Barium
esiintyminen, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset
bariumilla, joka on hieman lyijyä kovempaa, on vastaleikattuna hopeanvalkoinen kiilto. Se hapettuu helposti altistuessaan ilmalle ja on suojattava hapelta varastoinnin aikana. Luonnossa sitä tavataan aina yhdessä muiden elementtien kanssa. Ruotsalainen kemisti Carl Wilhelm Scheele löysi (1774) uuden emäksen (baryta eli bariumoksidi, Bao) pienenä ainesosana pyrolusiitista ja valmisti siitä muutamia bariumsulfaattikiteitä, jotka hän lähetti mangaanin löytäjälle Johan Gottlieb Gahnille. Kuukautta myöhemmin Gahn havaitsi, että mineraali bariitti koostuu myös bariumsulfaatista, BaSO4: stä. Erityisesti Bolognan läheltä Italiasta 1600-luvun alussa löydetty kiteinen bariitin muoto hehkui jonkin aikaa sen jälkeen, kun sitä oli kuumennettu voimakkaasti hiilellä. ”Bolognan kivien” fosforesenssi oli niin epätavallista, että se herätti monien silloisten tiedemiesten, muun muassa Galilein, huomion. Vasta sähköakun tultua saataville Sir Humphry Davy pystyi lopulta (1808) eristämään itse alkuaineen elektrolyysillä.
Bariummineraalit ovat tiheitä (esim.BaSO4, 4,5 grammaa kuutiosenttimetrissä; BaO, 5,7 grammaa kuutiosenttimetrissä), ominaisuus, josta monet niiden nimet ja alkuaineen nimi itse (Kreikan barys, ”raskas”) ovat peräisin. Ironista kyllä, metallinen barium on verrattain kevyttä, vain 30 prosenttia tiheämpää kuin alumiini. Sen kosminen runsaus on arviolta 3,7 atomia (asteikolla, jossa piin runsaus = 106 atomia). Barium muodostaa noin 0,03 prosenttia maankuoresta, pääasiassa mineraaleina bariittia (joita kutsutaan myös baryyteiksi tai raskaiksi Spareiksi) ja kuihtumista. Bariittia louhitaan vuosittain kuudesta kahdeksaan miljoonaa tonnia, josta yli puolet Kiinassa. Pienempiä määriä louhitaan Intiassa, Yhdysvalloissa ja Marokossa. Bariumin kaupallinen tuotanto riippuu sulatetun bariumkloridin elektrolyysistä, mutta tehokkain menetelmä on oksidin pelkistäminen kuumentamalla alumiinia tai piitä suurtyhjiössä. Pelkistyksessä voidaan käyttää myös bariummonoksidin ja peroksidin seosta. Bariumia tuotetaan vain muutama tonni vuodessa.
metallia käytetään elektroniputkien getterina tyhjiön täydellistämiseksi yhdistymällä lopullisiin kaasujäämiin, deoksidaattorina kuparin jalostuksessa ja ainesosana eräissä seoksissa. Nikkeliä sisältävä seos säteilee helposti elektroneja kuumennettaessa ja sitä käytetään tästä syystä elektroniputkissa ja sytytystulpan elektrodeissa. Bariumin (järjestysluku 56) havaitseminen sen jälkeen, kun uraania (järjestysluku 92) oli pommitettu neutroneilla, oli johtolanka, joka johti ydinfission tunnustamiseen vuonna 1939.
luonnossa esiintyvä barium on kuuden stabiilin isotoopin seos: barium-138 (71,7 prosenttia), barium-137 (11,2 prosenttia), barium-136 (7,8 prosenttia), barium-135 (6.6 prosenttia), barium-134 (2,4 prosenttia) ja barium-132 (0,10 prosenttia). Barium-130 (0,11 prosenttia) esiintyy myös luonnossa, mutta hajoaa kaksoiselektronisieppauksella, jolla on erittäin pitkä puoliintumisaika (yli 4 × 1021 vuotta). Bariumin radioaktiivisia isotooppeja tunnetaan yli 30, ja niiden massaluvut vaihtelevat välillä 114-153. Gammasäteilyn vertailulähteenä käytetään isotooppia, jonka puoliintumisaika on pisin (barium-133, 10,5 vuotta).
Leave a Reply