannica Online. Viitattu 31.7.2018. (englanniksi)
  4. ↑ Seppo Soimakallio, Leena Kivisaari, Hannu Manninen, Erkki Svedstöm ja Osmo Tervonen: Radiologia, s. 72, 75. Helsinki: WSOY, 2005. ISBN 951-0-29626-0.
  5. ↑ 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

Enciclo
Wikious
Sapientia
Scientia
Boobota
Anandapedia
Sagapedia
Wikithot