Barium - Barium (English spelling)

Japanese: バリウム - ばりうむ（英語表記）barium

It belongs to Group 2 of the periodic table and is one of the alkaline earth metals. Because it is chemically active, it never exists in free form and occurs as barite (BaSO _{4 )} or witherite (BaCO _{3 )} . It is also widely distributed in the earth's crust along with calcium, but in much smaller amounts.

[Torii Yasuo]

history

Barium sulfate ore, known today as barite, was discovered in Bologna, Italy, in the early _17th century. Its specific gravity is 4.5, which is twice as heavy as ordinary salt ores, and it was named after the Greek word barys, meaning "heavy". Meanwhile, in 1774, Swedish K. W. Scheele discovered that barium oxide (called baryta) was contained in pyrolusite MnO2. In 1808, British H. Davy obtained barium amalgam by electrolysis of a wet mixture of mercury oxide and barium oxide, and succeeded in isolating metallic barium by removing the mercury by distillation. Pure barium without any mercury was obtained for the first time in 1901 by AA Guntz through the thermal decomposition of barium hydride. The name barium as an element comes from its being a component of barite or baryta.

[Torii Yasuo]

Manufacturing method

Because it is difficult to obtain metallic barium directly by electrolysis, it is mainly produced by distillation metallurgy. That is, barium oxide is reduced with aluminum or ferrosilicon in a vacuum at about 1200°C. The barium comes out as vapor, which is cooled, condensed, and remelted in an argon stream. There is also a method of electrolyzing an aqueous solution of barium chloride, but even in this case, mercury is used as the cathode and it is extracted in the form of an amalgam. This is then distilled under reduced pressure to remove most of the mercury, and heated in a hydrogen stream to convert it to barium hydride, which is then decomposed by heating to obtain the pure metal.

[Torii Yasuo]

nature

It is a soft silver-white metal with a body-centered cubic lattice structure. It has the highest boiling point of all alkaline earth metals. Its chemical properties are similar to those of calcium and strontium, but it is more active than them. When heated in air, it burns to produce barium oxide and a small amount of barium peroxide. It has the highest affinity for nitrogen among the alkaline earth metals, and its nitrides are always included in the combustion products in air. When heated in a pure nitrogen stream, it produces a nitride with the composition Ba ₃ N _2. When heated, it directly combines with hydrogen to produce the fairly stable hydride BaH _2. It reacts violently with water to produce barium hydroxide and evolve hydrogen. It also reacts with alcohol to produce barium alcoholate.

Ba+ _2H2O →Ba(OH) ₂ + _H2
Ba+2C ₂ H ₅ OH→Ba(C ₂ H ₅ O) ₂ +H ₂
It shows a yellow-green flame reaction.

[Torii Yasuo]

Applications

It is used as an alloy of aluminum or magnesium in vacuum tube getters, as an alloy of nickel in automobile spark plugs, and as an alloy of calcium and lead in vehicle bearings. Barium ions are toxic in the body, so they must be handled with care. The barium salt used as an X-ray contrast agent is barium sulfate.

[Torii Yasuo]

[Supplementary Material] | Barium (Data Note)

Periodic Table
©Shogakukan ">

Periodic Table

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

周期表第2族に属し、アルカリ土類金属元素の一つ。化学的に活性であるため遊離して存在することはなく、重晶石BaSO₄、毒重石BaCO₃などとして産出する。またカルシウムに伴って広く地殻中に分布するが、その量ははるかに少ない。

［鳥居泰男］

歴史

今日、重晶石bariteとよばれる硫酸バリウムの鉱石は、17世紀初めイタリアのボローニャで発見されている。比重4.5で、通常塩類の鉱石の2倍ぐらい重いので、「重い」のギリシア語barysにちなんで名づけられた。一方、スウェーデンのK・W・シェーレは1774年に、軟マンガン鉱MnO₂の中に酸化バリウム（barytaとよばれた）が含まれることをみいだしている。1808年、イギリスのH・デービーは、酸化水銀と酸化バリウムの湿った混合物を電解してバリウムのアマルガムを得、蒸留によって水銀を除去して金属バリウムを単離することに成功した。水銀をまったく含まない純粋なものは、1901年、ガンツA. A. Guntzによって水素化バリウムの熱分解を通して初めて得られた。元素としての名称バリウムは、バライトbariteあるいはバライタbarytaの成分であることに由来している。

［鳥居泰男］

製法

金属バリウムを電解法で直接的に得ることは困難であるので、主として蒸留冶金(やきん)によって製造される。すなわち、酸化バリウムを真空中約1200℃でアルミニウムやフェロシリコンで還元する。バリウムは蒸気となって出てくるので、これを冷却、凝縮させ、アルゴン気流中で再溶融する。塩化バリウムの水溶液を電解する方法もあるが、この場合でも陰極に水銀を用い、アマルガムの形で取り出す。これを減圧蒸留して大部分の水銀を除去したのち、水素気流中で加熱して水素化バリウムに変え、これを加熱分解して純粋な金属を得る。

［鳥居泰男］

性質

銀白色の軟らかい金属で、体心立方格子の構造をとる。アルカリ土類金属中でもっとも高い沸点をもっている。化学的性質はカルシウム、ストロンチウムとよく類似しているが、それらよりは活性である。空気中で熱すれば燃焼して酸化バリウムと少量の過酸化バリウムを生ずる。窒素に対する親和力はアルカリ土類金属元素中もっとも大きく、空気中の燃焼生成物にもかならず窒化物が含まれる。純粋な窒素気流中で熱すればBa₃N₂の組成の窒化物が生成する。加熱により水素と直接化合し、かなり安定な水素化物BaH₂を与える。水と激しく反応して水酸化バリウムを与え、水素を発生する。また、アルコールとも反応し、バリウムアルコラートを生ずる。

　　Ba+2H₂O→Ba(OH)₂+H₂
　　Ba+2C₂H₅OH→Ba(C₂H₅O)₂+H₂
黄緑色の炎色反応を示す。

［鳥居泰男］