هــــــــــــدف

رادیم فلزی رادیو اکتیو به رنگ سفید درخشان است . از مهمترین خواص

رادیم و ترکیبات آن خا صیت رادیو اکتیویته آنهاست. رادیم یک فلز کمیاب

است که ترکیبات آن در سنگهای اورانیم یافت میشود. مقداری رادیم نیز از

کارنوتیت و پیچبلندر بدست می آید. استخراج این عنصرمستلزم هزینه

بالاست. رادیم در سال 1898 توسط Piere Courie وMarie Couri کشف شد.

رادیم فلزی در سال 1910 توسط Marie CouriوAndre Debierne به شیوه

الکترولیز جدا شد.

کوری و Debierne این عنصر را از الکترولیز محلول خالص کلرید رادیم با جیوه

کاتدی به دست آوردند. با استفاده از از روش تقطیر اتمسفر از هیدروژن از

این ترکیب فلز خالص رادیم به دست آمد.

رادیم طبیعی در نوعی سنگ معدن اورانیم به نام pitchblende در منطقه

Bohemia یافت می شود. ماسه های کارنوتیتی کلرادو دارای مقداری رادیم

نیز هستند اما منابع غنی تر این عنصر در زئیر و کانادا یافت می شود. رادیم

در همه کانیهای اورانیم وجود دارد و استخراج آن از فرایند اورانیم باطله تولید

می شود. بزرگترین نهشته های اورانیم در ایالتهای اونتاریو، نیومکزیک، یوتا،

استرالیا و در نقاط دیگر یافت می شود.

رادیم برای مصارف تجاری به صورت ترکیب با برومید و کلرید رادیم یافت می

شود. این عنصر در صورت تازگی به رنگ سفید براق است ولی در صورت قرار

گرفتن در معرض هوا به علت آرایش نیتریدی آن تیره می شود. این عنصر در

آب و مقداری از باریم بنفش رنگ تجزیه می شود . باریم جز عناصر گروه

قلیایی خاکی است. دارای رنگدانه قرمز است. رادیم عنصری رادیواکتیواست

و از خود اشعه های آلفا، بتا و گاما را ساتع می کند. یک گرم از رادیوم 226

توانایی میزان تجزیه3.7 x 1010 را در هر ثانیه دارد. بیست و پنج ایزوتوپ از

این عنصر شناخته شده است.

یک گرم رادیم حدود 0.0001 ml گاز رادون را در هر روز از خود ساتع میکند.

رادیم برای تولید شبرنگها، منابع نوترونی و در پزشکی برای درمان بیماران

کاربرد دارد. سرب آخرین محصول تجزیه رادیم است .

استنشاق رادیم و یا پاشیدن این عنصر به روی بدن می تواند باعث سرطان و

یا اختلال در اندامهای بدن شود. ماکزیمم پرتودهی این عنصر در بدن برای

رادیم 226 نباید از 7400 Becquerel تجاوز کند.

ساختار بلوري عنصر Ra

اثرات رادیم بر روی سلامتی:

رادیم به طور طبیعی به مقداربسیار کم در محیط زیست وجود دارد. به همین

علت ما همیشه در معرض رادیم و تابشهایی که به محیط ساطع می کند

هستیم.

میزان رادیم موجود در محیط زیست در نتیجه فعالیتهای بشری افزایش یافته

است. انسان با سوزاندن ذغال و سوختهای دیگر، رادیم را در محیط زیست

انتشار داده و میزان آن را افزایش داده است. اگر آب آشامیدنی از چاههای

عمیقی استخراج شود که در نزدیکی محل دفع زباله های رادیواکتیو قرار

دارند، میزان رادیم آن بالا خواهد بود.

در حال حاضر در مورد مقدار رادیم موجود در هوا و خاک اطلاعاتی موجود

نیست.

تاکنون شاهدی از این که تماس با رادیم طبیعی برای سلامتی انسان مضر

است، یافت نشده است. بالا بودن میزان رادیم عوارضی مانند شکستگی

دندانها، کم خونی و آب مروارید می شود. اگر تماس با رادیم طولانی مدت

باشد، باعث سرطان و در نهایت منجر به مرگ می شود. ممکن است ایجاد و

توسعه این عوارض سالها طول بکشد. این عوارض به علت تابش اشعه گاما

از رادیم به وجود می آیند که می تواند در هوا مسافتی طولانی را بپیماید.

بنابراین تنها تماس با رادیم نیست که باعث ایجاد بیماری می شود.


اثرات زیست محیطی رادیم:

رادیم در اثر تجزیه رادیواکتیو اورانیم و توریم ایجاد می شود. رادیم در سنگها و

خاکها به میزان کمی وجود دارد و به این مواد متصل می شود. به علاوه در

هوا هم وجود دارد. در بعضی جاها غلظت رادیم موجود در آب بالاست.

در نزدیکی معادن اورانیوم غلظت اورانیوم موجود درآب، به خاطر استخراج

اورانیوم بالاست. گیاهان رادیم را از خاک جذب می کنند. در بدن جانورانی که

این گیاهان را می خورند، رادیم تجمع می یابد.

در نهایت رادیم در بدن ماهی ها و دیگر جانوران آبزی هم تجمع می یابد و

وارد زنجیره غذایی می شود.

عنصر Ra در طبيعت

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه:

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ،

جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر

نشری.


خواص رادیم :

عدد اتمی : 88

جرم اتمی : 226.0254

نقطه ذوب : C° 700

نقطه جوش : C° 1700

ظرفیت : 2

رنگ : سفید نقره ای

حالت استاندارد : جامد دیا مغناطیس

نام گروه : 2

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 509.3

شکل الکترونی : Rn7s2

شعاع یونی : Å 1.43

الکترونگاتیوی: 0.9

حالت اکسیداسیون: 2

دانسیته : 5.5

گرمای فروپاشی : Kj/mol 8.5

گرمای تبخیر : Kj/mol 113

مقاومت الکتریکی : Ohm m 100

گرمای ویژه: J/g Ko 0.12

دوره تناوبی : 7

شماره سطح انرژی : 7

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 32

پنجمین انرژی : 18

ششمین انرژی : 8

هفتمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ نیمه عمر

Ra-222 38.0 ثانیه

Ra-223 11.43 روز

Ra-224 3.66 روز

Ra-225 14.9 روز

Ra-226 1600.0 سال

Ra-228 5.76 سال


اشکال دیگر :

کلرید رادیم RaCl2


منابع :

سنگ معدن اورانیم و اورانیت


کاربرد :

به دلیل ساطع شدن اشعه گاما در شناسایی سرطان به کار می رود .

باریم فلزی نرم به رنگ سفید- نقره ای با فعالیت شیمیایی زیاد است.

ساختار بلورین مکعبی ( کوبیک ) شکل دارد . کانی اصلی آن باریت (سولفات

باریم ) است و در ویتریت (باریم کربنات) نیز موجود است. فلز خالص آن از

الکترولیز نمکهای مذاب باریم یا به طریق صنعتی از احیاء باریم اکسید با

آلومینیم بدست می آید.

فلز باریم اولین بار در سال 1808 توسط Humphry Davy با تکنیک الکترولیز

جدا شد.

کانی باریت در سال 1774 از سنگ آهک توسط Scheele کشف شد.

این عنصر فقط به صورت ترکیب یافت می شود. و مهمترین ترکیبات آن با

سولفات، کربنات است و این عنصر از الکترولیز کلرید به دست می آید.

باریم در حالت خالص به رنگ سفید نقره ای است . از گروه فلزات قلیایی

خاکی است و از نظر شیمیایی به کلسیم شباهت دارد . این ماده به راحتی

اکسید می شود و حتماً باید زیر نفت نگهداری شود تا هوا به آن نرسد . باریم

توسط آب و الکل تجزیه می شود.

از مهمترین ترکیبات آن پراکسید ، کلرید ، سولفات ، کربنات ، نیترات و کلرات

هستند . Lithopone ( لیتوپن ) یک دانه رنگی است که سولفات باریم و

سولفید روی را شامل می شود و دارای توان پوششی خوب است .

سولفات مانند ماده ای سفید پایدار در نقاشی ، ساخت شیشه و کارهای

تشخیصی با اشعه x استفاده می شود . از کربنات برای مرگ موش استفاده

می شود در حالیکه نیترات و کلرات در آتش بازی بکار می روند . سولفید

ناخالص بعد از پرتوگیری در قابل نور تابیده می شود . تمام ترکیبات باریم که

در آب یا اسید قابل حل هستند سمی اند . باریم از مخلوط 7 ایزوتوپ پایدار

بدست می آید .

عنصر Ba در طبيعت

اثرات باریم بر روی سلامتی:

میزان باریم طبیعی موجود در محیط زیست بسیار اندک است. مقدار زیاد

باریم تنها در خاک و در غذاهایی مانند آجیل، جلبک دریایی، ماهی و گیاهان

خاصی یافت می شود. معمولا مقدار باریم موجود در غذا و آب آنقدر زیاد

نیست که سلامتی را به خطر بیندازد. افرادی که در صنعت باریم فعالیت می

کنند، بیشتر از سایرین در معرض خطر هستند. قسمت عمده این عوارض در

اثر تنفس هوایی که حاوی سولفات باریم یا کربنات باریم است، ایجاد می

شوند.

در بسیاری از محلهای دفن زباله مقدار مشخصی باریم وجود دارد. افرادی که

در نزدیکی این مکانها زندگی می کنند، در معرض خطر هستند. عوارض

ناشی از باریم در اثر تنفس گرد و غبارباریم، خوردن خاک یا گیاهان یا آب

آشامیدنی آلوده به باریم ایجاد می شوند. تماس با پوست هم ممکن است

باعث آلودگی شود.

عوارض ناشی از باریم بستگی به میزان انحلال پذیری ترکیبات آن دارد. آن

دسته از ترکیبات باریم که در آب محلول هستند برای سلامتی انسان مضر

می باشند. جذب مقدار زیادی از باریم محلول در آب باعث فلج و در بعضی

موارد مرگ می شود.

مقادیر اندک باریم محلول در آب باعث مشکلات تنفسی، افزایش فشار خون،

تغییرات ضربان قلب، سوزش معده، ضعف ماهیچه ها، تغییر واکنشهای

عصبی، تورم مغز و آسیب کبد، کلیه و قلب می شود.

سرطان زایی باریم در انسان ثابت نشده است. به علاوه در مورد این که باریم

باعث ناباروی یا نقص مادرزادی شود هم مدرکی وجود ندارد.


اثرات زیست محیطی باریم:

باریم فلزی نقره ای- سفید رنگ است که در محیط زیست به طور طبیعی

وجود دارد. باریم در ترکیب با دیگر عناصر شیمیایی مانند سولفور، کربن با

اکسیژن وجود دارد.

ترکیبات باریم در صنعت نفت و گاز در تهیه گل حفاری به کار می رود. گل

حفاری، با روان کردن سنگها، حفاری سنگها را آسان تر می کند. ترکیبات

باریم در نقاشی، آجرسازی، کاشی سازی، شیشه سازی و پلاستیک

سازی هم به کار می روند.

به علت مصارف گسترده باریم در صنعت، فعالیتهای بشری مقدار زیادی باریم

را در محیط زیست پراکنده کرده است. در نتیجه غلظت باریم در بسیاری

جاها در هوا، آب وخاک بیشتر از حد طبیعی است.

باریم در اثر فعالیتهای معدنی، فرآیند تصفیه، و تولید ترکیبات باریم وارد هوا

می شود. به علاوه در اثر سوختن ذغال و نفت هم باریم وارد هوا می شود.

بعضی از ترکیبات باریم که در اثر فرآیندهای صنعتی در محیط پراکنده می

شوند، به آسانی در آب حل می شوند و در دریاچه ها، رودخانه ها و جریانها

یافت می شوند. به خاطر حلالیت باریم در آب، ترکیبات باریم می توانند در

مسافتی طولانی پراکنده شوند. هنگامی که ماهی ها و دیگر جانداران آبزی

ترکیبات باریم را جذب می کنند، باریم در بدن آنها تجمع می یابد. ترکیبات

باریم پایدار معمولا در سطوح خاک یا در رسوبات موجود در آب باقی می

مانند. باریم در خاک اکثر مناطق وجود دارد. ممکن است میزان باریم در محل

دفن زباله های خطرناک، بیشتر باشد.

ساختار بلوري عنصر باريم

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه :

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ،

جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر

نشری.


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر باریم :

عدد اتمی: 56

جرم اتمی: 137.327

نقطه ذوب: C° 729

نقطه جوش : C° 1805

شعاع اتمی : Å 2.78

ظرفیت: 2

رنگ: سفید نقره ای

حالت استاندارد: جامد مغناطیس

نام گروه: 2

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 502.9

شکل الکترونی: 6s2

شعاع یونی : Å 1.35

الکترونگاتیوی: 0.89

حالت اکسیداسیون:2

دانسیته: 3.59

گرمای فروپاشی : Kj/mol 7.8

گرمای تبخیر : Kj/mol 142

مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000332

گرمای ویژه: J/g Ko 0.204

دوره تناوبی:6

شماره سطح انرژی : 6

اولین انرژی : 2

دومین انرژی : 8

سومین انرژی : 18

چهارمین انرژی : 18

پنجمین انرژی : 8

ششمین انرژی : 2


ایزوتوپ :

ایزوتوپ - نیمه عمر

Ba-130 پایدار

Ba-131 11.7 روز

Ba-132 پایدار

Ba-133 10.5 سال

Ba-133m 1.6 روز

Ba-134 پایدار

Ba-135 پایدار

Ba-135m 1.2 روز

Ba-136 پایدار

Ba-137 پایدار

Ba-137m 2.6 دقیقه

Ba-138 پایدار

Ba-139 1.4 ساعت

Ba-140 12.8 روز

Ba-141 18.3 دقیقه

Ba-142 10.7 دقیقه


اشکال دیگر :

هیدرید باریم BaH2

اکسید باریم BaO

کلرید باریم BaCl2


منابع :

کانی های باریت و ویتریت


کاربرد :

در لامپهای فلورسنت ، آتشبازی ، برای تخلیه هوا ازتیوپ به کار می رود .

همچنین در علم پزشکی نیز کاربرد دارد .


روش شناسایی:

AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry

ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography

MS:Mass Spectrometry

NA:Neutron Activation Analysis

XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry

AAN: Non-flame Atomic Absorption Spectrometry

ES:Emission Spectrography