Son Haberler

Baryum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

-
Eylül 19, 2022
Baryum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

Baryum, en ağır elementler arasında yer alan elementlerdendir. Röntgen sürükletenlerin yakından tanıdığı solüsyonların içeriğinde baryum vardır.

Baryum Nedir, Özellikleri Nelerdir?

Baryum, yerkabuğunda bol bulunan ağır elementlerdendir. Röntgen uygulamalarında baryum kapsayan solüsyon ve ilaçlar kullanılır. Bu nedenle özellikle sindirim sistemi meseleleri için röntgen sürükletenlere baryumlu solüsyon ve ilaçlar içirilir. Ağır bir metal olduğu için ismi Yunanca “ağır” anlamındaki bir sözcükten gelmektedir. Havai fişeklerden mekteplerdeki deneylere kadar çok geniş bir alanda kullanılır. Baryum mineralinin ışıkta parlama özelliği vardır. Suda çözünen bileşikleri oldukça zehirli ve risklidir. Türkiye’de de bol bulunan baryum, olağandışı bazı özellikler de kapsar.


Tarihçesi

Baryum, barit minerali içinde keşfedilmiştir. 1600’lü senelerde İtalya’nın Bologna Vincenzo Casciarolo bölgesinde olağandışı bazı taşlar bulundu. Bu taşlar gün ışığında parlıyordu. Bu taşların barit minerali olduğu anlaşıldı. 1774 senesinde İsveçli kimyacı Carl Wilhelm Scheele, bu mineralin belirsiz bir elementin sülfatı olduğunu tanımladı. Daha sonra mineralog Dr. William Withering, Cumberland’daki bir mermi madeninde ağır bir mineral buldu. Bu mineralin de baryum karbonat minerali viterit olduğu anlaşıldı.

1808 senesinde İngiliz kimyacı Humphry Davy tarafından eritilmiş barit mineralinin elektrolizi usulü ile baryum ile defa izole edildi. Baryum sülfat, 1908 senesinde sindirim sisteminin x ışını görüntülenmesinde radyokontrast madde olarak kullanıldı. 1926 senesinden itibaren petrol ve doğalgaz aramalarında kullanılmaya başlandı.

“Baryum” sözcüğü, Yunanca “ağır” anlamına gelen “barys” kelimesinden türetilmiştir. İngilizceye, “ağırlık” ve yoğunluk” anlamındaki “barite” kelimesinden “barium” olarak geçmiştir.


Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Baryumun kimyevi simgeyi “Ba”dır. Atom numarası 56, atom ağırlığı 137,32, yoğunluğu 3,51 grcm3’cins. Erime noktası 727 derece, kaynama noktası 1897 derecedir. Periyodik element tablosunun 2-A grubunda, alkaliler element serisinde yer alan toprak alkali metaldir. Element halinde beyaz gri metalik görünümündedir. Genellikle beyaz renklidir. Sarı, esmer, pembe, sarih yeşil, sarih mavi, gri ve siyah yaradılışlarına da tesadüfülmektedir. Metalik baryum yakıldığında elma yeşili rengini alır ve mermi yumuşaklığındadır. Gümüş gibi parlak olan metalik formunun saklanması oldukça güçtür. Isı ve elektrik geçirgenliği iyi seviyededir. Tel ve levha haline getirilebilir. Sıcaklıklarda parlak bir sarı-yeşil renkli bir alevle yanar.

Toprak alkali metallerin özellikleri birbirine benzemesine karşın baryum, kalsiyum ve stronsiyum elementlerinin özellikleri öteki alkali metallerden değişiktir. Özellikleri bakımından öteki toprak alkali metallerden bölen baryum, kalsiyum ve stronsiyum; suyu ayrıştırarak hidrojen sarihe çıkarır ve hidroksit oluşturur. Bu hidroksitler ısıtıldığında su kaybederek oksit haline döner. Karbonatlarının ısıda kolay ayrışmasına karşın baryum karbonat, en güç ayrışan bileşiktir. Sülfatları suda erimez. Öteki metallere göre daha uçucudur ve damıtılabilir.

Baryum, oldukça yüksek etkinliği olan bir elementtir. Yüksek reaktivitesi nedeniyle element halinde bulunmaz. Etkin bir element olduğu için su, oksijen, azot, kükürt, hidrojen, amonyak, halojenler ve asitlerle kolayca tepkine girebilir. Hava ve öteki oksitleyici gazların bulunduğu etrafta yakalanması şiddetli tepkine yol açabilir, bu nedenle risklidir. Baryumun toz formu, kuru hava, argon ve helyum gibi inert gazlarla depolanabilir. Hava azotuyla yüksek sıcaklıklarda birleşerek nitrürleri verir. Baryum buğuyu; oksijen, azot ve karbondioksiti yok eder.

Baryumun tam bileşikleri toksik özellikler gösterir, başka bir deyişle zehirlidir. Baryum sülfür, “siyah kül” olarak adlandırılır ve bir hayli bileşik bu maddeden elde edilir. Baryum sülfat ve baryum karbonat oldukça zehirlidir. Yüksek etkinliği nedeniyle bileşiklerinin yaydığı enerji çok yüksektir başka bir deyişle yüksek ölçüde ısı yayar. Kalay, çinko, mermi, platin, magnezyum, silisyum ve alüminyumla cıva temelli alaşım başka bir deyişle malgama oluşturur.

Baryum, tabiatta bazı minerallerde bulunur. Yerkabuğunda takribî yüzde 0,05 oranında bulunan baryum, tabiatta en bol bulunan elementler arasında 14. sıradadır. Etkinliği nedeniyle elemental olarak bulunmaz. En çok baryum sülfat minerali barit mineralinde yaradılışları vardır. Barit, metalik olmayan minerallerin en ağırıdır. Öteki baryum minerali, baryum karbonat kapsayan viterittir. Baritin, barita selestit ve barito kalsit ismi verilen stronsiyum ve kalsiyum minerallerinde, fosfatlı ve silikatlı minerallerde de yaradılışlarına tesadüfülür. Tabiatta tortul ve çökelme ile sedimanter alana kazanç. Mineralleri, genellikle sıcak su çıkan bölgelerde yoğun olarak görülür. Deniz likenleri, balıklar, bazı nebatlar, toprak ve bazı yiyecekler de baryum kapsar.

Natürel baryum, yedi kararlı izotopun karışımından oluşur. Bu izotoplar ve içerik oranları şöyledir; Ba-138 % 71,66, Ba-137 % 11,32, Ba-136 %7,81, Ba-135 6,59, Ba-134 % 2,42, Ba-132 % 0,097, Ba-130 % 0,101. Bunların izotopların dışında 13 suni radyoaktif izotopu daha bulunur.


Hangi Alanlarda Kullanılır?

Baryum, sanayide bir hayli mahsulün yapımında kilit rol oynar. Çinko, mermi ve gümüş yapımında kullanılır. Baryum sülfat; gama ve x ışını yayma özelliğine radyoopak sahiptir ve tıp sektöründe röntgen uygulamaları, kanser teşhisleri için kullanılır. Röntgen ışınlarını geçirmediği için iç uzuvların röntgen filmleri çekilmeden evvel içirilen solüsyonlarda kullanılır. Ayrıca; kâğıt kaplamaları, pil ve bataryalar, plastik mahsuller ve tekstil mahsullerinde de kullanılan bir bileşiktir. Yağlı boya yapımında beyazlatıcı pigment ve inceltici olarak kullanılmaktadır. Baryum ayrıca, kimyevi özellikleri bakımından eşlik gösteren radyum için taşıyıcı faz görevi görür.

Baryum karbonat, özel sırçaların yapımında kullanılır. Baryum oksit, solventlerden suyun uzaklaştırılmasında ve petrol sanayisinde kullanılan bileşiklerdendir. Baryum nitrat, yeşil alev verdiği için havai fişeklerde ve seramik gizemlerde kullanılmaktadır. Baryum karbonat, bazı uygulamalarda karbon taşıyıcı görevi görür.

Yapay radyoaktif izotopları da tıp başta olmak üzere muhtelif sanayilerde kullanılır. Radyoaktif Ba-133 izotopunun ışıması, gama spektraskopisinde standart olarak alınır. Radyoaktif izotoplardan Ba-137m metastabil, mekteplerdeki fizik ve kimya derslerinde yarılanma ömrü deneylerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uranyum çubuklarının çekirdek reaktörlerinden çıkarıldığında yaydığı şiddetli radyoaktif ışıma da, radyoaktif Ba-140 izotopunun radyoaktifliğinden kaynaklanan bir vaziyettir.

Baryum, izotopları, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı mahsuller şunlardır; fren balataları altlığı, kauçuk, mürekkep, boyalar, fare zehri, radyo vakum tüpleri, ilaçlar, optik sırçalar, makine yağları, deterjanlar, radyo lambaları, resim kâğıdı, mum, tutkal, sondaj uygulamaları…

Hangi Ülkelerde Rezervi Bulunur?

Dünya barit rezervlerinin yüzde 30’u gelişmiş ülkelerde bulunur. Takribî yüzde 60’ı da büyümekte olan ülkelerde dağılmıştır. Öteki yüzde 10’luk kısımda daha az kazanç seviyesine sahip ülkelerde mevcuttur. Dünya genelinde 1,5 milyar ton baryum kapsayan barit rezervi olduğu hipotez ediliyor. Bu rezerv içindeki baryum ölçüsünün de 400 milyon ton olduğu öngörülüyor. Bu rezervin yüzde 24’ü Amerika’da, yüzde 12’si Meksika’da, yüzde 8’i Çin’de, yüzde 4’ü de Rusya’da bulunur. Yüzde 52’lik rezerv de; Kanada, Almanya, Japonya, İtalya, İngiltere, Çek Cumhuriyeti, Brezilya, Peru, Cezayir, Fas ve Kuzey Kore başta olmak üzere öteki ülkelerdedir. En büyük baryum üreticisi ülkeler Çin, Hindistan ve Fas’tır. Dünya üzerinde her sene takribî 6 milyon ton baryum üretilmektedir.

Türkiye’de çok rakamda barit cevher yaradılışı mevcuttur. Ehemmiyetli rezervler Antalya – Alanya – Gazipaşa, Muş, Bitlis, Giresun, Kocaeli ve Kütahya’da bulunur. Konya, Trabzon, Gümüşhane ve Diyarbakır gibi şehirlerde de baryum minerali yaradılışları vardır. Türkiye’de toplam 10 milyon ton görünür, 20 milyon ton da potansiyel rezerv olduğu hipotez ediliyor. Türkiye’nin dünya barit rezervindeki oranı da yüzde 3 etrafındadır.


Bunları Öğreniyor Musunuz?

Dünyadaki en yaşlı baryum yaradılışları Türkiye’de bulunmaktadır.
Baryum sülfat kapsayan bazı taşlar, ışığa maruz kaldıklarında parlar. 1600’lü senelerde İtalya’nın Bologna bölgesinde keşfedildiği için bu taşlara “Bologna taşları” denir. Alşimiciler, bu taşların sihirli olduğuna inanıyordu.
Baryum bileşikleri insan ve hayvanlar için risklidir. Suda çözünerek bedendeki hasarlı bileşikler oluşturabilir. Felce ve vefata yol açabilir.
Baryumun yutulması halinde ortaya çıkabilecek bazı negatif tesirler şunlardır; beyin, karaciğer, böbrek ve kalp zararı ve şişmesi, asap reflekslerini eksiltir, solunum eforluğu ortaya çıkarır, yüksek tansiyon, kalp ritim bozuklukları, adale cılızlığı, mide tahrişleri ve reflü, irinler, urlar, kabızlık, yutma güçlüğü…
“Baryumlu lavman”, kalın bağırsaktaki sütun anormallikleri görüntülemek için kullanılan bir cins röntgen ilacıdır. Tek kontrastlı ve çift kontrastlı hava kontrastlı olarak ikiye parçalar. Röntgen evveli bazı operasyonların ardından yutulur ve kalın bağırsaktaki anormal gidişatların görüntülenmesine destekçi olur.
“Baryum yutma” ismi verilen solüsyonlu uygulamada ise, baryum kapsayan solüsyonun yutulmasının ardından yemek borusu, mide ve ince bağırsaklar röntgenle görüntülenir.