Бериллий

8. Бериллий. Получение и свойства

Бериллий

Бериллий — светло-серый, легкий, достаточно твердый,хрупкий металл. На воздухе покрываетсяоксидной пленкой.

Получение:

Ввиде простого вещества в XIX веке бериллийполучали действием калияна безводный хлоридбериллия:BeCl2+2K=Be+2KCl.Be C l 2 + 2 K ⟶B e + 2 K C l {\displaystyle {\mathsf {BeCl_{2}+2K\longrightarrowBe+2KCl}}}

Внастоящее время бериллий получают,восстанавливаяфторидбериллиямагнием:BeF2+Mg=Be+MgF2,

либоэлектролизомрасплава смеси хлоридов бериллия инатрия.

Химические свойства:

Длябериллия характерна только одна степеньокисления +2. По многим химическимсвойствам бериллий больше похож наалюминий, чем на находящийся непосредственнопод ним в таблице Менделеева магний(проявление «диагональногосходства»).Металлический бериллий относительномало реакционноспособен при комнатнойтемпературе.

Пассивируетсяв холодной воде, концентрированныхсерной и азотной кислотах. Восстановитель,реагирует с кипящей водой, разбавленнымикислотами, концентрированными щелочами,неметаллами, аммиаком, оксидами металлов,при нагревании сгорает в кислороде ина воздухе. С металлами бериллий образуетинтерметаллические соединения.

2Be+ O2(900°С)= 2BeO

Сводородом бериллий не реагирует дажепри нагревании до 1000°C, зато он легкосоединяется с галогенами, серой иуглеродом.

Be+ Hal2(нагр.)= 2BeHal2 (7Be+2F→Be7F2;2Be+I2→2BeI)

3Be+ C2H2= BeC2+H2↑

Be+ MgO = BeO + Mg

Взаимодействиес серой: 2Be+S→Be2S

Взаимодействиес азотом(N): 2Be+N2→2BeN

Бериллийхорошо растворяется во всех минеральныхкислотах, кроме, как это ни странно,азотной. От нее как и от кислорода,бериллий защищен окисной пленкой.

Be+ 2HCl(разб.)= BeCl2+ H2↑

3Be+ 8HNO3(разб)= 3 Be(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Сощелочами бериллий реагирует, образуясоли-бериллаты, подобные алюминатам.Многие из них имеют сладковатый вкус,но пробовать на язык их нельзя – почтивсе бериллаты ядовиты.

Be+ 2NaOH(конц.)+ H2O= Na2BeO2+ H2↑

Be+ 2NaOH(расплав)= Na2[Be(OH)4]+ H2↑

Взаимодействиес водой:

2Be+3H2O→2H2+ ВеО + Ве(OH)2

2Be+ 3H2O(кип.)= BeO↓ + Be(OH)2↓+ 2H2↑

Бериллийсклонен к образованию комплексныхсоединений при взаимодействии с воднымирастворами щелочей.

Взаимодействиес азотной кислотой:

Взаимодействиес растворами щелочей:

Be+ 2KOH + 2H2O= K2[Be(OH)4]+ H2

Производство и применение:

ВРоссии планируется строительство новогокомбината по производству бериллия к2019 году. На долю остальных странприходилось менее 1 % мировой добычи.Всего в мире производится 300 тонн бериллияв год (2016 год).

Легирование сплавов

Бериллийв основном используют как легирующуюдобавку к различным сплавам. Добавкабериллия значительно повышает твёрдостьи прочность сплавов, коррозионнуюустойчивость поверхностей, изготовленныхиз этих сплавов изделий. РентгенотехникаБериллийслабо поглощает рентгеновскоеизлучение,поэтому из него изготавливают окошкирентгеновскихтрубокЯдернаяэнергетика

Ватомныхреакторахиз бериллия изготовляют отражателинейтронов,его используют как замедлительнейтронов.ЛазерныематериалыВлазерной технике находит применениеалюминат бериллия для изготовлениятвердотельных излучателей (стержней,пластин).Аэрокосмическаятехника

Впроизводстве тепловых экранов и системнаведения с бериллием не можетконкурировать практически ни одинконструкционный материалРакетноетопливоСтоитотметить высокую токсичность и высокуюстоимость металлического бериллия, ив связи с этим приложены значительныеусилия для выявления бериллийсодержащихтоплив, имеющих значительно меньшуюобщую токсичность и стоимость. Однимиз таких соединений бериллия являетсягидридбериллия.ОгнеупорныематериалыОнслужит высокотеплопроводнымвысокотемпературным изолятором иогнеупорным материалом для лабораторныхтиглей и в других специальныхслучаях.Акустика

Ввидусвоей легкости и высокой твёрдостибериллий успешно применяется в качествематериала для электродинамическихгромкоговорителей.Биологическаяроль и физиологическое действие:

Вживых организмах бериллий не несёткакой-либо значимой биологическойфункции. Однако бериллий может замещатьмагнийв некоторых ферментах,что приводит к нарушению их работы.Ежедневное поступление бериллия ворганизм человека с пищей составляетоколо 0,01 мг.

(навсякий случай)

Соединениябериллия (II). В кислых водных растворах ионы Ве2+находятся в виде прочных аква-комплексов[Ве(Н2О)4]2+;в сильно щелочных растворах – в видеионов [Ве(ОН)4]2–.

ОксидВеО– амфолит, при сплавлении взаимодействуети с основными, и с кислотными оксидами:

ВеО+ SiО2= BeSiО3;ВеО + Na2О= Na2BeО2

Принагревании ВеО взаимодействует сощелочами и кислотами:

ВеО+ 2HCl(конц.) = BeCl2

ВеО+ 2NaОН + Н2О= Na2[Ве(ОН)4]

ВеОприменяют в качестве химически стойкогои огнеупорного материала для изготовлениятиглей и специальной керамики, а ватомной энергетике – как замедлительи отражатель нейтронов.

ГидроксидВе(ОН)2– полимерное соединение, и поэтому вводе не растворяется, амфолит.

Ве(ОН)2+2NaОН(конц.) = Na2[Ве(ОН)4]

ВеО+ 2HCl + 3Н2О= [Ве(Н2О)4]Cl2

АмфотерностъВеНа12наиболее отчетливо проявляется уфторида. Так, при нагревании BeF2с основными фторидами образуютсяфторобериллаты (другие галогенобериллатыне характерны): 2KF + BeF2= K2[BeF4]

Привзаимодействии BeF2с кислотными фторидами образуются солибериллия:

BeF2+ SiF4= Be[SiF6]

ГидридВеН2–сильный восстановитель; при его разложенииводой выделяется водород: ВеН2+ 2Н2О= Ве(ОН)2↓+ Н2↑

Большинствосолей бериллия растворимо в воде,нераствори­мы ВеСО3,Ве3(РО4)2и некоторые другие. Для бериллия весьмаха­рактерны двойные соли – бериллатысо сложными лигандами, например:

Na2SО4+ BeSО4= Na2[Be(SО4)2]

(NH4)2CО3+ BeCО3= (NH4)2[Be(CО3)2]

Источник: https://StudFiles.net/preview/6830816/page:6/

Бериллий: это что, и где его используют?

Бериллий

Бериллий – это элемент второй группы 2-го периода таблицы Менделеева, имеющий атомный номер 4 и обозначающийся символом Ве. Он высокотоксичный и обладает множеством специфических свойств, которые обусловили его широкое применение во многих сферах. И сейчас будет рассказано как о характеристиках данного элемента, так и об его использовании.

Физические свойства

Выглядит данное вещество как светло-серый металл. Он относительно твердый, по шкале Мооса оценен в 5,5 баллов. Это значит, что его можно повредить лишь с усилием, и только чем-то острым. Он является одним из самых твердых металлов, существующих в чистом виде. По данному показателю его опережает иридий, осмий, вольфрам и уран.

Можно выделить следующие физические характеристики:

  • Плотность – 1,848 г/см³.
  • Молярный объем – 5,0 см³/моль.
  • Температура плавления и кипения – 1278 °C и 2970 °C соответственно.
  • Молярная теплоемкость – 16,44 Дж/(K•моль).
  • Удельная теплота плавления и испарения – 12,21 и 309 кДж/моль соответственно.

Еще у этого металла высокий модуль упругости, составляющий 300 Гпа. Даже у сталей этот показатель равен 200-210 Гпа. Находясь на воздухе, он активно покрывается стойкой пленкой атмосферного оксида ВеО. Также стоит отметить, что в бериллии очень высокая скорость звука. Она равна 12 600 м/с. А это в два-три раза выше, чем в остальных металлах.

Несмотря на свою впечатляющую твердость, бериллий – это очень хрупкий металл. Скорее всего, данное качество связано с присутствием в нем кислорода. Но эта особенность легко устраняется. Бериллий отправляют в вакуум на переплавку. В данном процессе обязательно участвует раскислитель (титан, например). В результате получается прочный металл с достаточной ковкостью.

Также хрупкость бериллия – это особенность, связанная с распространением в монокристаллах трещин.

Учитывая данный факт, повысить пластичность металла можно посредством обработки, уменьшающей размер зерен и препятствующей их росту.

Это свойство бериллия всегда устраняется, поскольку из-за него он крайне плохо сваривается и паяется. Кстати, хрупкость может и повыситься – для этого достаточно добавить в металл немного селена (неметалл, халькоген).

Химические особенности

Данный металл по целому ряду своих свойств похож на алюминий – это прослеживается даже в уравнениях реакций бериллия, которые, кстати, весьма специфичны. При комнатной температуре металл имеет низкую реакционную способность, а в компактном виде не взаимодействует даже с водой и паром.

Воздухом он окисляется до температуры 600 °C. Когда данный показатель превышается, то становятся возможными реакции с галогенами. А вот для взаимодействия с халькогенами необходимы еще более высокие температуры.

С аммиаком, например, бериллий может вступить в реакцию, только если будет более 1200 °C. Вследствие этого образуется нитрид Be3N2. Но зато порошок данного вещества горит впечатляющим ярким пламенем.

И при этом образуется нитрид и оксид.

Be(OH)2

Это гидроксид бериллия. При нормальных условиях он выглядит как гелеобразное вещество белого цвета, которое почти не растворяется в воде. Но зато этот процесс успешно происходит, когда он попадает в разбавленную минеральную кислоту.

Вот так, кстати, выглядит реакция серной кислоты и гидроксида бериллия по формуле: Ве(ОН)2 + H2SO4 → BeSO4 + 2Н2О. В результате, как можно видеть, образуется соль и вода. С щелочами оксид тоже взаимодействует.

Выглядит это так: Ве(ОН)2 + 2NaOH → Na2Be(OH)4.

Еще интересная реакция происходит при температурном воздействии. Если увеличить показатель до 140 °C, то вещество разложится на оксид и воду: Ве(ОН)2 → ВеО + Н2О. Кстати, получают гидроксид посредством обработки солей бериллия, которая происходит либо с участием щелочных металлов, либо в ходе гидролиза натрия. Также в данном процессе может участвовать фосфид металла.

BeSO4

Это сульфат бериллия. Это вещество представляет собой твердые кристаллы белого цвета. Его получают в результате взаимодействия серной кислоты и любой соли бериллия в воде. Сопровождается процесс выпариванием и последующей кристаллизацией получающегося в итоге продукта.

Если нагреть гидрат до 400 °C, то получится разложить его на Н2О и безводную соль. У BeSO4 было весьма специфичное применение. Его смешивали с сульфатом радия (неорганическое вещество щелочноземельного радиоактивного металла) и использовали в атомных реакторах в качестве источника нейтронов.

На сегодняшний день его нередко применяют в таком виде альтернативной медицины, как гомеопатия.

Ве(NO3)2

Это нитрат бериллия. Он является средней солью этого металла и азотной кислоты. Данное соединение может существовать лишь как кристаллогидраты различного состава. Безводных нитратов просто не существует.

Вследствие добавления концентрированной азотной кислоты удается выделить из водного раствора тетрагидрат бериллия. Формула выглядит так: Ве(NO3)2•4Н2О. Интересно, что кристаллы данного вещества расплываются на воздухе.

А в результате реакций, проводимых в растворе с 54-процентным содержанием азотной кислоты, может образовываться тригидрат. Также с участием данных веществ можно образовать дигидрат.

Нитрат данного металла раньше активно использовался в производстве колпачков так называемых газокалильных ламп. Он идеально для этого подходил, ведь мог термически разлагаться, образовывая оксид.

Но потом повсеместно начало распространяться электрическое освещение, и данная технология канула в лету, как и применение нитрата. Он, к слову, является токсичным, как и любые другие бериллиевые соединения.

Более того, даже в малых количествах данное вещество – раздражитель, провоцирующий острую пневмонию.

Получение металла

В промышленности бериллий – это активно используемый металл, который нужно производить в большом количестве. Поэтому используется самый оперативный метод. Заключается он в переработке берилла (минерала, кольцевого силиката) в сульфат или гидроксид данного элемента.

Металлический бериллий производят посредством восстановления фторида BeF2 при помощи магния. Осуществляется данный процесс при температурном режиме в 900-1300 °С или другим методом – электролизом хлорида BeCl2.

В этой реакции участвует хлорид натрия (NaCl), а происходит все при температуре 350 °С.

Получаемое в итоге вещество отправляют на дистилляцию в вакуум. Результатом данного процесса становится металл высокой чистоты.

Металлопроизводство

В этой сфере активно применяется такой химический элемент, как бериллий. Он – эффективная легирующая добавка. Бериллий включают в состав сплавов для того, чтобы повысить их прочности и твердость. С присутствием данного металла они также обретают коррозионную устойчивость.

Изделия, произведенные из сплавов с бериллием, очень долговечные и прочные. Какие, например? Яркий пример – пружинные контакты. Всего 0,5 % этого металла достаточно добавить в бронзу, из которой их делают. Пружины получаются крепкими и остаются упругими вплоть до температуры красного каления.

Они, в отличие от изделий из любого другого сплава, выдерживают миллиарды циклов огромной нагрузки.

В производстве систем наведения и тепловых экранов ни один другой конструкционный металл не проявляет себя так, как бериллий. Ему в данной сфере нет равных. Этот металл добавляют в конструкционные материалы, чтобы они обрели легкость и при этом получили увеличенную стойкость к высоким температурам и прочность. Такие сплавы получаются в полтора раза легче алюминия и прочнее.

Еще в строении аэрокосмической техники используются бериллиды, являющиеся интерметаллическими соединениями данного вещества с другими металлами. Они очень твердые, имеют малую удельную плотность и поразительную устойчивость к температуре.

Поэтому из бериллидов делают обшивки самолетов и ракет, используют их в производстве двигателей, систем наведения, тормозов. Даже сплавы титана по своим качествам проигрывают данным веществам. Кстати, немалому количеству бериллидов свойственны специфические ядерные характеристики.

Именно поэтому их еще применяют в атомной энергетике (делают отражатели нейтронов, например).

Другие сферы применения

Помимо перечисленного, бериллий (точнее его алюминат) также используют в производстве твердотельных излучателей. Были выявлены и топлива, содержащие это вещество. Они являются менее токсичными и более дешевыми, чем все остальные.

В частности, было обнаружено ракетное топливо с гидридом бериллия. Важно отметить, что уже упомянутый ранее оксид бериллия – самый теплопроводный из всех существующих.

Поэтому его используют в качестве высокотемпературного изолятора и стойкого огнеупорного материала.

А еще бериллий является популярным веществом для изготовления электродинамических громкоговорителей. Ведь он твердый и легкий.

Вот только из-за хрупкости, дорогостоящей обработки и токсичности динамики с этим металлом применяют лишь в профессиональных аудиосистемах.

А некоторые производители, чтобы улучшить показатели своих продаж, заявляют об использовании этого металла в своей технике, даже если это не так.

Источник: https://FB.ru/article/368055/berilliy-eto-chto-i-gde-ego-ispolzuyut

Бериллий

Бериллий

БЕРИЛЛИЙ, Be (лат. Beryllium * а. berillium; н. Beryllium; ф. beryllium; и. berilio), — химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 4, атомная масса 9,0122.

Имеет один стабильный изотоп 9Ве. Открыт в 1798 французским химиком Л. Вокленом в виде оксида ВеО, выделенного из берилла. Металлический бериллий независимо друг от друга получили в 1828 немецкий химик Ф.

Вёлер и французский химик А. Бюсси.

Свойства бериллия

Бериллий — лёгкий светло-серый металл. Кристаллическая структура а-Be (269-1254°С) гексагональная; Я-Be (1254-1284°С) — объёмноцентрированная, кубическая. Плотность 1844 кг/м3, t плавления 1287°С, t кипения 2507°С.

Обладает наиболее высокой из всех металлов теплоёмкостью 1,80 кДж/кг • К, высокой теплопроводностью 178 Вт/м • К при 50°С, низким удельным электрическим сопротивлением (3,6-4,5) • 10 Ом • м при 20°С; коэффициентом термического линейного расширения 10,3-13,1 • 10-6 град-1 (25- 100°С).

Бериллий — хрупкий металл; ударная вязкость 10-50 кДж/м2. Бериллий обладает малым поперечным сечением захвата тепловых нейтронов.

Химические свойства бериллия

Бериллий — типичный амфотерный элемент с высокой химической активностью; компактный бериллий устойчив на воздухе благодаря образованию плёнки ВеО; степень окисления берилля +2.

Соединения бериллия

При нагревании соединяется с кислородом, галогенами и другими неметаллами. С кислородом образует оксид ВеО, с азотом — нитрид Be3N2, с углеродом — карбид Ве2С, с серой — сульфид BeS. Растворим в щелочах (с образованием гидрооксобериллатов) и большинстве кислот.

При высоких температурах бериллий взаимодействует с большинством металлов, образуя бериллиды. Расплавленный бериллий взаимодействует с оксидами, нитридами, сульфидами, карбидами. Из соединений бериллий наибольшее промышленное значение имеют ВеО, Ве(ОН)2, фторбериллаты, например Na2BeF4 и др.

Летучие соединения бериллий и пыль, содержащая бериллий и его соединения, токсичны.

Бериллий — редкий (кларк 6•10-4%), типично литофильный элемент, характерный для кислых и щелочных пород. Из 55 собственных минералов бериллий 50% принадлежит к силикатам и бериллийсиликатам, 24% — к фосфатам, 10% — к окислам, остальные — к боратам, арсенатам, карбонатам.

Близость потенциалов ионизации определяет сродство бериллия и цинка в щелочной среде, так что они одновременно находятся в некоторых гидротермальных месторождениях, а также входят в состав одного и того же минерала — гентгельвина. В нейтральных и кислых средах пути миграции бериллия и цинка резко расходятся.

Некоторое рассеивание бериллия в горных породах определяется его химическим сходством с Al и Si. Особенно близки эти элементы в виде тетраэдрических группировок ВеО46-, AlO45- и SiO44-. В гранитах проявляется большее сродство бериллия к кремнию, а в щелочных породах — к алюминию. Т. к.

энергетически более выгодно замещение Аl3+IV на Ве2+IV, чем Si4+IV на Ве2+IV, то изоморфное рассеивание бериллия в щелочных породах, как правило, выше, чем в кислых. Геохимическая миграция бериллия связана с фтором, с которым он образует весьма устойчивые комплексы BeF42-, BeF31-, BeF20, BeF1+.

При повышении температуры и щёлочности эти комплексы легко гидролизуются до соединений Be(OH)F0, Be(OH)2F1-, в виде которых бериллий мигрирует.

Об основных генетических типах месторождений бериллия и схемы обогащения см. в ст. Бериллиевые руды. В промышленности металлический бериллий получают термическим восстановлением BeF2 магнием, бериллий высокой чистоты — переплавкой в вакууме и вакуумной дистилляцией.

Применение бериллия

Бериллий и его соединения применяют в технике (свыше 70% общего потребления металла) как легирующую добавку к сплавам на основе Cu, Ni, Zn, Al, Pb и других цветных металлов. В ядерной технике Be и ВеО используют в качестве отражателей и замедлителей нейтронов, а также в качестве источника нейтронов.

Малая плотность, высокая прочность и жаростойкость, большой модуль упругости и хорошая теплопроводность позволяют применять бериллий и его сплавы как конструкционный материал в авиа-, ракетостроении и космической технике. Сплавы бериллия и оксида бериллия отвечают требованиям прочности и коррозионной устойчивости в качестве материалов для оболочек твэлов.

Бериллий служит для изготовления окон рентгеновских трубок, нанесения твёрдого диффузионного слоя на поверхность стали (бериллизация), в качестве присадок к ракетному топливу. Потребителем Be и ВеО являются также электротехника и радиоэлектроника; ВеО используют как материал корпусов, теплоотводов и изоляторов полупроводниковых приборов.

Благодаря высокой огнеупорности, инертности по отношению к большинству расплавленных металлов и солей оксид бериллий применяется для изготовления тиглей и специальной керамики.

Источник: http://www.mining-enc.ru/b/berillij/

Исторические факты

В 1798 году впервые французским фармацевтом Луи-Николя Вокленом был получен бериллий в виде оксида BeO, так называемой, берилловой земли.

Однако в виде металла, его смогли синтезировать только спустя 30 лет французский химик Антуан Бюсси и автономно от него немец Фридрих Вёлер.

  По причине низкой чистоты бериллий не получалось внести в другие сплавы до тех пор, пока в 1898 году во Франции химик Пол Лебо с помощью электролиза фторидов кальция и бериллия, получил его кристаллы требуемой чистоты.

Немаловажное значение в исследовании бериллия сыграл и наш соотечественник Иван Авдеев, живший в XIX веке. Он вел исследования в области определения химического содержания минералов бериллия и других содержащих его веществ. В результате Авдеев обнаружил, что правильная формула оксида бериллия — это BeO, а не Be2O3, как думали раньше.

Ещё один интересный исторический факт связан с периодом Второй мировой войны, когда все действовавшие месторождения минералов бериллия были подконтрольны США.

  Германия остро нуждалась в этом сырье для производства бронзы с добавлением бериллия, использующейся в изготовлении деталей для автоматических авиационных пулеметов.

Для этого немцы были вынуждены обратиться за помощью к нейтральной Швейцарии, с помощью которой бериллиевая бронза ввозилась контрабандно.  До сегодняшнего дня США остаются неоспоримыми лидерами в добыче бериллия.

Где применяется бериллий

Бериллий имеет широкую область применения. Пожалуй, одной из самых важных и старых сфер применения является изготовление рентгеновских трубок. Благодаря низкому уровню поглощения рентгеновского излучения из бериллия изготавливают специальные окошки, пропускающие излучение в детектор.

Также бериллий используется в качестве легирующей добавки к разнообразным материалам для повышения прочности и коррозионной устойчивости металлических поверхностей.

Достаточно широкое распространение получили бериллиевые бронзы, используемые в пружинах.

Добавление бериллия позволяет во много раз увеличить количество рабочих циклов, а кроме того детали из бериллиевой бронзы не искрятся при взаимодействии с камнем или металлом.

Особенное место бериллий занимает в атомной энергетике. Он используется при изготовлении нейтронных отражателей, замедляющих свободные нейтроны. Такую же функцию выполняют и его оксиды. Кроме этого, различные смеси окиси урана с бериллием используются для создания высокоэффективного ядерного топлива.

Специальные сплавы, изготовленные на основе бериллия, широко применяются в аэрокосмической отрасли при производстве обшивки для ракет и самолетов. Такие материалы обладают более надежными характеристиками по сравнению с алюминием, но при этом гораздо легче большинства конструкционных стальных сплавов.

Интересные факты

  • До своего нынешнего названия элемент бериллий именовался как «глюциний», что в переводе с греческого glykys означало «сладкий». Такое наименование обусловлено тем, что растворенные соединения бериллия придавали воде сладкий привкус.
  • Помимо высокой токсичности, бериллий является аллергеном, а также может вызывать рак. Вдыхание его паров приводит к несовместимым с жизнью заболеваниям органов дыхания, такими как «бериллиоз».
  • Благодаря высокой твердости и чрезвычайной легкости бериллий используется как материал для профессиональных громкоговорителей. Однако его высокая цена и потенциальная токсичность при неправильной обработке не позволяют вывести такие аудиосистемы на массового потребителя.
  • В своей фантастической повести «Ловушка для простаков» Айзек Азимов неоднократно упоминает бериллиевую пыль и ее влияние на человеческий организм, которое в свою очередь является важным моментом сюжета в произведении.

Источник: http://www.alto-lab.ru/elements/berillij/

История

Открыт в 1798 г. французским химиком Луи Никола Вокленом. Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл русский химик И. В. Авдеев (1818—1865). Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO, а не Be2O3, как считалось ранее.

Происхождение названия

Название бериллия произошло от названия минерала берилла (др.-греч.

βήρυλλος beryllos) (силикат бериллия и алюминия, Be3Al2Si6O18), которое восходит к названию города Белур (Веллуру) в Южной Индии, недалеко от Мадраса; с древних времён в Индии были известны месторождения изумрудов — разновидности берилла. Из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия элемент вначале называли «глюциний» (др.-греч. γλυκύς glykys — сладкий).

Нахождение в природе

Изотоп 8Be отсутствует в природе, поскольку является крайне нестабильным и имеет период полураспада 10-18 с. Стабильным является 9Be. Кроме 9Be в природе встречаются радиоактивные изотопы 7Be и 10Be.Среднее содержание бериллия в земной коре 3,8 г/т и увеличивается от ультраосновных (0,2 г/т) к кислым (5 г/т) и щелочным (70 г/т) породам.

Основная масса бериллия в магматических породах связана с плагиоклазами, где бериллий замещает кремний. Однако наибольшие его концентрации характерны для некоторых тёмноцветных минералов и мусковита (десятки, реже сотни г/т).

Если в щелочных породах бериллий почти полностью рассеивается, то при формировании кислых горных пород он может накапливаться в постмагматических продуктах — пегматитах и пневматолито-гидротермальных телах. В кислых пегматитах образование значительных скоплений бериллия связано с процессами альбитизации и мусковитизации.

В пегматитах бериллий образует собственные минералы, но часть его (ок. 10 %) находится в изоморфной форме в породообразующих и второстепенных минералах (микроклине, альбите, кварце, слюдах, и др.). В щелочных пегматитах бериллий устанавливается в небольших количествах в составе редких минералов: эвдидимита, чкаловита, анальцима и лейкофана, где он входит в анионную группу.

Постмагматические растворы выносят бериллий из магмы в виде фторсодержащих эманаций и комплексных соединений в ассоциации с вольфрамом, оловом, молибденом и литием .

бериллия в морской воде чрезвычайно низкое — 6×10-7 мг/л.

Известно более 30 собственно бериллиевых минералов, но только 6 из них считаются более-менее распространёнными: берилл, хризоберилл, бертрандит, фенакит, гельвин, даналит.

Промышленное значение имеет в основном берилл, в России (Республика Бурятия) разрабатывается фенакит-бертрандитовое Ермаковское месторождение.

Разновидности берилла считаются драгоценными камнями: аквамарин — голубой, зеленовато-голубой, голубовато-зеленый; изумруд — густо-зеленый, ярко-зеленый; гелиодор — желтый; известны ряд других разновидностей берилла, различающихся окраской (темно-синие, розовые, красные, бледно-голубые, бесцветные и др.). Цвет бериллу придают примеси различных элементов.

Месторождения минералов бериллия присутствуют на территории Бразилии, Аргентины, Африки, Индии, в России — Бурятии, Сибири и др.

Химические свойства

Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре. В компактном виде он не реагирует с водой и водяным паром даже при температуре красного каления и не окисляется воздухом до 600 °C.

Порошок бериллия при поджигании горит ярким пламенем, при этом образуются оксид и нитрид. Галогены реагируют с бериллием при температуре выше 600 °C, а халькогены требуют еще более высокой температуры.

Аммиак взаимодействует с бериллием при температуре выше 1200 °C с образованием нитрида Be3N2, а углерод дает карбид Ве2С при 1700 °C. С водородом бериллий непосредственно не реагирует.

Бериллий легко растворяется в разбавленных водных растворах кислот (соляной, серной, азотной), однако холодная концентрированная азотная кислота пассивирует металл.Реакция бериллия с водными растворами щелочей сопровождается выделением водорода и образованием гидроксобериллатов:
Be + 2NaOH(р) + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

При проведении реакции с расплавом щелочи при 400—500 °C образуются диоксобериллаты:

Be + 2NaOH(ж) = Na2BeO2 + H2

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Источник: http://edu.glavsprav.ru/info/be/

Бериллий. Свойства и описание

Бериллий

Бериллий относят к группе металлов. И, несмотря на то, что в природе он довольно редкое явление, его часто используют в промышленности. Кто знает, возможно, без него не осуществилась бы давняя мечта человечества — полёт в космос, ведь этот серебристо-серый металл практически незаменим в строении ракет и в аэрокосмической отрасли.

В поисках названия — от велура до берилловой земли

Несложно догадаться, что свое наименование бериллий получил от минерала берилла. Но что известно о происхождении корня слова — «берилл»? Предполагается, что название минерала связано с торговым городом Велур на юге Индии, в окрестностях которого было найдено месторождение изумрудов — разновидностей берилла. Берилл означает «кристалл», «жемчуг», или «отбелить, становиться бледным».

В 1798 известный французский химик Луи Никола Воклен выявил в минерале берилле окись неизвестного ранее металла бериллия. Его работа была опубликована в научном журнале. Редактор издания решил дать элементу название «глицина» (с древнегреческого.

«глюциний» означает сладкий), так как при растворении в воде его соединения принимали сладковатый вкус. Однако немецкому химику Мартину Клапроту и шведскому минералогу Андерсу Экебергу такое название хим.

элемента пришлось не по душе, и приведя в аргумент то, что у солей иттрия также сладкий вкус и дали свое название элементу – «берриловая земля».

Тем не менее, примерно до середины 19 века бериллий все равно называли «глицинием» или «глюцинием». Стоит отметить, что в выявлении этого элемента оставлен и русский след. Русский горный инженер И. В.

Авдеев в ходе своих исследований выявил точный состав соединений бериллия.

Данные этого ученого пригодилось Дмитрию Менделееву при составлении знаменитой Периодической таблицы, в ней Менделеев отнес бериллий ко 2-ой группе элементов.

Еще один важный факт — Вокленом металл был выделен не в чистом виде, а лишь в виде оксида ВеО, а беспримесный бериллий получили лишь в 1828 году.

Насколько опасен бериллий для организма человека

Бериллий, в отличие от своего минерала бериллонита, для магов, литотерапевтов и астрологов не представляет никакого интереса. Все дело в ядовитых качествах элемента, из-за которых человеку попросту опасно работать с ним без использования специальных приборов.

Известно, что в организм человека с пищей и водой бериллий поступает в малых количествах, в основном он присутствует в томатах и листовом салате.

Преимущественно бериллий попадает в организм человека ингаляционно, через органы дыхания в виде дыма и пара.

Поэтому люди, чья работа сопряжена с частым вдыханием пыли, содержащей бериллий, рискуют приобрести такое профессиональное заболевание как бериллиоз (саркоидоз легких).

Печальная статистика гласит, что из 100 отравлений бериллием, 10 случаев заканчивались летальным исходом для человека. Первый случай со смертельным исходом был зафиксирован в 1930 году, тогда в воздухе на 1 кубический метр было всего 25 мг бериллия.

При чрезмерной насыщенности бериллия в пище может произойти процесс, вследствие чего разовьется неизлечимый бериллиевый рахит. От него страдают животные, чья область обитания попадает под провинции, богатые бериллием.

Агентство по охране окружающей среды США заявило, что преимущественно поступление элемента в среду обитания и деятельности человека происходит через сжигание каменного угля. Чаще всего он загрязняет почву, поступление его в воду невелико.

В ходе исследований, проведенных Международным агентством по изучению рака, и связанных с влиянием бериллия на здоровье человека, этот химический элемент причислен к потенциально канцерогенным веществам.

Бериллий — свойства, применения сплавы бериллия

Бериллий

История открытия бериллия начинается с XVIII столетия, в конце которого французский химик Л. Воклен пытался установить, чем схож по химическому составу ценный минерал бериллия с изумрудом. Из последнего минерала он и выделил оксид элемента BeO. Получить металлический бериллий удалось лишь 30 лет спустя в 1828 году.

Пройдет еще семидесятилетие, прежде чем другой француз – Поль Лебо синтезирует чистые металлические кристаллы вещества посредством электролиза бериллия и двойного фторида калия. Ученый пошел далее, испытав кристаллический порошок на вкус, откуда и пошло изначальное название элемента – глюциний (glykуs – сладкий в переводе с греческого).

Кстати, во Франции наименование бериллий – Be часто сопровождается Glicinium – Gl до сих пор.

Физические свойства бериллия

В свободном состоянии элемент представляет легкий металл серебристо-серого цвета. На воздухе бериллий приобретает матовый оттенок вследствие, быстрого образования поверхностной оксидной пленки.

Строение атома бериллия включает четыре электрона, образующих конфигурацию 1s22s2. Параметры атомного и ионного радиусов Ве составляют 0.113, 0.034 нанометра, соответственно. Порядковый номер элемента в периодической таблице – 4.

Атомная масса бериллия – 9.0122.

Фото бериллий

Элемент характеризуется плотностью 1.816 грамм на сантиметр кубический, и рядом критических температур:

  • фазового перехода от гексагональной к кубической решетке – 1277 0С.

Бериллий характеризуется наивысшей теплоемкостью, относительно других металлов, хорошей теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.

Получение бериллия

Металлический Be получают из одноименного минерала – берилл. Для этого, исходное сырье перерабатывается в гидроксид или сульфат бериллия. В обоих случаях процедура проходит в несколько стадий.

В частности, чтобы получить сульфат бериллия, исходный минерал спекается с известью. Полученное соединение впоследствии обрабатывается серной кислотой.

На заключительной стадии образовавшийся сульфат бериллия выщелачивают водой и осаждают аммиаком.

— Дороже Золота. Первый российский бериллий:

Альтернативные способы получения чистой формы металла, предусматривают вскрытие берилла, с последующей обработкой состава двумя способами, чтобы получить:

  1. Фторид бериллия.
  2. Хлорид бериллия.

В первом случае, полученный фторид бериллия проходит процедуру восстановления магнием при температуре около 1000 0С. Во втором варианте, для выделения чистого металла производится электролиз хлорида бериллия в смеси с NaCl.

Завершающий этап – получение высокочистого металлического Be происходит различными способами:

  • электронное рафинирование.

Полученный металл измельчают до порошкообразного состояния и прессуют в вакууме при температуре около 1150 0С.

Трубная продукция, прутки и прочие виды профилей металла изготавливаются по технологии горячего и теплого выдавливания, тогда как листовой бериллий производится посредством прокатки. Ковки или волочения.

Биологическое воздействие бериллия

Как элемент, Be присутствует в тканях большинства представителей флоры и фауны. Так, концентрация бериллия в почве составляет тысячные доли процента, для золы растений эта величина на порядок меньше.

Относительно животных, Be равномерно распределен у них по тканям, с суммарной концентрацией, которая исчисляется в пределах от десятитысячных до тысячных долей процента. При нормально функционировании организма, половина бериллия выделяется с мочой.

Оставшаяся часть элемента оседает в костях – 30%, печени и почках – по 8%.

Металлическая пыль бериллия — очень опасна для человека

Опасен ли бериллий?

Для человека вредны летучие соединения бериллия, его пыль. Как результат, переработка Be требует соблюдения определенных норм безопасности, в частности использование специальных мер защиты, чтобы избежать отравления бериллием.

Случай в истории СССР

В недалекие советские времена, а именно в 1990 году, в Казахской ССР на одном из металлургических предприятий  (сейчас это АО УМЗ), которое работало с бериллием, произошел взрыв в бериллиевом цехе — вся опасная пыль и мелкая стружка поднялась в небо над городом Усть-Каменогорск. Превышение ПДК вредных веществ, как тогда зафиксировали, составило 14 000 раз.

Всего произошло около 5 взрывов, при этом в воздух поднялось 65 тонн мельчайшего бериллия. Как это все происходило и как боролись с катастрофой — читайте историю большого взрыва.

После взрыва люди боялись последствий, кто-то пророчил, что результат взрыва проявится через 15 лет — на нынешних детях, на беременных женщинах, какие именно тяжелые последствия ждут людей — никто толком не знал.

И вот, прошло уже больше 26 лет — катастрофических изменений в жизни населения города не произошло, не считаю тех людей, кто оказался непосредственно в эпицентре взрыва, городу повезло — пыль осела и не распространилась воздуху.

Так сегодня выглядит территория завода АО «УМЗ» в котором и сейчас существует бериллиевый цех

Источник: http://xlom.ru/spravochnik/berillij-svojstva-primeneniya-splavy-berilliya/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.