Barium (vun’t grek. βαρύς „swor“ vun wegen de grote Dicht vun’t Mineral Baryt) is en cheemsch Element ut dat Periodensystem mit dat Atomteken Ba un de Atomtall 56. Barium is en Eerdalkalimetall, dat in’n elementaren Tostan en sülvrig-witte Klöör un en metallschen Gleem opwiest. Vun wegen sien hoge Reaktivität kummt dat in de Natur nich gediegen vör. Metallsch Barium tünnert licht, sien waterlöslichen Verbinnen sünd giftig.
Historie Mineralen, de Barium bargt, weern to’n eersten mol 1602 vun den italieenschen Schohmaker un Alchemisten Vincenzo Casciarolo ünnersöcht. Em weern glemige Stenen opfallen, de in’n Düstern lüchten deen, na den se hitt maakt worrn sünd. De Lüüd hebbt vun disse Stenen as „Bolgneser Steen“ Bescheed kregen, vun wegen dat Ulisse Aldrovandi doröver wat schreven hett. Dat weer de Baryt, de bi’t Hittmaken mit orgaansche Stoffen phosphoreszeertRobert Kresse et.al.: Barium and Barium Compounds. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Oplaag, 2007, DOI 10.1002/14356007.a03_325.pub2..
De sweedsche Chemiker Carl Wilhelm Scheele hett 1774 bi’t Ünnersöken vun Gips to’n eersten mol Bariumoxid (BaO) faststellt, dat toeerst as „ne’e alkalische Eer“ betekent weer. Twee Johr later hett Johan Gottlieb Gahn de glieke Verbinnen bi en glieke Ünersöken funnen. Jüst so ok in’t 18.Johrhunnert is den engelschen Mineralogen William Withering in Bargwarken in Cumberland, woneem Blie afboet weer, in swor Mineral opfallen, dat aver keen Blieierz wesen künn. He hett dat „terra ponderosa“ nöömt, dat vundaag as Witherit (Bariumcarbonat BaCO3) bekannt is.
As Metall, aver noch nich in Reinform, is Barium 1808 to’n ersten mol vun Sir Humphry Davy in England dör en Elektrolys vun en Mischen ut Bariumoxid un Quecksülveroxid tüügt worrn. Dorna is de Naam Barium na dat Mineral Baryt inföhrt worrn.
De eerste Reindorstellen is 1855 maakt worrn. Robert Bunsen un Augustus Matthiessen harrn dat ut en Mischen vun Bariumchlorid un Ammoniumchlorid dör en Smöltelektrolys maakt. Dat sworere Radium is 1910 vun Marie Curie mit Barium isoleert worrn, vun wegen, dat dat cheemsch so gliek is. En grote Rull hett dat Element 1938 ok bi de karncheemschen Experimenten vun Otto Hahn un Fritz Straßmann speelt, de Uran mit langsome Neutronen beslaten hebbt un verbaast weern, dat se in de Reakschoonsprodukten dat veel lichtere Barium finnen deen. Jemehr Beobachten hebbt se richtigerwies as en Splitten vun’n Urankarn düüt.
Vörkamen Barium kummt in de Natur nich elementar för, vun wegen dat dat so goot mit anndere Elementen reageert. Barium hett en Andeel vun ruchweg 0,039 % an de Eerdköst un is dormit in de Köst dat 14. fakenste ElementNorman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Oplaag, Wiley-VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9..
duum|Baryt is en Bariummineral un de Hööftborn för dat Element An’n fakensten is dat Element in de Mineralen Baryt (ok Sworspat, kristallin Bariumsulfat) un Witherit (Bariumcarbonat) to finnen. Wunnen warrt dat vör allen ut Baryt. De Produkschoon vun Barium weltwiet is in de verleden Johren vun ruchweg 4,8 Millionen Tünnen (1973) op 6,7 Millionen Tünnen (2003) stegenStatitik vun’n U.S. geological survey to’n Entwickeln vun de Baryt-Föddern . Man geiht dorvun ut, dat dat op de Eer noch ruchweg zwei Milliarden Tünnen Barium gifftU.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, Januar 2008. .
In Düütschland gifft dat Bariumverbinnen vörallen in’t Suerland, in’n Harz un in Rhienland-Palz. In de helen Welt gifft dat Vökamen, de den Afbo lohnt. De Hööftfödderlänner sünd China, Mexiko, Indien, de Törkie, de USA, Düütschland, Tschechien, Marokko, Irland, Italien un Frankriek.
Winnen un Dorstellen Jeed Johr warrt twüschen veer un söss Millionen Tünnen Bariumsulfat wunnen. Man, blots en lütten Deel dorvun warrt to Metall wieterverarbeit. Dat Winnen ut Bariumcarbonat geiht eenfacher, man de Verbinnen is in de Natur veel rorer antofinnen. Technisch warrt Barium ut Baryt över Bariumsulfid un Bariumcarbonat in Bariumoxid ümwannelt, dat denn mit Silizium, Aluminium oder annere Stoffen to dat Reinmetall reduzeert warrt. De Reakschoonsglieken vun dissen Afloop sünd:
Bariumsulfat reageert mit Kohlenstoff to Bariumsulfid un Kohlenstoffdioxid.
Bariumsulfid warrt mit Water un Kohlenstoffdioxid versett un reageert to Bariumcarbonat un Swevelwaterstoff.
Bariumcarbonat is nich löslich un fallt ut dat Water ut, bi’t Hittmaken verfallt Bariumcarbonat to Bariumoxid un Kohlenstoffdioxid.
Bariumoxid reageert mit Aluminium to Aluminiumoxid un rein Barium. Disse Reaktschoon ist en Form vun’n Thermit-Vörgang.
Hoochreinet Barium warrt dör Elektrolys vun smölt Bariumchlorid maakt un dorna dör en Hoochvakuumsublimatschoon lopen latenHarry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
Egenschoppen thumb|Elementares Barium, hoochvakuumsublimiert Physikaalsch Egenschoppen Barium is en paramagneetsch Eerdalkalimetall, dat ünner Normalbedingen as Faststoff vörliggt un in een kubisch-ruumzentreert Gidder kristalliseert. De sülverwitte Klöör vun dat metallsche Barium warrt an d Luft gau mattgrau, vun wegen dat sik en Oxidschicht utbillt.
Barium hett en gröne bit blassgröne Flammenklöör mit charakteristische Spektrallienen bi 524,2 un 513,7 nm. De Dicht vun Barium is 3,62 g/cm3 (bi 20 °C), wat dormit to de Lichtmetallen tellt. De Mohshard is 1,25, wat vergliekswies week is, liekers ave harder as de annern Eerdalkalimetallen un Blie. De Smöltpunkt liggt bi 1.000 K (727 °C) un de Kaakkpunkt bi 1,913 K (1.640 °C). Dat elektrocheemsche Stadardpotential liggt bi −2,912 V.
Cheemsch Egenschoppen thumb|upright=0.8|oxideert Barium Dat Element hett ruchweg glieke Egenschoppen as Calcium un de annern Eerdalkalimetallen. Sien Reakschoon mit Water un mit Suerstoff is wat duller as bi de annern Eerdalkalimetallen un dat löst sik in meist all Süren licht op. En Utnahm dorvun is de kunzentreerte Swevelsüür, as de Billn vun en Sulfatschicht de Reakschoon anhollen deit (Passiveeren). Vun wegen sien hoge Reaktivität kann een Barium as dat uneddelste Metall betekent warrn un mutt dorüm ünner en Schuulgas oder -fletigkeit opbewahrt warrn.
Anners as de annern Eerdalkalimetallen billt Barium blots en dünne Oxidschit ut un kann dorüm an de Luft vun alleen tünnern.
Isotopen un Radioaktivität In de Natur gifft dat vun Barium söven bestännige Isotopen, wobi 138Ba mit 71,8 % dat fakenste is. Bito sünd vun dat Metall dreeundörtig radioaktive Isotopen mit Halfweertstieten twüschen 10,5 Johren (133Ba) un 150 Nanosekunnen (153Ba) bekannt. De gröttste Deel dorvun verfallt aver al binnen wenige Sekunnen. Barium hett Isotopen dörgahn vun 58 bit 97 Neutronen (114Ba bit 153Ba).
Bestännige Bariumisotopen kamt bi verschedene Verfallsregen vör, as to’n Bispeel vun’t 137I in 137Ba. De radioaktiven Bariumisotopen verfallt in Lanthan-, Xenon-, Cäsium- oder Jodisotopen.
De nafolgen Bispelen wiest Verfallsregen, bi de radioaktive Isotopen vun Barium tüügt warrt:
Californium verfallt spontan in Barium, Molybdän un veer Neutronen.
Uran fangt en langsom Neutron in un verfallt dorbi in Barium, Krypton un dree gaue Neutronen (eerste Nawies vun en Karnsplitten).
Verwennen In sien elementare Reinform warrt Narium blots wenig bruukt. De Produkschoon dorvun liggt bi blots wenige Tünnen in’t JohrArnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Oplaag, de Gruyter, Berlin 2007, S. 1239, ISBN 978-3-11-017770-1. De büdenste Anwennen is de as en Gettermaterial in Vakuumröhren to’n Bispeel in Feernsehapparaten. Barium reageert gau mit Restgas, dat dor nich wünscht is, as Suerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid oder Waterdamp un kann ok Gasen insluten un so ut de Vakuumröhr rutnehmen, de nomalerwies nich goot reageert. Togliek hett dat Metall en teemlich sieten Dampdruck bi de Temperaturen, bi de dat bruukt warrt.
Bito warrt Barium blots in’n lütten Rahmen bruukt. Legeeren vun Nickel mit Barium künnt as Material för Tünnerkersen bruukt warrn. Wieter kann dat ok to Blielegeeren för Lagermetallen togeven warrn, vun wegen dat sik dör den Tosatz de Hard verbetert.
Nawies Nattcheemsche Methoden En Nawiesreakschoon is dat Ümsetten mit verdünnte Swevelsüür, wo witt Bariumsulfat utfallt:
In Sellschop mit annere Elementen, de jüst so swor lööslichle Sulfaten billt, kann dit Verfohren aver nich bruukt warrn. Scheden un Nawies gaht denn na dat Chromat-Sulfat-Verfohren, solang dor blots Eerdalkalimetallen bedeeligt sünd. Bi dat Verfohren warrt de Bariumlösen mit Kaliumchromatlösen versett, wobi en gelen Nedderslag vun Bariumchromat tostannen kummt. Wenn noch annere Elementen mit swor lösliche Sulfaten dorbi sünd, mutt en egenten Kationenscheedgang maakt warrn (kiek bi Qualitative Analys).
Instrumentelle Methoden To’n Nawies vun Barium döögt dat Verfohren vun de Atomspektroskopie. De Nawies vun Barium un Bariumsolten geiht dorbi över dat charakteristische Spektrum. Tyypsch Redschoppen dorför sünd to’n Bispeel dat Flammenatomabsorpschoonsspektrometer oder dat Atomemisschoonsspektrometer mit induktiv koppelt Hoochfrequenzplasma. Dormit künnt ok lütte Sporen vun Barium nawiest warrn. Wenn keen Spektrometer fatentokriegen is, kann mitünner ok en eenfache Proov in en Flamm vun en Bunsenbrennerhollen warrn. Barium farvt de Flamm gröön. Dat funkschoneert aver blots, wenn keen annere Stoffen mit en gröne Flammenklöör bimischt sünd.
Toxikologie All Bariumverbinnen, de in Water oder in Süren to lösen gaht, sünd giftig. De Gröttste Arbeidssteed-Konzentratschoon (MAK-Weert) liggt bi 0,5 mg/m3. Afhangig vun de Löslichkeit vun de Bariumverbinnen, is en Dosis vun 1 bit 15 g för en utwassen Minschen ddölich. In de Röntgenologie warrt dat nich in Water lösliche Bariumsulfat as Kuntrastmiddel to’n Dorstellen vun’n Magen-Darm-Trakt oder vun den Sluckvörgang in de Videokinematografi bruukt, dat dorüm vullstännig free vun waterlösliche Bariumverbinnen wesen mutt. Wohrschau geven warnn mutt dorbi ok op de Gefohr vun’t Verwesseln bi de latienschen Begrepen „Barium sulfuricum“ un „Barium sulfuratum“, de in’n Spraakbruuk vun de Aftheken begäng sünd. Vergiften mit Barium kamt tomeist an’n Arbeitsplatz oder in de Neeg vun Industrietwiegen vör, de Barium verarbeiten doot. Barium kann dorbi inatent oder över verunreinigt Drinkwater in’n Lief opnahmen warrn.
Barium warrt in de Muskulatur, in de Knaken un in de Lung aflagert, in de dat jüst so as Calcium opnahmen warrt, blots gauer. De Halfweertstiet in’n Knaken warrt op ruchweg föfftig Daag schätzt. As Calcium an de Zellmembran vun de Muskulatur ok dör Barium uttuuscht warrn kann, warrt – in lüttste Doseeren – jemehr Dörlaten höger maakt un de Muskelkontrakschoon verstarkt, wat to en anstiegen Blooddruck un to’n Afsacken vun de Hartfrequenz föhren kann, jüst so aver ok to Muskelrammen. Högere Dosen maakt den Muskel swack bit hin to’n Muskellahmen, de op’n Inschränken vun’t Zentrale Nervensystem torüchföhrt warrt. Hartrhythmusstören (Extrasystool un Kamerflimmern), Tremor, en allgemeen swach Geföhl, Swinnelgeföhl, Bang un Atenstören künnt dorbi vörkamen. Bi akute Vergiften kann dat bito noch to Stören vun’n Magen-Darm-Trakt as Liefwehdaag, Breken oder Dörfall geven. Vele vun de Symptomen warrt ok dör den Kaliumaffall verklort, de dorbi tostannen kummt.
As Eerste Hülp kann en Togaav vun Natriumsulfat- oder Kaliumsulfatlösen maakt warrn, wodör de Bariumionen as sworlöslich un dorüm ungiftig Bariumsulfat bunnen warrt.
Barium in de beleevten Natur Planten nehmt Barium ut’n Bodden op un riekert dat an. De hööchste Kunzentratschoon in en Bruukplant finnt sik mit en Andeel vun een Prozent bi de Paranutt.