แบเรียมในโบโลไนต์

อาเรียมธาตุที่ 56 ของตารางธาตุ

แบเรียมไฮดรอกไซด์ แบเรียมคลอไรด์ แบเรียมซัลเฟต... เป็นสารเคมีที่พบได้ทั่วไปในหนังสือเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย ในปี ค.ศ. 1602 นักเล่นแร่แปรธาตุชาวตะวันตกได้ค้นพบหินโบโลญญา (เรียกอีกอย่างว่า “ซันสโตน”) ที่สามารถเปล่งแสงได้ แร่ชนิดนี้มีผลึกเรืองแสงขนาดเล็ก ซึ่งจะเปล่งแสงอย่างต่อเนื่องหลังจากได้รับแสงแดด ลักษณะดังกล่าวทำให้พ่อมดแม่มดและนักเล่นแร่แปรธาตุหลงใหล ในปี ค.ศ. 1612 นักวิทยาศาสตร์ Julio Cesare Lagara ได้ตีพิมพ์หนังสือ “De Phenomenis in Orbe Lunae” ซึ่งบันทึกเหตุผลของการเปล่งแสงของหินโบโลญญาว่าได้มาจากแบริต์ (BaSO4) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของหิน อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 2012 มีรายงานเปิดเผยว่าเหตุผลที่แท้จริงของการเปล่งแสงของหินโบโลญญามาจากแบเรียมซัลไฟด์ที่เจือด้วยไอออนทองแดงที่มีประจุบวกและลบ ในปี ค.ศ. 1774 นักเคมีชาวสวีเดนชื่อ Scheler ได้ค้นพบแบเรียมออกไซด์และเรียกมันว่า “Baryta” (ดินหนัก) แต่ไม่เคยพบโลหะแบเรียมเลย จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1808 นักเคมีชาวอังกฤษชื่อ David จึงได้ค้นพบโลหะที่มีความบริสุทธิ์ต่ำจากแบริต์โดยผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ซึ่งก็คือแบเรียม ต่อมาได้มีการตั้งชื่อโลหะนี้ตามคำภาษากรีกว่า barys (หนัก) และสัญลักษณ์ธาตุ Ba ชื่อภาษาจีนว่า “Ba” มาจากพจนานุกรม Kangxi ซึ่งหมายถึงแร่เหล็กทองแดงที่ยังไม่หลอมละลาย

โลหะแบเรียมมีฤทธิ์แรงและทำปฏิกิริยากับอากาศและน้ำได้ง่าย สามารถใช้กำจัดก๊าซพิษในหลอดสุญญากาศและหลอดภาพ รวมถึงทำโลหะผสม พลุ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ ในปี 1938 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบแบเรียมเมื่อศึกษาผลิตภัณฑ์หลังจากยิงนิวตรอนช้าใส่ยูเรเนียม และคาดเดาว่าแบเรียมน่าจะเป็นผลิตภัณฑ์อย่างหนึ่งจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันของยูเรเนียม แม้จะมีการค้นพบแบเรียมโลหะมากมาย แต่ผู้คนยังคงใช้สารประกอบแบเรียมบ่อยกว่า

สารประกอบที่ใช้กันมากที่สุดคือแบริต์-แบเรียมซัลเฟต เราสามารถพบได้ในวัสดุต่างๆ มากมาย เช่น เม็ดสีขาวในกระดาษถ่ายรูป สี พลาสติก เคลือบรถยนต์ คอนกรีต ซีเมนต์ทนรังสี การรักษาทางการแพทย์ เป็นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาการแพทย์ แบเรียมซัลเฟตถือเป็น “อาหารแบเรียม” ที่เรารับประทานระหว่างการส่องกล้องกระเพาะอาหาร แป้งแบเรียมเป็นผงสีขาวไม่มีกลิ่นและไม่มีรส ไม่ละลายน้ำและน้ำมัน และจะไม่ถูกดูดซึมโดยเยื่อบุทางเดินอาหาร และจะไม่ถูกกรดในกระเพาะและของเหลวในร่างกายอื่นๆ ดูดซึม เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์อะตอมของแบเรียมมีขนาดใหญ่ จึงสามารถสร้างเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกด้วยรังสีเอกซ์ แผ่รังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะ และสร้างหมอกบนฟิล์มหลังจากผ่านเนื้อเยื่อของมนุษย์ สามารถใช้เพื่อปรับปรุงคอนทราสต์ของจอภาพได้ เพื่อให้อวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่มีและไม่มีสารเพิ่มความคมชัดสามารถแสดงคอนทราสต์ขาวดำที่แตกต่างกันบนฟิล์มได้ เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์การตรวจสอบ และแสดงการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาในอวัยวะของมนุษย์ได้อย่างแท้จริง แบเรียมไม่ใช่ธาตุที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ และแบเรียมซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำถูกใช้ในแป้งแบเรียม ดังนั้นจึงไม่มีผลกระทบที่สำคัญต่อร่างกายมนุษย์

แต่แบเรียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นแร่แบเรียมที่พบได้ทั่วไปอีกชนิดหนึ่งนั้นแตกต่างกัน เพียงแค่ดูจากชื่อก็สามารถบอกถึงอันตรายของมันได้แล้ว ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบเรียมคาร์บอเนตกับแบเรียมซัลเฟตก็คือ แบเรียมซัลเฟตละลายน้ำและกรดได้ จึงผลิตไอออนแบเรียมได้มากกว่า ทำให้เกิดภาวะโพแทสเซียมในเลือดต่ำ พิษจากเกลือแบเรียมเฉียบพลันนั้นค่อนข้างหายาก มักเกิดจากการกินเกลือแบเรียมที่ละลายน้ำได้โดยไม่ได้ตั้งใจ อาการจะคล้ายกับโรคกระเพาะและลำไส้อักเสบเฉียบพลัน ดังนั้นจึงแนะนำให้ไปโรงพยาบาลเพื่อล้างกระเพาะหรือรับประทานโซเดียมซัลเฟตหรือโซเดียมไทโอซัลเฟตเพื่อล้างพิษ พืชบางชนิดมีหน้าที่ดูดซับและสะสมแบเรียม เช่น สาหร่ายสีเขียว ซึ่งต้องการแบเรียมเพื่อเจริญเติบโตได้ดี ถั่วบราซิลยังมีแบเรียม 1% ดังนั้นจึงควรบริโภคในปริมาณที่พอเหมาะ แม้จะเป็นเช่นนั้น วิเทอไรต์ยังคงมีบทบาทสำคัญในการผลิตสารเคมี เป็นส่วนประกอบของเคลือบ เมื่อรวมกับออกไซด์อื่นๆ ก็สามารถแสดงสีเฉพาะตัวได้เช่นกัน ซึ่งใช้เป็นวัสดุเสริมในสารเคลือบเซรามิกและกระจกออปติคอล

การทดลองปฏิกิริยาดูดความร้อนทางเคมีมักจะทำโดยใช้แบเรียมไฮดรอกไซด์ หลังจากผสมแบเรียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งกับเกลือแอมโมเนียมแล้ว ปฏิกิริยาดูดความร้อนที่รุนแรงอาจเกิดขึ้นได้ หากหยดน้ำเพียงไม่กี่หยดลงบนก้นภาชนะ จะมองเห็นน้ำแข็งที่เกิดจากน้ำได้ และแม้แต่ชิ้นแก้วก็สามารถแข็งตัวและติดอยู่ที่ก้นภาชนะได้ แบเรียมไฮดรอกไซด์มีความเป็นด่างสูงและใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์เรซินฟีนอลิก สามารถแยกและตกตะกอนไอออนซัลเฟตและผลิตเกลือแบเรียมได้ ในแง่ของการวิเคราะห์ การกำหนดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศและการวิเคราะห์เชิงปริมาณของคลอโรฟิลล์ต้องใช้แบเรียมไฮดรอกไซด์ ในการผลิตเกลือแบเรียม ผู้คนได้คิดค้นการใช้งานที่น่าสนใจมาก นั่นคือ การบูรณะจิตรกรรมฝาผนังหลังจากน้ำท่วมในฟลอเรนซ์ในปี 2509 เสร็จสมบูรณ์โดยทำปฏิกิริยากับยิปซัม (แคลเซียมซัลเฟต) เพื่อผลิตแบเรียมซัลเฟต

สารประกอบอื่นๆ ที่ประกอบด้วยแบเรียมยังแสดงคุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น คุณสมบัติการหักเหแสงของแบเรียมไททาเนต คุณสมบัติการนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงของ YBa2Cu3O7 เช่นเดียวกับสีเขียวที่ขาดไม่ได้ของเกลือแบเรียมในดอกไม้ไฟ ล้วนกลายมาเป็นจุดเด่นของธาตุแบเรียม