Барий - Ваrium (Ва). Лантан - Lanthanum (La)

Защитные стенки рентгеновских установок медицинского и научного назначения делают из кирпича, содержащего соединения бария. Прекрасный поглотитель рентгеновских лучей - барий применяется исключительно в виде соединений. Причиной тому - большая xимическая активность. Полученный в свободном виде (1808 г. Дэви), барий представляет собой серебристо-белый, блестящий, мягкий, легко реагирующий с водой и загорающийся от удара на воздухе металл.

Желудочно-кишечные заболевания приводят иногда больных в кабинет врача-рентгенолога. Для точного распознавания характера болезни при рентгеновских исследованиях желудка больному внутрь вводят бариевую "кашу", состоящую из сернокислого бария. Сернокислый барий без всяких осложнений вводится внутрь в количестве от 50 до 100 г. Являясь нерастворимым, он не усваивается организмом (между прочим, все растворимые соли бария очень ядовиты!). Сернокислый барий задерживает рентгеновские лучи в значительно большей степени, чем мягкие ткани организмa. Это позволяет рентгенологам при заполнении бариевой "кашей" полых органов определять в них наличие анатомических изменений.

Сернокислый барий используется как наполнитель и утяжелитель при производстве бумаги. Очень много сернокислого бария в бумаге ценных сортов, используемой для печати облигаций, денежных знаков, документов. Безвредная белая краска "литопон" - смесь сернокислого бария с сернистым цинком под именем "белил" находит широкое применение в малярном деле. В дни народных праздников и больших гуляний, сопровождающихся устройством фейерверка, соли бария доставляют большое удовольствие не только детворе, но и взрослым. "Шутихи", "мельницы", "огненные колеса", "водопады", "драконы" - не перечислишь всех названий огненных картин с зелеными огнями. Пламя в зеленый цвет окрашивает азотнокислый барий.

Природа богата барием. На долю бария приходится 0,005 % от общего числа атомов земной коры. Сырьем для получения соединений бария служат минералы - тяжелый шпат (сернокислый барий) и витерит (углекислый барий). Тяжелый шпат имеет большую плотность (4,6). За эту "тяжесть" он называется в минералогии баритом. Название "барит" заимствовано от греческого слова "барюс", что значит "тяжелый". От этого слова произошли название металла и его химический знак.

Лантан - Lanthanum (La)

Особое место среди химических элементов занимает это "семейство", связанное между собой исключительным сходством свойств. Их устаревшее название - редкоземельные элементы (РЗЭ). Интерес к ним значительно увеличился после того, как были пущены первые атомные реакторы, при работе которых в качестве побочных продуктов образуются эти элементы.

От пытливых химиков этот элемент очень долго скрывался, за что и получил название лантан ("лантано" по-гречески "скрываюсь", "таюсь"). Он был открыт шведским химиком Мозандером в 1839 г. Более сотни лет лантан представлял собой труднодоступный элемент не только для промышленности, но и для химической лаборатории. В чистом виде лантан (и его соединения) был получен лишь после того, как в практику лабораторий и промышленных предприятий прочно вошел так называемый хроматографический анализ, разработанный русским ученым М. С. Цветом в 1903 г.

Сущность этого метода в самых общих чертах состоит в следующем. Через трубку, наполненную неокрашенным порошкообразным или мелкозернистым веществом, обладающим способностью удерживать (адсорбировать) на своей поверхности частицы других веществ, пропускается испытуемый раствор.

Вещества, входящие в смесь, в зависимости от степени их адсорбции на поверхности поглотителя (адсорбента) будут располагаться на разных уровнях его высоты в трубке (колонке). Если раствор состоит из смеси окрашенных веществ (с такими растворами работал в свое время М. С. Цвет), то они, благодаря различной их адсорбируемости, удерживаются в различных частях адсорбента, окрашивая его в соответствующий для данного вещества цвет.

Таким образом, разделяются составные части смеси. Масса адсорбента по всей его длине в трубке в соответствии с окраской удержанного вещества будет иметь различные цвета или различные оттенки одного и того же цвета (в зависимости от окрасок составных частей смеси). Полученная колонка окрашенного адсорбента называется хроматограммой (от греческого "хрома" - краска, цвет и "графо" - пишу). Для выделения составных частей смеси, колонку адсорбента осторожно извлекают из трубки и разделяют по зонам окраски. Состав каждой окрашенной зоны определяется обычными методами химического анализа. Вполне понятно, что анализ не представляет трудностей, когда в каждой зоне присутствует только одно вещество. Однако в большинстве случаев зоны окрашенного адсорбента не настолько резко отличаются друг от друга, чтобы их можно было легко разделить механически. Обычно зоны совмещаются и постепенно переходят одна в другую. В этих случаях трубку, содержащую адсорбент с удержанными на нем веществами, промывают специально подобранным растворителем, который по-разному относится к адсорбированным составным частям смеси. Такой прием извлечения адсорбированного вещества из адсорбента называется элюцией (от латинского "элюцио" - промывание). Элюция позволяет использовать не только различие в адсорбируемости составных частей смеси, но и в их растворимости.

Лантан и его соединения обнаруживают очень большое сходство с целым рядом других весьма похожих на лантан элементов.

Число "родственников" лантана известно. Их - 14. От лантана, как наиболее хорошо изученного, все они объединяются в одну группу, в одну клеточку системы Менделеева под именем семейства лантаноидов.

Большое сходство химических свойств у лантаноидов связано с особым строением электронных оболочек у атомов этих элементов начиная с лантана до лютеция включительно. Это особое строение приводит к тому, что по мере возрастания порядкового номера элемента увеличения радиуса атомов не происходит (лантаноидное сжатие). Это явление и объясняет такое большое химическое сходство всех лантаноидов.

После того как были выделены чистые соли лантана, получение самого лантана уже не представляло особого труда. Например, путем электролиза хлорида лантана получили металлический лантан, который по своему химическому поведению напоминает металл кальций. Лантан по твердости подобен олову (плотность 6,2), температура его плавления составляет всего 915-925°С, но зато удивительно высока температура кипения (4515°С). Как и многие активные металлы, он разлагает воду, хорошо реагирует с кислотами, а при нагревании энергично - с хлором, серой и другими металлоидами, т. е. проявляет свойства типичного металла.

Лантан - металл "самозащищающийся": в сухом воздухе он покрывается тонкой пленкой окисла, которая защищает его от дальнейшего окисления. Но такая "защита" происходит только в сухом воздухе, влага с этой пленкой соединяется и образует сильное основание.

Неоднократно мы упоминали о таком важном металле, как алюминий, и указывали, в частности, на его способность гореть с выделением большого количества тепла. На этой реакции основано много различных процессов. У лантана теплота реакции соединения с кислородом еще больше. Как только научились получать лантан в больших количествах, он стал соперничать с алюминием в металлургии. Для удаления кислорода из жидкой стали в нее часто вводят не алюминий, а лантан. На тонну стали нужен всего один килограмм этого "раскислителя", как в технике называют вещества, освобождающие сталь от кислорода. Таким способом обработаны уже миллионы тонн стали и утверждают, что это отличный метод повышения ее качества.

Лантан получали в смеси с церием - другим членом семейства лантаноидов, приблизительно в соотношении 1:1. Сплавив смесь этих металлов с железом, получили ... "кремень", который широко применялся в карманных зажигалках. Конечно, железо-цериево-лантанный "кремень" не имеет ничего общего с природным камнем кремнем - соединением кремния. Такое название было дано сплаву за способность "искрометания" при трении по нему зазубренного стального колесика. Эта способность была использована не только в безобидных зажигалках, но и в артиллерийских снарядах. Снабдив снаряд насадкой из этого "смешанного металла", получили возможность наблюдать снаряд в полете. "Смешанный металл" при полете в воздухе искрит. При этом роль колесика зажигалки играет сам воздух, трущийся о металл.

Соединения лантана используются при изготовлении стекла для лучших объективов фотоаппаратов и специальных защитных очков. В сплаве с магнием лантан используется для изготовления деталей авиационных двигателей.

Любопытно, что своеобразными "залежами" лантана является всем знакомое растение черника, зола которой содержит до 0,17% окиси лантана. Много лантана в золе низкорослых карельских берез.

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ БАРИЙ - ВАRIUM (ВА). ЛАНТАН - LANTHANUM (LA)

Ключевые слова этой страницы: барий, ваrium, лантан, lanthanum.

Скачать zip-архив: Барий - Ваrium (Ва). Лантан - Lanthanum (La) - zip. Скачать mp3: Барий - Ваrium (Ва). Лантан - Lanthanum (La) - mp3.