Стронций Sr и барий Ba в виде металлов впервые получены в 1808 году (Дэви, Англия); радий Ra обнаружен в 1898 году (М. и П. Кюри, Франция) в урановой смоляной руде.
Распространение стронция, бария, радия в природе. Карбонаты и сульфаты стронция и бария находятся в природе в виде минералов: Стронцит SrCO3; Целестин SrSO4; Витерит BaCO3; Барит (желтый шпат) BaSO4.
Радий – радиоактивный элемент, образуется через множество промежуточных стадий при распаде изотопа уран-238 и поэтому в небольших количествах (1 : 3e-7) находится в урановых рудах.
Обнаружение стронция, бария, радия. По окраске пламени горелки – темно-красная для Sr, светло-зеленая для Ba, темно-красная для Ra. Количественное определение с помощью реакции образования белых малорастворимых сульфатов (осадки) SrSO4 и BaSO4, при введении в раствор содержащий ионы Sr2+ или Ba2+ сульфат-ионов SO42- в присутствии сильной кислоты.
Получение стронция и бария.
- Нагревание соответствующих оксидов с кальцием или алюминием в вакууме.
- Выпаривание ртути из амальгамы, которая образуется при электролизе растворов солей стронция и бария на ртутном катоде.
Свойства и применение стронция, бария, радия. Металлы стронций и барий напоминают кальций, но более реакционноспособны. Барий используется в качестве газопоглотителя в электронно-лучевых трубках, чем достигается высокий вакуум в них (следы воздуха реагируют с барием образуя оксид бария и нитрид бария).
Радий относится к радиоактивным элементам, при α-распаде превращается сначала в радон, а затем в изотоп свинца 206Pb.
Соединения стронция. Соединения стронция мало ядовиты, нитрат стронция Sr(NO3)2 и хлорат стронция Sr(ClO3)2 используются в пиротехнике (красный цвет), гидроксид стронция Sr(OH)2 и карбонат стронция SrCO3 – для извлечения сахара из мелассы (кормовой патоки), сульфид стронция SrS используют как люминофорный материал (голубовато-зеленое свечение), сульфат стронция SrSO4 – в качестве саморегулирующихся электролитов хромирования.
Изотопы стронция. Радиоактивный изотоп 90Sr (β-излучатель, период полураспада 28 часов) образуется только искусственно (ядерный реактор, ядерный взрыв). Он особенно опасен, т.к. замещает в организме кальций, обладает свойством накапливаться в костях и других органах, откуда он попадает даже в молоко.
Соединения бария. Растворимые в воде соединения бария очень сильные яды! Признаки отравления: рвота, колики, спазмы; при дозах 500-800 мг наступает общий паралич и смерть.
Гидроксид бария (едкий барит) Ba(OH)2 из водного раствора кристаллизуется в виде белого кристаллогидрата Ba(OH)2*8H2O. Хорошо растворим в воде, раствор (баритова вода) имеет сильно щелочную среду. Используется как реагент на диоксид углерода.
Пероксид бария BaO2 – белый порошок. Очень мало растворим в воде, Образуется при умеренном нагревании (до 500*С) оксида бария на воздухе и разлагается при более сильном прокаливании:
2BaO + H2SO4 ⇄ 2BaO2
При взаимодействии с серной кислотой дает пероксид водорода:
BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2
Сульфат бария BaSO4 – белый, практически нерастворимый в воде порошок. В природе встречается в виде минерала барита (тяжелого шпата) – исходного вещества для образования других соединений бария. Например, с помощью прокаливания с углем получают сульфид бария BaS.
Искусственно осажденный BaSO4 бланфикс (баритовые белила) используют как малярную краску, однако чаще применяют литопон – смесь BaSO4 и ZnS. Кроме того, сульфат бария используют как наполнитель в производстве бумаги и каучука, как основу для органических пигментов и в качестве рентгеноконтрастного материала в медицине (вследствие очень малой растворимости BaSO4 даже в присутствии желудочного сока он не опасен при использовании в рентгеноскопии желудка).
Оксид бария BaO входит в состав катодов электронных приборов и используется в производстве ферритов.
Нитрат бария Ba(NO3)2 и хлорат бария Ba(ClO3)2 применяются в пиротехнике (зеленая окраска).
Хромат бария BaCrO4 используется как пигмент баритовый желтый.
Соединения радия. По свойствам радий поход на барий, сходными свойствами обладают и их соединения. Соединения радия постоянно светятся и саморазогреваются. Раньше радий и его соединения широко применяли в рентгенодиагностике; в настоящее время они заменены на более подходящие радионуклиды, радий используется только при проведении научно-исследовательских работ.