Katika ulimwengu wa kichawi wa kemia,bariamudaima imevutia usikivu wa wanasayansi na haiba yake ya kipekee na matumizi mapana. Ingawa kipengele hiki cha chuma cha rangi ya fedha-nyeupe haking'ai kama dhahabu au fedha, kina jukumu muhimu sana katika nyanja nyingi. Kuanzia vyombo vya usahihi katika maabara za utafiti wa kisayansi hadi malighafi muhimu katika uzalishaji wa viwandani hadi vitendanishi vya uchunguzi katika nyanja ya matibabu, bariamu imeandika hekaya ya kemia yenye sifa na kazi zake za kipekee.
Mapema mnamo 1602, Cassio Lauro, fundi viatu katika jiji la Italia la Porra, alichoma bariti yenye salfa ya bariamu na dutu inayoweza kuwaka katika jaribio na alishangaa kupata kwamba inaweza kuwaka gizani. Ugunduzi huu uliamsha shauku kubwa kati ya wasomi wakati huo, na jiwe hilo liliitwa jiwe la Porra na likawa lengo la utafiti wa wanakemia wa Ulaya.
Walakini, alikuwa mwanakemia wa Uswidi Scheele ambaye alithibitisha kweli kwamba bariamu ilikuwa kipengele kipya. Aligundua oksidi ya bariamu mwaka wa 1774 na kuiita "Baryta" (ardhi nzito). Alisoma dutu hii kwa kina na aliamini kwamba iliundwa na dunia mpya (oksidi) pamoja na asidi ya sulfuriki. Miaka miwili baadaye, alifanikiwa kupasha joto nitrati ya udongo huu mpya na kupata oksidi safi.
Hata hivyo, ingawa Scheele aligundua oksidi ya bariamu, ilikuwa hadi 1808 ambapo mwanakemia Mwingereza Davy alifaulu kutengeneza metali ya bariamu kwa kuweka elektroliti iliyotengenezwa kutoka kwa barite. Ugunduzi huu uliashiria uthibitisho rasmi wa bariamu kama kipengele cha chuma, na pia ulifungua safari ya matumizi ya bariamu katika nyanja mbalimbali.
Tangu wakati huo, wanadamu wameendelea kuimarisha uelewa wao wa bariamu. Wanasayansi wamechunguza siri za asili na kukuza maendeleo ya sayansi na teknolojia kwa kusoma mali na tabia za bariamu. Utumiaji wa bariamu katika utafiti wa kisayansi, tasnia, na nyanja za matibabu pia umeongezeka sana, na kuleta urahisi na faraja kwa maisha ya mwanadamu. Haiba ya bariamu haipo tu katika utendaji wake, bali pia katika siri ya kisayansi nyuma yake. Wanasayansi wameendelea kuchunguza mafumbo ya asili na kukuza maendeleo ya sayansi na teknolojia kwa kusoma mali na tabia za bariamu. Wakati huo huo, bariamu pia inachukua jukumu la kimya katika maisha yetu ya kila siku, kuleta urahisi na faraja kwa maisha yetu.
Wacha tuanze safari hii ya kichawi ya kuchunguza bariamu, tufunue pazia lake la kushangaza, na tuthamini haiba yake ya kipekee. Katika makala ifuatayo, tutatambulisha kwa ukamilifu mali na matumizi ya bariamu, pamoja na jukumu lake muhimu katika utafiti wa kisayansi, tasnia na dawa. Ninaamini kwamba kwa kusoma makala hii, utakuwa na ufahamu wa kina na ujuzi wa bariamu.
1. Mashamba ya maombi ya bariamu
Bariamu ni kipengele cha kawaida cha kemikali. Ni metali ya fedha-nyeupe ambayo ipo katika mfumo wa madini mbalimbali katika asili. Yafuatayo ni baadhi ya matumizi ya kila siku ya bariamu
Kuungua na mwangaza: Bariamu ni metali inayofanya kazi sana ambayo hutoa mwali mkali inapogusana na amonia au oksijeni. Hii inafanya bariamu kutumika sana katika tasnia kama vile utengenezaji wa fataki, miali, na utengenezaji wa fosforasi.
Sekta ya matibabu: Misombo ya bariamu pia hutumiwa sana katika tasnia ya matibabu. Milo ya bariamu (kama vile vidonge vya bariamu) hutumiwa katika uchunguzi wa X-ray ya utumbo ili kuwasaidia madaktari kuchunguza utendaji wa mfumo wa utumbo. Michanganyiko ya bariamu pia hutumiwa katika matibabu mengine ya mionzi, kama vile iodini ya mionzi kwa matibabu ya ugonjwa wa tezi.
Kioo na Keramik: Michanganyiko ya bariamu hutumiwa mara nyingi katika utengenezaji wa glasi na kauri kutokana na kiwango chake kizuri cha kuyeyuka na upinzani wa kutu. Michanganyiko ya bariamu inaweza kuongeza ugumu na uimara wa keramik na inaweza kutoa baadhi ya sifa maalum za keramik, kama vile insulation ya umeme na index ya juu ya refractive.
Aloi za Metal: Bariamu inaweza kuunda aloi na vitu vingine vya chuma, na aloi hizi zina mali ya kipekee. Kwa mfano, aloi za bariamu zinaweza kuongeza kiwango cha kuyeyuka cha alumini na aloi za magnesiamu, na kuifanya iwe rahisi kusindika na kutupwa. Aidha, aloi za bariamu na mali ya magnetic pia hutumiwa kufanya sahani za betri na vifaa vya magnetic.
Bariamu ni kipengele cha kemikali kilicho na alama ya kemikali Ba na nambari ya atomiki 56. Bariamu ni chuma cha ardhi cha alkali kilicho katika kundi la 6 la meza ya mara kwa mara, vipengele vya kundi kuu.
2. Mali ya kimwili ya bariamu
Bariamu (Ba)ni kipengele cha chuma cha alkali duniani. 1. Mwonekano: Bariamu ni chuma laini, cheupe-fedha chenye mng'aro wa kipekee wa metali inapokatwa.
2. Msongamano: Bariamu ina msongamano wa juu kiasi wa takriban 3.5 g/cm³. Ni moja ya metali nzito zaidi duniani.
3. Kiwango myeyuko na mchemko: Kiwango myeyuko cha bariamu ni takriban 727°C na kiwango cha mchemko ni takriban 1897°C.
4. Ugumu: Bariamu ni chuma laini kiasi na ugumu wa Mohs wa takriban 1.25 katika nyuzi 20 za Selsiasi.
5. Conductivity: Barium ni kondakta mzuri wa umeme na conductivity ya juu ya umeme.
6. Ductility: Ingawa bariamu ni chuma laini, ina kiwango fulani cha ductility na inaweza kusindika kuwa karatasi nyembamba au waya.
7. Shughuli ya kemikali: Bariamu haifanyi kazi kwa nguvu na nyingi zisizo za metali na metali nyingi kwenye joto la kawaida, lakini hutengeneza oksidi kwenye joto la juu na hewani. Inaweza kutengeneza misombo yenye vipengele vingi visivyo vya metali, kama vile oksidi, sulfidi, nk.
8. Aina za kuwepo: Madini yenye bariamu katika ukoko wa dunia, kama vile barite (barium sulfate), nk. Bariamu pia inaweza kuwepo katika mfumo wa hidrati, oksidi, kabonati, nk.
9. Mionzi: Bariamu ina aina mbalimbali za isotopu za mionzi, kati ya ambayo bariamu-133 ni isotopu ya kawaida ya mionzi inayotumiwa katika upigaji picha wa matibabu na matumizi ya dawa za nyuklia.
10. Utumiaji: Michanganyiko ya bariamu hutumika sana katika tasnia, kama vile glasi, mpira, vichocheo vya tasnia ya kemikali, mirija ya elektroni, n.k. Salfati yake mara nyingi hutumika kama wakala wa kutofautisha katika uchunguzi wa kimatibabu. Bariamu ni kipengele muhimu cha metali, na sifa zake. kuifanya itumike sana katika nyanja nyingi.
3. Kemikali mali ya bariamu
Sifa za metali: Bariamu ni imara ya metali yenye mwonekano wa silvery-nyeupe na conductivity nzuri ya umeme.
Msongamano na kiwango myeyuko: Bariamu ni kipengele mnene kiasi na msongamano wa 3.51 g/cm3. Bariamu ina kiwango cha chini myeyuko cha takriban nyuzi 727 Selsiasi (digrii 1341 Selsiasi).
Utendaji tena: Bariamu humenyuka kwa haraka ikiwa na elementi nyingi zisizo za metali, hasa ikiwa na halojeni (kama vile klorini na bromini), huzalisha misombo ya bariamu inayolingana. Kwa mfano, bariamu humenyuka pamoja na klorini kutoa kloridi ya bariamu.
Uoksidishaji: Bariamu inaweza kuoksidishwa na kuunda oksidi ya bariamu. Oksidi ya bariamu hutumiwa sana katika tasnia kama vile kuyeyusha chuma na kutengeneza glasi. Shughuli ya juu: Bariamu ina shughuli nyingi za kemikali na humenyuka kwa urahisi pamoja na maji kutoa hidrojeni na kutoa hidroksidi ya bariamu.
4. Mali ya kibiolojia ya bariamu
Jukumu na mali ya kibaolojia yabariamukatika viumbe haielewi kikamilifu, lakini inajulikana kuwa bariamu ina sumu fulani kwa viumbe.
Njia ya ulaji: Watu hasa humeza bariamu kupitia chakula na maji ya kunywa. Baadhi ya vyakula vinaweza kuwa na kiasi kidogo cha bariamu, kama vile nafaka, nyama na bidhaa za maziwa. Aidha, maji ya chini ya ardhi wakati mwingine huwa na viwango vya juu vya bariamu.
Unyonyaji wa kibayolojia na kimetaboliki: Bariamu inaweza kufyonzwa na viumbe na kusambazwa katika mwili kupitia mzunguko wa damu. Bariamu hasa hujilimbikiza kwenye figo na mifupa, hasa katika viwango vya juu katika mifupa.
Utendaji wa kibiolojia: Bariamu bado haijapatikana kuwa na kazi muhimu za kisaikolojia katika viumbe. Kwa hiyo, kazi ya kibiolojia ya bariamu inabakia kuwa na utata.
5. Mali ya kibiolojia ya bariamu
Sumu: Mkusanyiko mkubwa wa ioni za bariamu au misombo ya bariamu ni sumu kwa mwili wa binadamu. Ulaji mwingi wa bariamu unaweza kusababisha dalili za sumu kali, ikiwa ni pamoja na kutapika, kuhara, udhaifu wa misuli, arrhythmia, nk. Sumu kali inaweza kusababisha uharibifu wa mfumo wa neva, uharibifu wa figo na matatizo ya moyo.
Mkusanyiko wa mifupa: Bariamu inaweza kujilimbikiza kwenye mifupa katika mwili wa binadamu, hasa kwa wazee. Mfiduo wa muda mrefu wa viwango vya juu vya bariamu kunaweza kusababisha magonjwa ya mifupa kama vile osteoporosis.
Athari za moyo na mishipa: Bariamu, kama sodiamu, inaweza kuingilia usawa wa ioni na shughuli za umeme, na kuathiri utendaji wa moyo. Ulaji mwingi wa bariamu unaweza kusababisha midundo ya moyo isiyo ya kawaida na kuongeza hatari ya mshtuko wa moyo.
Kasinojeni: Ingawa bado kuna utata kuhusu kusababisha kansa ya bariamu, tafiti zingine zimeonyesha kuwa kufichuliwa kwa muda mrefu kwa viwango vya juu vya bariamu kunaweza kuongeza hatari ya saratani fulani, kama vile saratani ya tumbo na saratani ya umio. Kwa sababu ya sumu na hatari inayoweza kutokea ya bariamu, watu wanapaswa kuwa waangalifu ili kuzuia ulaji mwingi au mfiduo wa muda mrefu wa viwango vya juu vya bariamu. Viwango vya bariamu katika maji ya kunywa na chakula vinapaswa kufuatiliwa na kudhibitiwa ili kulinda afya ya binadamu. Ikiwa unashuku sumu au una dalili zinazohusiana, tafadhali tafuta matibabu mara moja.
6. Bariamu katika Hali
Madini ya Bariamu: Bariamu inaweza kuwepo katika ukoko wa dunia kwa namna ya madini. Baadhi ya madini ya kawaida ya bariamu ni pamoja na barite na kunyauka. Ore hizi mara nyingi hutokea na madini mengine, kama vile risasi, zinki, na fedha.
Kuyeyushwa katika Maji ya Chini na Miamba: Bariamu inaweza kuwepo katika maji ya ardhini na miamba katika hali iliyoyeyushwa. Maji ya chini ya ardhi yana kiasi cha kufuatilia bariamu iliyoyeyushwa, na mkusanyiko wake unategemea hali ya kijiolojia na mali ya kemikali ya mwili wa maji. Chumvi za bariamu: Bariamu inaweza kutengeneza chumvi tofauti, kama vile kloridi ya bariamu, nitrati ya bariamu na kabonati ya bariamu. Misombo hii inaweza kuwepo katika asili kama madini ya asili.
Yaliyomo kwenye udongo:Bariamuinaweza kuwepo katika udongo kwa aina tofauti, ambazo baadhi hutoka kwa kufutwa kwa chembe za asili za madini au miamba. Maudhui ya bariamu katika udongo kawaida ni ya chini, lakini kunaweza kuwa na viwango vya juu vya bariamu katika maeneo fulani maalum.
Ikumbukwe kwamba fomu na maudhui ya bariamu yanaweza kutofautiana katika mazingira tofauti ya kijiolojia na mikoa, hivyo hali maalum za kijiografia na kijiolojia zinahitajika kuzingatiwa wakati wa kujadili bariamu.
7. Uchimbaji madini na uzalishaji wa bariamu
Mchakato wa uchimbaji na utayarishaji wa bariamu kawaida hujumuisha hatua zifuatazo:
1. Uchimbaji wa madini ya bariamu: Madini kuu ya ore ya bariamu ni barite, pia inajulikana kama salfati ya bariamu. Kwa kawaida hupatikana katika ukoko wa dunia na husambazwa sana katika miamba na amana za madini duniani. Uchimbaji madini kwa kawaida huhusisha michakato kama vile ulipuaji, uchimbaji madini, kusagwa na kuweka daraja la madini ili kupata madini yenye salfati ya bariamu.
2. Maandalizi ya makini: Kuchimba bariamu kutoka kwa ore ya bariamu inahitaji matibabu ya makini ya madini. Utayarishaji wa makini kwa kawaida hujumuisha uteuzi wa mikono na hatua za kuelea ili kuondoa uchafu na kupata madini yenye zaidi ya 96% ya salfa ya bariamu.
3. Utayarishaji wa salfati ya bariamu: Mkusanyiko unakabiliwa na hatua kama vile kuondolewa kwa chuma na silicon ili kupata salfati ya bariamu (BaSO4).
4. Utayarishaji wa salfidi ya bariamu: Ili kuandaa bariamu kutoka kwa salfati ya bariamu, salfati ya bariamu inahitaji kubadilishwa kuwa salfidi ya bariamu, pia inajulikana kama majivu meusi. Poda ya madini ya salfati ya bariamu yenye ukubwa wa chembe ya matundu chini ya 20 kwa kawaida huchanganywa na poda ya makaa ya mawe au petroli kwa uwiano wa 4:1. Mchanganyiko huo umechomwa kwa 1100 ℃ katika tanuru ya kurudisha nyuma, na salfati ya bariamu hupunguzwa kuwa salfidi ya bariamu.
5. Kufuta sulfidi ya bariamu: Suluhisho la sulfidi ya bariamu ya salfate ya bariamu inaweza kupatikana kwa leaching ya maji ya moto.
6. Utayarishaji wa oksidi ya bariamu: Ili kubadilisha salfidi ya bariamu kuwa oksidi ya bariamu, kabonati ya sodiamu au dioksidi kaboni kawaida huongezwa kwenye suluhisho la salfidi ya bariamu. Baada ya kuchanganya bariamu kabonati na unga wa kaboni, ukaushaji unaozidi 800℃ unaweza kutoa oksidi ya bariamu.
7. Kupoeza na kusindika: Ikumbukwe kwamba oksidi ya bariamu hutiwa oksidi na kutengeneza peroksidi ya bariamu ifikapo 500-700 ℃, na peroksidi ya bariamu inaweza kuoza na kutengeneza oksidi ya bariamu ifikapo 700-800 ℃. Ili kuepuka uzalishaji wa peroxide ya bariamu, bidhaa ya calcined inahitaji kupozwa au kuzimishwa chini ya ulinzi wa gesi ya inert.
Ya juu ni mchakato wa jumla wa madini na maandalizi ya kipengele cha bariamu. Michakato hii inaweza kutofautiana kulingana na mchakato wa viwanda na vifaa, lakini kanuni za jumla zinabaki sawa. Bariamu ni chuma muhimu cha viwandani kinachotumika katika matumizi anuwai, pamoja na tasnia ya kemikali, dawa, vifaa vya elektroniki na nyanja zingine.
8. Njia za kawaida za kugundua kwa kipengele cha bariamu
Bariamuni kipengele cha kawaida ambacho hutumiwa kwa kawaida katika matumizi mbalimbali ya viwanda na kisayansi. Katika kemia ya uchanganuzi, njia za kugundua bariamu kawaida hujumuisha uchambuzi wa ubora na uchanganuzi wa kiasi. Ufuatao ni utangulizi wa kina wa njia za kawaida za utambuzi wa kipengele cha bariamu:
1. Spectrometry ya Kufyonza kwa Atomiki ya Moto (FAAS): Hii ni mbinu ya uchanganuzi wa upimaji inayotumika sana inayofaa sampuli zilizo na viwango vya juu zaidi. Suluhisho la sampuli hunyunyizwa ndani ya moto, na atomi za bariamu huchukua mwanga wa urefu maalum wa wimbi. Uzito wa mwanga unaofyonzwa hupimwa na ni sawia na ukolezi wa bariamu.
2. Flame Atomic Emission Spectrometry (FAES): Njia hii hutambua bariamu kwa kunyunyizia sampuli ya myeyusho kwenye mwali, na kusisimua atomi za bariamu ili kutoa mwanga wa urefu maalum wa mawimbi. Ikilinganishwa na FAAS, FAES kwa ujumla hutumiwa kutambua viwango vya chini vya bariamu.
3. Atomic Fluorescence Spectrometry (AAS): Njia hii ni sawa na FAAS, lakini hutumia spectrometa ya fluorescence kutambua kuwepo kwa bariamu. Inaweza kutumika kupima kiasi cha ufuatiliaji wa bariamu.
4. Ion Chromatography: Njia hii inafaa kwa uchambuzi wa bariamu katika sampuli za maji. Ioni za bariamu hutenganishwa na kugunduliwa na chromatography ya ioni. Inaweza kutumika kupima mkusanyiko wa bariamu katika sampuli za maji.
5. X-ray Fluorescence Spectrometry (XRF): Hii ni njia ya uchambuzi isiyo ya uharibifu inayofaa kwa kugundua bariamu katika sampuli imara. Baada ya sampuli kusisimka na X-rays, atomi za bariamu hutoa fluorescence maalum, na maudhui ya bariamu imedhamiriwa kwa kupima kiwango cha fluorescence.
6. Misa Spectrometry: Misa spectrometry inaweza kutumika kuamua muundo isotopic ya bariamu na kuamua maudhui ya bariamu. Njia hii hutumiwa kwa uchambuzi wa juu wa unyeti na inaweza kuchunguza viwango vya chini sana vya bariamu. Hapo juu ni baadhi ya njia zinazotumiwa kwa kawaida za kugundua bariamu. Njia maalum ya kuchagua inategemea asili ya sampuli, safu ya mkusanyiko wa bariamu, na madhumuni ya uchambuzi. Ikiwa unahitaji maelezo zaidi au una maswali mengine, tafadhali jisikie huru kunijulisha. Njia hizi hutumiwa sana katika maombi ya maabara na viwanda ili kupima kwa usahihi na kwa uhakika na kuchunguza uwepo na mkusanyiko wa bariamu. Mbinu mahususi ya kutumia inategemea aina ya sampuli inayohitaji kupimwa, anuwai ya maudhui ya bariamu, na madhumuni mahususi ya uchanganuzi.
Muda wa kutuma: Dec-09-2024