分支機構(gòu)信息
鋇是堿土金屬元素，是周期表中ⅡA族的第六周期的元素，是堿土金屬中活潑的元素，元素名來源于希臘文βαρ?? （barys），原意是“重的”?；瘜W元素符號是Ba。是一種柔軟的有銀白色光澤的堿土金屬。由于它的化學性質(zhì)十分活潑，從來沒有在自然界中發(fā)現(xiàn)鋇單質(zhì)。鋇在自然界中最常見的礦物是重晶石（硫酸鋇）和毒重石（碳酸鋇），二者皆不溶于水。鋇在1774年被確認為一個新元素，但直到1808年電解法發(fā)明不久后才被歸納為金屬元素。鋇的化合物用于制造煙火中的綠色（以焰色反應(yīng)為原理）。電解熔融的氯化鋇或用鋁還原氯化鋇，可制得金屬鋇。
研究歷史
堿土金屬的硫化物具有磷光現(xiàn)象，即它們受到光的照射后在黑暗中會繼續(xù)發(fā)光一段時間。鋇的化合物正是因這一特性而開始被人們注意。
1602年意大利波羅拉（Bologna，現(xiàn)稱博洛尼亞）城一位制鞋工人卡西奧勞羅將一種含硫酸鋇的重晶石與可燃物質(zhì)一起焙燒后，發(fā)現(xiàn)它在黑暗中可以發(fā)光，這引起了當時學者們的興趣。后來這種石頭被稱為波羅拉石，并引起了歐洲化學家分析研究的興趣。
1774年瑞典化學家舍勒（C.W.Scheele）發(fā)現(xiàn)氧化鋇是一種比重大的新土，稱之為“Baryta”（重土）。
1774年，舍勒認為這種石頭是一種新土（氧化物）和硫酸結(jié)合成的，1776年他加熱這一新土的硝酸鹽，獲得純凈的土（氧化物）。
1808年英國化學家戴維（H.Davy）用汞作陰極，鉑作陽極，電解重晶石（BaSO4）制得鋇汞齊，經(jīng)蒸餾去汞后，得到一種純度不高的金屬，并以希臘文barys（重）命名。元素符號定為Ba，稱為鋇。
含量分布
鋇，和其它堿土金屬一樣，在地球上到處都有分布：在地殼上部的含量是0.
026%，而在地殼中的平均值是0.022%。鋇主要以重晶石形式存在，以硫酸鹽或碳酸鹽形式存在。
自然界鋇的主要礦物為重晶石（BaSO4）和毒重石（BaCO3）。重晶石礦床分布很廣，中國的湖南、廣西、山東等地都有較大的礦床。
物理性質(zhì)
鋇是銀白色金屬，熔點725°C，沸點1600°C，密度3.51克/立方厘米，有延展性。鋇的主要礦石是重晶石和毒重石。
化學性質(zhì)
基本性質(zhì)
鋇是一種化學元素?；瘜W符號 Ba， 原子序數(shù) 56，屬周期系ⅡA族，為堿土金屬的成員。鋇的化學活性很大，在堿土金屬中是最為活潑的。從電勢以及電離能可以看出，鋇單質(zhì)具有很強的還原性，事實上若只考慮失去第一個電子的情況，鋇在水中的還原性是最強的，但鋇失去第二個電子相對困難， 所以綜合考慮，鋇的還原性會下降不少。即使如此，它也是酸性溶液中最活潑的金屬之一，僅次于鋰，銫，銣與鉀 。
氧化鋇
鋇在空氣中緩慢氧化，生成氧化鋇，氧化鋇為無色立方晶體。溶于酸，不溶于丙酮和氨水。與水作用成氫氧化鋇，有毒。燃燒時則發(fā)出綠色火焰，生成過氧化鋇。
2Ba+O2=2BaO
2BaO+O2=2BaO2
氫氧化鋇
無色透明結(jié)晶或白色粉末。在硫酸干燥器中能失去7分子結(jié)晶水，約在78℃失去全部結(jié)晶水，可溶于水、甲醇，微溶于乙醇，幾乎不（難）溶于丙酮。若從空氣中迅速吸收二氧化碳變成碳酸鹽后，則不能完全溶于水，相對密度2.188，熔點78℃（八水化合物，在純氫氧化鋇的情況下是>408℃的），折光率1.471，有毒，有腐蝕性。鋇與水反應(yīng)，生成氫氧化鋇與氫氣，由于氫氧化鋇的溶解度不大，且鋇的升華能較高，所以反應(yīng)不如堿金屬那樣劇烈，生成的氫氧化鋇會遮蓋住視線。
Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
氨基鋇
鋇能溶于液氨，生成具有順磁性的、導電的藍色溶液，其本質(zhì)是形成了氨合電子。在長時間放置后，氨中的氫會被氨合電子還原成氫氣，總反應(yīng)為鋇與液氨反應(yīng)生成氨基鋇與氫氣。 [5]
Ba+2NH3(l)=[Ba(NH3)2]2+.2e-
[Ba(NH3)2]2+.2e-=Ba(NH2)2+H2↑
硫酸鋇
無色斜方晶系晶體或白色無定型粉末。干燥時易結(jié)塊。相對密度4.50(15℃)，熔點1580℃。幾乎不溶于水、乙醇和酸。溶于熱濃硫酸中。在1150℃左右發(fā)生多晶轉(zhuǎn)變。在約1400℃開始顯著分解。化學性質(zhì)穩(wěn)定，硫酸鋇溶于水的部分全部電離，為強電解質(zhì)。硫酸鋇不溶于稀硝酸。主要用作胃腸道造影劑。[6]
同位素
天然鋇混合了鋇-138（71.66%）、鋇-137（11.32%）、鋇-136（7.81%）、鋇-135（6.59%）、鋇-134（2.42%）、鋇-130（0.101%）、鋇-132（0.097%）7種穩(wěn)定的同位素。[7]
應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)用途
用于制鋇鹽、合金、焰火、核反應(yīng)堆等，也是精煉銅時的優(yōu)良除氧劑。廣泛用于合金，有鉛、鈣、鎂、鈉、鋰、鋁及鎳等合金。金屬鋇可用作除去真空管和顯像管痕量氣體的消氣劑、精煉金屬的脫氣劑。
硝酸鋇與氯酸鉀、鎂粉、松香混合，可以用來制造信號彈與煙火。
可溶性的鋇化合物常用作殺蟲劑，比如氯化鋇，以防治多種植物害蟲。也可用于精制電解法制燒堿的鹽水和鍋爐用水。也用于制備顏料。紡織工業(yè)和皮革工業(yè)用作媒染劑和人造絲消光劑。
醫(yī)療用途
硫酸鋇是X線檢查輔助用藥。無嗅無味的白色粉末，X線檢查中在體內(nèi)可提供陽性對比的物質(zhì)。醫(yī)用硫酸鋇在胃腸道內(nèi)不吸收，也沒有過敏反應(yīng)，其中不含有氯化鋇、硫化鋇和碳酸鋇等可溶性鋇化合物。主要用于胃腸道造影，偶用于其他目的檢查。[8]
制備方法
工業(yè)上制取金屬鋇分為制取氧化鋇和金屬熱還原（鋁熱還原）兩個步驟。 在1000～1200℃，用金屬鋁還原氧化鋇，可制得金屬鋇，再用真空蒸餾法提純。
單質(zhì)鋇的制備：
1）電解熔融的BaCl2
2）在真空中用Al或Si在147K下還原BaO或BaCl2
3）鋇的氮化物熱分解。
鋁熱還原法生產(chǎn)金屬鋇：
因配料比不同，鋁還原氧化鋇的反應(yīng)可能有兩種，反應(yīng)式為：
6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑
或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑
這兩種反應(yīng)在1000～1200℃時，都只能生成少量的鋇，因此，必須用真空泵將鋇蒸氣不斷地從反應(yīng)區(qū)轉(zhuǎn)移到冷凝區(qū)，反應(yīng)才能不斷向右進行。反應(yīng)后的殘渣有毒，需經(jīng)處理才能棄去。
安全措施
健康危害
鋇對人類來說不是必需元素是有毒元素，食入可溶性鋇化合物會引起鋇中毒。假定成年人的平均體重是70kg，他體內(nèi)的鋇總量大約是16mg。誤服鋇鹽后，鋇鹽會被水和胃酸溶解，這導致了許多中毒事件和一些死亡事件的發(fā)生。中毒癥狀有嘔吐、絞痛、腹瀉、心跳變緩且不規(guī)律、短暫的血壓升高、痙攣性的震顫和肌肉麻痹。氯化鋇的LD50曾被假定為大約1g/kg。在攝入數(shù)小時后或數(shù)天后會死亡。鋇會在血漿中形成蛋白質(zhì)加合物，在骨骼中沉積的鋇占鋇總量的65%。鋇在骨骼中的半衰期大約是50天。鋇的毒性和它抑制K+離子以及它與硫酸鹽反應(yīng)有關(guān)。人注射的氯化鋇的吸收量高達60-80%，而對口服的氯化鋇的吸收量只有10-30%。
急性鋇鹽中毒癥狀：急性鋇鹽中毒臨床比較少見，多為誤服。凡在水或稀鹽酸中可溶解的鋇化合物均具毒性，包括氯化鋇、碳酸鋇、氫氧化鋇、硝酸鋇、醋酸鋇、硫化鋇、氧化鋇等。鋇鹽中毒主要表現(xiàn)為胃腸道刺激癥狀和低鉀癥候群，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、四肢軟癱、心肌受累、呼吸肌麻痹等。因該類患者多有嘔吐、腹痛、腹瀉等胃腸道癥狀而易誤診，集體發(fā)病時易誤診為食物中毒，單發(fā)時則易誤診為急性胃腸炎。
即使發(fā)現(xiàn)了低鉀血癥，也常認為是嘔吐、腹瀉造成的體液鉀丟失所致，而未能引起足夠重視。但需注意的是此類患者的低鉀血癥比較嚴重，與其體液鉀丟失的量不相平行，所以臨床上遇到原因不明的迅速發(fā)展的低鉀血癥，同時有胃腸道癥狀而用胃腸炎不能解釋者，應(yīng)想到有急性鋇鹽中毒的可能，可將嘔吐物或食物行毒物分析，如發(fā)現(xiàn)鋇鹽含量高可得到確診。口服氯化鋇的中毒量為0.2～0.5 g ，致死量為0.8～4.0 g。鋇中毒引起低鉀血癥的可能機制：鋇中毒時，細胞膜上的Na +2K+2ATP酶繼續(xù)活動，故細胞外液中的鉀不斷進入細胞，但鉀從細胞內(nèi)流出的孔道被特異地阻斷，因而發(fā)生低鉀血癥。急性鋇鹽中毒的治療首要是洗胃，洗胃液可以選用2 %～5 % 硫酸鎂或硫酸鈉，解毒劑可選用硫酸鈉或硫代硫酸鈉，同時積極糾正低鉀血癥，有心律失常者應(yīng)用抗心律失常藥物，呼吸困難時給予氧療，必要時人工呼吸。
危害防治
泄漏應(yīng)急處理
隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自吸過濾式防塵口罩，穿消防防護服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏：避免揚塵，用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。轉(zhuǎn)移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆蓋，減少飛散。使用無火花工具轉(zhuǎn)移回收。
防護措施
呼吸系統(tǒng)防護：一般不需要特殊防護，但建議特殊情況下，佩戴自吸過濾式防塵口罩。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿化學防護服。
手防護：戴橡膠手套。
其它：工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。注意個人清潔衛(wèi)生。
儲存運輸
儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類、堿類等分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。
研究歷史
堿土金屬的硫化物具有磷光現(xiàn)象，即它們受到光的照射后在黑暗中會繼續(xù)發(fā)光一段時間。鋇的化合物正是因這一特性而開始被人們注意。
1602年意大利波羅拉（Bologna，現(xiàn)稱博洛尼亞）城一位制鞋工人卡西奧勞羅將一種含硫酸鋇的重晶石與可燃物質(zhì)一起焙燒后，發(fā)現(xiàn)它在黑暗中可以發(fā)光，這引起了當時學者們的興趣。后來這種石頭被稱為波羅拉石，并引起了歐洲化學家分析研究的興趣。
1774年瑞典化學家舍勒（C.W.Scheele）發(fā)現(xiàn)氧化鋇是一種比重大的新土，稱之為“Baryta”（重土）。
1774年，舍勒認為這種石頭是一種新土（氧化物）和硫酸結(jié)合成的，1776年他加熱這一新土的硝酸鹽，獲得純凈的土（氧化物）。
1808年英國化學家戴維（H.Davy）用汞作陰極，鉑作陽極，電解重晶石（BaSO4）制得鋇汞齊，經(jīng)蒸餾去汞后，得到一種純度不高的金屬，并以希臘文barys（重）命名。元素符號定為Ba，稱為鋇。
含量分布
鋇，和其它堿土金屬一樣，在地球上到處都有分布：在地殼上部的含量是0.
026%，而在地殼中的平均值是0.022%。鋇主要以重晶石形式存在，以硫酸鹽或碳酸鹽形式存在。
自然界鋇的主要礦物為重晶石（BaSO4）和毒重石（BaCO3）。重晶石礦床分布很廣，中國的湖南、廣西、山東等地都有較大的礦床。
物理性質(zhì)
鋇是銀白色金屬，熔點725°C，沸點1600°C，密度3.51克/立方厘米，有延展性。鋇的主要礦石是重晶石和毒重石。
化學性質(zhì)
基本性質(zhì)
鋇是一種化學元素?；瘜W符號 Ba， 原子序數(shù) 56，屬周期系ⅡA族，為堿土金屬的成員。鋇的化學活性很大，在堿土金屬中是最為活潑的。從電勢以及電離能可以看出，鋇單質(zhì)具有很強的還原性，事實上若只考慮失去第一個電子的情況，鋇在水中的還原性是最強的，但鋇失去第二個電子相對困難， 所以綜合考慮，鋇的還原性會下降不少。即使如此，它也是酸性溶液中最活潑的金屬之一，僅次于鋰，銫，銣與鉀 。
氧化鋇
鋇在空氣中緩慢氧化，生成氧化鋇，氧化鋇為無色立方晶體。溶于酸，不溶于丙酮和氨水。與水作用成氫氧化鋇，有毒。燃燒時則發(fā)出綠色火焰，生成過氧化鋇。
2Ba+O2=2BaO
2BaO+O2=2BaO2
氫氧化鋇
無色透明結(jié)晶或白色粉末。在硫酸干燥器中能失去7分子結(jié)晶水，約在78℃失去全部結(jié)晶水，可溶于水、甲醇，微溶于乙醇，幾乎不（難）溶于丙酮。若從空氣中迅速吸收二氧化碳變成碳酸鹽后，則不能完全溶于水，相對密度2.188，熔點78℃（八水化合物，在純氫氧化鋇的情況下是>408℃的），折光率1.471，有毒，有腐蝕性。鋇與水反應(yīng)，生成氫氧化鋇與氫氣，由于氫氧化鋇的溶解度不大，且鋇的升華能較高，所以反應(yīng)不如堿金屬那樣劇烈，生成的氫氧化鋇會遮蓋住視線。
Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
氨基鋇
鋇能溶于液氨，生成具有順磁性的、導電的藍色溶液，其本質(zhì)是形成了氨合電子。在長時間放置后，氨中的氫會被氨合電子還原成氫氣，總反應(yīng)為鋇與液氨反應(yīng)生成氨基鋇與氫氣。 [5]
Ba+2NH3(l)=[Ba(NH3)2]2+.2e-
[Ba(NH3)2]2+.2e-=Ba(NH2)2+H2↑
硫酸鋇
無色斜方晶系晶體或白色無定型粉末。干燥時易結(jié)塊。相對密度4.50(15℃)，熔點1580℃。幾乎不溶于水、乙醇和酸。溶于熱濃硫酸中。在1150℃左右發(fā)生多晶轉(zhuǎn)變。在約1400℃開始顯著分解。化學性質(zhì)穩(wěn)定，硫酸鋇溶于水的部分全部電離，為強電解質(zhì)。硫酸鋇不溶于稀硝酸。主要用作胃腸道造影劑。[6]
同位素
天然鋇混合了鋇-138（71.66%）、鋇-137（11.32%）、鋇-136（7.81%）、鋇-135（6.59%）、鋇-134（2.42%）、鋇-130（0.101%）、鋇-132（0.097%）7種穩(wěn)定的同位素。[7]
應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)用途
用于制鋇鹽、合金、焰火、核反應(yīng)堆等，也是精煉銅時的優(yōu)良除氧劑。廣泛用于合金，有鉛、鈣、鎂、鈉、鋰、鋁及鎳等合金。金屬鋇可用作除去真空管和顯像管痕量氣體的消氣劑、精煉金屬的脫氣劑。
硝酸鋇與氯酸鉀、鎂粉、松香混合，可以用來制造信號彈與煙火。
可溶性的鋇化合物常用作殺蟲劑，比如氯化鋇，以防治多種植物害蟲。也可用于精制電解法制燒堿的鹽水和鍋爐用水。也用于制備顏料。紡織工業(yè)和皮革工業(yè)用作媒染劑和人造絲消光劑。
醫(yī)療用途
硫酸鋇是X線檢查輔助用藥。無嗅無味的白色粉末，X線檢查中在體內(nèi)可提供陽性對比的物質(zhì)。醫(yī)用硫酸鋇在胃腸道內(nèi)不吸收，也沒有過敏反應(yīng)，其中不含有氯化鋇、硫化鋇和碳酸鋇等可溶性鋇化合物。主要用于胃腸道造影，偶用于其他目的檢查。[8]
制備方法
工業(yè)上制取金屬鋇分為制取氧化鋇和金屬熱還原（鋁熱還原）兩個步驟。 在1000～1200℃，用金屬鋁還原氧化鋇，可制得金屬鋇，再用真空蒸餾法提純。
單質(zhì)鋇的制備：
1）電解熔融的BaCl2
2）在真空中用Al或Si在147K下還原BaO或BaCl2
3）鋇的氮化物熱分解。
鋁熱還原法生產(chǎn)金屬鋇：
因配料比不同，鋁還原氧化鋇的反應(yīng)可能有兩種，反應(yīng)式為：
6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑
或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑
這兩種反應(yīng)在1000～1200℃時，都只能生成少量的鋇，因此，必須用真空泵將鋇蒸氣不斷地從反應(yīng)區(qū)轉(zhuǎn)移到冷凝區(qū)，反應(yīng)才能不斷向右進行。反應(yīng)后的殘渣有毒，需經(jīng)處理才能棄去。
安全措施
健康危害
鋇對人類來說不是必需元素是有毒元素，食入可溶性鋇化合物會引起鋇中毒。假定成年人的平均體重是70kg，他體內(nèi)的鋇總量大約是16mg。誤服鋇鹽后，鋇鹽會被水和胃酸溶解，這導致了許多中毒事件和一些死亡事件的發(fā)生。中毒癥狀有嘔吐、絞痛、腹瀉、心跳變緩且不規(guī)律、短暫的血壓升高、痙攣性的震顫和肌肉麻痹。氯化鋇的LD50曾被假定為大約1g/kg。在攝入數(shù)小時后或數(shù)天后會死亡。鋇會在血漿中形成蛋白質(zhì)加合物，在骨骼中沉積的鋇占鋇總量的65%。鋇在骨骼中的半衰期大約是50天。鋇的毒性和它抑制K+離子以及它與硫酸鹽反應(yīng)有關(guān)。人注射的氯化鋇的吸收量高達60-80%，而對口服的氯化鋇的吸收量只有10-30%。
急性鋇鹽中毒癥狀：急性鋇鹽中毒臨床比較少見，多為誤服。凡在水或稀鹽酸中可溶解的鋇化合物均具毒性，包括氯化鋇、碳酸鋇、氫氧化鋇、硝酸鋇、醋酸鋇、硫化鋇、氧化鋇等。鋇鹽中毒主要表現(xiàn)為胃腸道刺激癥狀和低鉀癥候群，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、四肢軟癱、心肌受累、呼吸肌麻痹等。因該類患者多有嘔吐、腹痛、腹瀉等胃腸道癥狀而易誤診，集體發(fā)病時易誤診為食物中毒，單發(fā)時則易誤診為急性胃腸炎。
即使發(fā)現(xiàn)了低鉀血癥，也常認為是嘔吐、腹瀉造成的體液鉀丟失所致，而未能引起足夠重視。但需注意的是此類患者的低鉀血癥比較嚴重，與其體液鉀丟失的量不相平行，所以臨床上遇到原因不明的迅速發(fā)展的低鉀血癥，同時有胃腸道癥狀而用胃腸炎不能解釋者，應(yīng)想到有急性鋇鹽中毒的可能，可將嘔吐物或食物行毒物分析，如發(fā)現(xiàn)鋇鹽含量高可得到確診。口服氯化鋇的中毒量為0.2～0.5 g ，致死量為0.8～4.0 g。鋇中毒引起低鉀血癥的可能機制：鋇中毒時，細胞膜上的Na +2K+2ATP酶繼續(xù)活動，故細胞外液中的鉀不斷進入細胞，但鉀從細胞內(nèi)流出的孔道被特異地阻斷，因而發(fā)生低鉀血癥。急性鋇鹽中毒的治療首要是洗胃，洗胃液可以選用2 %～5 % 硫酸鎂或硫酸鈉，解毒劑可選用硫酸鈉或硫代硫酸鈉，同時積極糾正低鉀血癥，有心律失常者應(yīng)用抗心律失常藥物，呼吸困難時給予氧療，必要時人工呼吸。
危害防治
泄漏應(yīng)急處理
隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自吸過濾式防塵口罩，穿消防防護服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏：避免揚塵，用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。轉(zhuǎn)移回收。大量泄漏：用塑料布、帆布覆蓋，減少飛散。使用無火花工具轉(zhuǎn)移回收。
防護措施
呼吸系統(tǒng)防護：一般不需要特殊防護，但建議特殊情況下，佩戴自吸過濾式防塵口罩。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
身體防護：穿化學防護服。
手防護：戴橡膠手套。
其它：工作現(xiàn)場嚴禁吸煙。注意個人清潔衛(wèi)生。
儲存運輸
儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類、堿類等分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。