Úvod
Baryum (Ba) je měkký, reaktivní kov stříbrobílé barvy. Jeho protonové číslo je 56 a v periodické tabulce prvků ho řadíme do 2. skupiny mezi kovy alkalických zemin. Na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí svůj lesk, proto se uchovává pod petrolejem. Vzhledem k vysoké reaktivitě ho v přírodě nenajdeme v čisté formě, ale pouze ve sloučeninách. Získává se především z minerálu barytu (síran barnatý), z něhož se kovové baryum vyrábí elektrolýzou. Jeho sloučeniny se využívají například v lékařství jako kontrastní látka nebo v pyrotechnice pro tvorbu zeleného zbarvení.
Vlastnosti
Baryum (Ba) je chemický prvek s protonovým číslem 56, patřící do skupiny kovů alkalických zemin. Tento měkký, stříbrobílý a kujný kov je pro svou vysokou reaktivitu uchováván pod petrolejem, protože na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí lesk. S vodou a alkoholy reaguje velmi prudce za vzniku vodíku. Charakteristickým znakem barya a jeho sloučenin je výrazná zelenožlutá barva plamene, čehož se hojně využívá v pyrotechnice k tvorbě zelených efektů. Má poměrně vysokou hustotu a krystalizuje v kubické prostorově centrované soustavě. Všechny jeho rozpustné sloučeniny jsou pro člověka vysoce toxické.
Vznik názvu
Název baryum pochází z řeckého slova „barys“ (βαρύς), které v překladu znamená „těžký“. Tento název odkazuje na neobvykle vysokou hustotu jeho nejběžnějšího minerálu, barytu, známého také jako „těživec“. Prvek byl pojmenován právě po této charakteristické vlastnosti své hlavní rudy, které si všimli již první výzkumníci.
Objev
Historie barya je spojena s boloňským kamenem, minerálem barytem, který fascinoval alchymisty v 17. století svou schopností fosforeskovat po zahřátí. Dlouho se však nedařilo odhalit jeho složení. Zásadní krok učinil v roce 1774 Carl Wilhelm Scheele, když identifikoval v tomto minerálu novou „zeminu“, oxid barnatý, ale izolace čistého kovu byla nad jeho tehdejší možnosti. Úspěch slavil až v roce 1808 Sir Humphry Davy v Londýně. Pomocí elektrolýzy vlhkého hydroxidu barnatého s rtuťovou katodou připravil barnatý amalgám, z něhož následně oddestiloval rtuť a získal tak poprvé čisté baryum.
Výskyt v přírodě
Baryum se v přírodě kvůli své vysoké reaktivitě nevyskytuje v ryzí formě, ale pouze ve sloučeninách. Je poměrně rozšířeným prvkem v zemské kůře. Jeho nejdůležitějším a nejběžnějším minerálem je baryt, chemicky síran barnatý (BaSO₄), který tvoří masivní žíly a je hlavním zdrojem pro komerční produkci. Dalším, méně častým minerálem, je witherit neboli uhličitan barnatý (BaCO₃). Průmyslová výroba čistého kovu začíná redukcí barytu uhlíkem za vysokých teplot na sulfid barnatý. Ten se dále zpracovává na oxid, který je následně redukován hliníkem ve vakuové peci za vzniku čistého barya.
Využití
Baryum, jakožto reaktivní kov, nachází široké uplatnění především ve formě svých sloučenin. Nejznámější je použití síranu barnatého jako kontrastní látky při rentgenovém vyšetření trávicího traktu, kde jeho vysoká hustota pohlcuje záření. V pyrotechnice dodávají barnaté soli ohňostrojům a světlicím charakteristickou jasně zelenou barvu. Těžký minerál baryt se přidává do vrtných kapalin pro zvýšení jejich hustoty. Dále se využívá ve sklářství ke zvýšení indexu lomu a lesku skla nebo jako „getter“ ve vakuových trubicích k pohlcení zbytkových plynů. V přírodě se baryum volně nevyskytuje kvůli vysoké reaktivitě, je přítomno hlavně v minerálech baryt a witherit.
Sloučeniny
V přírodě se baryum vyskytuje výhradně ve vázané formě, nikdy jako čistý kov. Jeho nejdůležitějšími minerály jsou síran barnatý, známý jako baryt neboli těživec, a vzácnější uhličitan barnatý, zvaný witherit. Tyto přírodní sloučeniny jsou hlavním zdrojem pro výrobu ostatních látek. Člověk syntetizuje celou řadu sloučenin pro specifické účely. Dusičnan a chlorečnan barnatý jsou klíčové pro pyrotechniku. Hydroxid barnatý je silná zásada. Chlorid barnatý slouží jako laboratorní činidlo a jed, zatímco titaničitan barnatý je důležitý piezoelektrický materiál v elektronice pro kondenzátory a senzory.
Zajímavosti
Ačkoliv je baryum ve formě nerozpustného síranu barnatého pro člověka bezpečné a používá se v medicíně, všechny jeho rozpustné sloučeniny jsou vysoce toxické. Ionty Ba²⁺ narušují funkci draslíkových kanálů v buňkách, což vede k vážným svalovým a srdečním problémům. Elementární baryum je měkký, stříbřitě bílý kov, který je tak reaktivní, že na vzduchu okamžitě oxiduje a pokrývá se tmavou vrstvou. Z tohoto důvodu musí být uchováván ponořený v kapalinách bez obsahu kyslíku, například v petroleji. Některé mořské řasy dokáží hromadit baryum a vytvářet z něj mikroskopické krystalky síranu barnatého uvnitř svých buněk.
