鋇,元素周期表第56號元素。
氫氧化鋇、氯化鋇、硫酸鋇……是高中教材常見的試劑。1602年,西方的煉金術(shù)士發(fā)現(xiàn)了能發(fā)光的博洛尼亞石,又稱太陽石。這種礦石中有細小的發(fā)光晶體,暴露于日光下會持續(xù)自行發(fā)光。1808年,英國化學(xué)家戴維通過電解法從重晶石中得到一種純度不高的金屬,這就是鋇。
金屬鋇非常活潑,極易與空氣和水反應(yīng),可用作除去真空管和顯像管中痕量的氣體,也可用于制作合金、焰火以及核反應(yīng)堆。盡管人們有眾多發(fā)現(xiàn),但用得更多的還是鋇的化合物。
人們最早使用鋇的化合物是重晶石——硫酸鋇,在很多不同材料中都能找到它的身影,如相紙中的白色顏料、油漆、塑料、汽車涂料、混凝土、防輻射水泥等。在醫(yī)療方面,硫酸鋇就是我們做胃鏡時吃下去的“鋇餐”。
“鋇餐”是無嗅無味的白色粉末,不溶于水和油,不會被胃腸道黏膜所吸收,也不會受到胃酸和其他體液的影響。鋇的原子系數(shù)較大,能與X射線發(fā)生光電效應(yīng),輻射出特征X射線,穿過人體組織后在膠片上形成灰霧,可人為提高顯示對比度,使有造影劑和沒有造影劑的器官或組織在膠片上顯示出不同的黑白對比,如實顯映出人體器官里的病變。
另一種比較常見的鋇礦物毒重石——碳酸鋇,光聽名字就可以知道它的危害。它與硫酸鋇不同,是能溶于水和酸產(chǎn)生較多鋇離子,從而引發(fā)低鉀血癥。急性鋇鹽中毒比較少見,多是誤服了可溶性鋇鹽,癥狀類似于急性胃腸炎,及時到醫(yī)院洗胃或服用硫酸鈉、硫代硫酸鈉進行解毒即可。有些植物就有吸收和積累鋇元素的功能,如綠藻是需要鋇才能長得好的,巴西堅果里也含有1%的鋇,攝入時一定要注意適度。即便如此,毒重石在化工生產(chǎn)中仍有重要的作用,是釉料的成分,當它與其他氧化物結(jié)合時還可以展現(xiàn)出獨特的色彩,用于陶瓷涂料和光學(xué)玻璃的輔料。
高中化學(xué)的吸熱反應(yīng)實驗,是將固態(tài)的氫氧化鋇與銨鹽混合,就能發(fā)生強烈的吸熱反應(yīng),如果在容器底部滴幾滴水,還能看到這些水凝結(jié)成的冰,甚至能將玻璃片凍粘在容器底部。氫氧化鋇具有強堿性,用于合成酚醛樹脂的催化劑,能分離沉淀硫酸根和制造鋇鹽。在分析方面,測定空氣中二氧化碳的含量、葉綠素的定量分析都需要用到氫氧化鋇。
其他含鋇化合物也表現(xiàn)出各自引人注目的特性:鈦酸鋇的光折變性,可在光照射下出現(xiàn)晶體折射率的變化,從而應(yīng)用于光存儲、光像放大器等光電領(lǐng)域;釔鋇銅氧化物的高溫超導(dǎo)性能,可用于制備高溫超導(dǎo)薄膜;鋇鹽在焰火中不可或缺的綠色都構(gòu)成了鋇元素的亮點。
(作者系湖北省武漢市第二十中學(xué)化學(xué)教師、武漢市科學(xué)家科普團成員)
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