Bar (Ba)

Bar w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Znajduje się w 2 grupie (blok s — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę s). W tej samej grupie stoją: Beryl, Magnez, Wapń, Stront, Rad — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Bar jest ciałem stałym (topnieje w 727 °C, wrze w 1845 °C).

Bar — co to za pierwiastek

Papka barytowa do wypicia przed prześwietleniem żołądka — nie przepuszcza promieni X.

Właściwości pierwiastka Bar

Bar jest miękkim, srebrzystobiałym metalem, który na powietrzu bardzo szybko ciemnieje, dlatego przechowuje się go pod olejem albo w atmosferze obojętnej. Mimo nazwy nawiązującej do ciężkości sam metal nie jest szczególnie gęsty: 3,51 grama na centymetr sześcienny, a więc mniej niż tytan. Topi się w 727 stopniach, a wrze w 1845. Bardzo niska elektroujemność 0,89 oznacza, że łatwo oddaje oba elektrony walencyjne i w związkach występuje wyłącznie na stopniu utlenienia plus dwa. Z wodą reaguje energiczniej niż wapń, dając wodorotlenek i wodór. Płomień palnika barwi na jasnozielono. Rozpuszczalne sole baru są silnie trujące, bo jon baru zaburza pracę mięśni i serca; nierozpuszczalny siarczan przechodzi przez przewód pokarmowy nietknięty i dlatego jest bezpieczny.

Zastosowanie pierwiastka Bar

Najbardziej znane zastosowanie baru to zawiesina siarczanu baru, którą pacjent wypija albo dostaje we wlewie przed badaniem rentgenowskim przewodu pokarmowego. Sól ta silnie pochłania promieniowanie X, więc na zdjęciu wyraźnie rysuje się przełyk, żołądek i jelita. Ten sam siarczan, wydobywany jako minerał baryt, jest największym pod względem masy zastosowaniem baru: dodaje się go do płuczek wiertniczych, żeby obciążyć płyn i zrównoważyć ciśnienie w odwiercie. Baryt bywa też wypełniaczem farb, papieru i tworzyw oraz składnikiem tynków osłaniających pracownie rentgenowskie. Sole baru barwią pirotechnikę na zielono, więc znajdziemy je w racach i sztucznych ogniach. Węglan baru trafia do szkliw ceramicznych i szkła, a kiedyś służył jako trutka na gryzonie. Tytanian baru to podstawowy materiał kondensatorów ceramicznych i elementów piezoelektrycznych obecnych w niemal każdym urządzeniu elektronicznym. Ferryty baru są tanimi magnesami trwałymi w głośnikach i drobnych silnikach. Tlenek baru bywał pochłaniaczem resztek gazu w lampach elektronowych, a związki baru dodaje się do niektórych szkieł i szkliw, żeby obniżyć temperaturę ich topnienia. W przemyśle chemicznym wodorotlenek baru służy do usuwania siarczanów z roztworów i do wytwarzania pozostałych soli baru.

Bar — najważniejsze związki chemiczne

Siarczan baru BaSO₄ jest tak trudno rozpuszczalny, że służy zarówno jako kontrast medyczny, jak i jako biały pigment. Węglan baru BaCO₃ występuje w naturze jako witeryt i bywa surowcem do innych soli. Wodorotlenek baru Ba(OH)₂ tworzy wodę barytową, którą wykrywa się dwutlenek węgla, bo roztwór mętnieje od wytrącającego się węglanu. Chlorek baru BaCl₂ to standardowy odczynnik na jony siarczanowe, dający biały osad. Tytanian baru BaTiO₃ ma silne właściwości piezoelektryczne i wysoką przenikalność elektryczną. Azotan baru Ba(NO₃)₂ jest utleniaczem w mieszankach pirotechnicznych. Nadtlenek baru BaO₂ powstaje przy ogrzewaniu tlenku w tlenie i był kiedyś surowcem do otrzymywania nadtlenku wodoru. Sam tlenek BaO łatwo chłonie wilgoć, więc bywa środkiem osuszającym.

Bar — gdzie go spotykasz

• kontrast RTG
• płuczki wiertnicze
• zielone ognie

Bar w szkole — co trzeba wiedzieć

Bar należy do drugiej grupy, czyli berylowców, ma dwa elektrony walencyjne i zawsze tworzy jony o ładunku plus dwa. To upraszcza wszystkie zadania na wzory i równania. Klasyczny materiał na sprawdzian to barwy płomienia: sód żółty, potas fioletowy, wapń ceglastoczerwony, stront karminowy, bar zielony. Drugi to dwa odczynniki: woda barytowa mętniejąca od dwutlenku węgla i chlorek baru wytrącający biały osad z jonami siarczanowymi. Najczęstsza pułapka brzmi tak: skoro sole baru są trujące, jak można wypić papkę barytową? Odpowiedzią jest rozpuszczalność. Siarczan baru praktycznie się nie rozpuszcza, więc jony baru nie przechodzą do krwi. Warto też pamiętać, że w drugiej grupie reaktywność rośnie w dół, więc bar reaguje z wodą żywiej niż magnez czy wapń.

Bar — historia odkrycia

Minerały baru znano dużo wcześniej niż sam pierwiastek. Uwagę zwracał ciężki szpat, czyli baryt, a szczególnie kamień boloński: wyprażone okruchy tego minerału świeciły w ciemności po wystawieniu na światło, co w XVII wieku uchodziło za sensację. Carl Scheele rozpoznał, że baryt zawiera nieznaną wcześniej ziemię, ale metalu nie udało się wtedy wydzielić. Dokonał tego w 1808 roku Humphry Davy, stosując elektrolizę, tę samą metodę, którą wcześniej rozłożył sole innych metali aktywnych. Nazwa pochodzi od greckiego barys, czyli ciężki, i odnosi się do zaskakującej masy minerału, a nie do samego metalu. Davy prowadził elektrolizę wilgotnych soli z użyciem rtęci i otrzymywał najpierw amalgamat, a czysty metal zostawał dopiero po odparowaniu rtęci.

Bar — skąd wzięła się nazwa

gr. barys — ciężki

Bar — izotopy

bar-138 dominuje

Bar — bezpieczeństwo

Rozpuszczalne sole baru silnie toksyczne; siarczan bezpieczny.

Ciekawostki o pierwiastku Bar

• Papkę barytową można wypić, bo siarczan baru się nie rozpuszcza.
• Kryształy tytanianu baru pod naciskiem wytwarzają napięcie, dlatego trafiają do czujników uderzenia, mikrofonów i zapalarek.
• Bar wchodzi w skład jednego z pierwszych nadprzewodników wysokotemperaturowych, tlenku itru, baru i miedzi.
• Kamień boloński, czyli wyprażony baryt świecący po naświetleniu, był jednym z pierwszych opisanych materiałów fosforyzujących.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Bar