Температура плавления Бериллия. Какая

21.12.2018 0 Автор: admin1

Бериллий. Получение и свойства

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.

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-комплексов2+;в сильно щелочных растворах – в видеионов 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

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

ВеО+ 2HCl + 3Н2О= Cl2

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

Привзаимодействии BeF2с кислотными фторидами образуются солибериллия:

BeF2+ SiF4= Be

Na2SО4+ BeSО4= Na2

(NH4)2CО3+ BeCО3= (NH4)2

История

Воклен, Луи Никола

Открыт в 1798 году французским химиком Луи Никола Вокленом, который назвал его глюцинием. Современное название элемент получил по предложению химиков немца Клапрота и шведа Экеберга.

Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл русский химик Иван Авдеев. Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO, а не Be2O3, как считалось ранее.

В свободном виде бериллий был выделен в 1828 году французским химиком Антуаном Бюсси и независимо от него немецким химиком Фридрихом Вёлером. Чистый металлический бериллий был получен в 1898 году французским физиком Полем Лебо с помощью электролиза расплавленных солей.

Происхождение названия

Название бериллия произошло от названия минерала берилла (др.-греч. βήρυλλος) (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 «глиций» (др.-греч. γλυκύς — сладкий).

Нахождение в природе

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 постколлизионных и анорогенных гранитоидов — 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.

Содержание 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-зелёный; изумруд — густо-зелёный, ярко-зелёный; гелиодор — жёлтый; известны ряд других разновидностей берилла, различающихся окраской (темно-синие, розовые, красные, бледно-голубые, бесцветные и др.). Цвет бериллу придают примеси различных элементов.

Месторождения

Месторождения минералов бериллия присутствуют на территории Бразилии, Аргентины, Африки, Индии, Казахстана, России (Ермаковское месторождение в Бурятии, Малышевское месторождение в Свердловской области, пегматиты восточной и юго-восточной части Мурманской области) и др
.

Ссылки Править

Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

У этой статьи нет иллюстраций.

  1. Википедия Бериллий адрес
  2. Викисловарь — адрес
  3. Викицитатник — адрес
  4. Викиучебник — адрес
  5. Викитека — адрес
  6. Викиновости — адрес
  7. Викиверситет — адрес

Выделить Бериллий и найти в:

  1. Список ru-вики
  2. Вики-сайты на русском языке
  • Страница 0 — краткая статья
  • Страница — энциклопедическая статья
  • Разное — на страницах: , , ,

Примечания

  1. Бериллий // Химическая энциклопедия: в 5 т. / Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А—Дарзана. — С. 280. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
  2. . Statistics and Information. U.S. Geological Survey. Дата обращения 15 сентября 2013.
  3. Венецкий С. И. Металл космического века // Рассказы о металлах. — Москва: Металлургия, 1979. — 240 с. — 60 000 экз.
  4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  5. Третьяков Ю. Д. Неорганическая химия.
  6. . Scan Speak. Дата обращения 1 мая 2010.
  7. Johnson, Jr., John E. (12 November 2007). Дата обращения 18 сентября 2008.
  8. . KRK Systems. Дата обращения 12 февраля 2009.
  9. Svilar, Mark (8 January 2004). Дата обращения 13 февраля 2009.
  10. Batich, Ray and James M. Marder. (1985) Beryllium In (Ed. 9), Metals Handbook: Metallography and Microstructures (pp. 389—391). Metals Park, Ohio: American Society for Metals.

Химические свойства

Для бериллия характерны две степени окисления +1 и +2. Гидроксид бериллия (II) амфотерен, причём как основные (с образованием Be2+), так и кислотные (с образованием [Be(OH)4]2−) свойства выражены слабо. Степень окисления +1 у бериллия была получена при исследование процессов испарения бериллия в вакууме в тиглях из оксида бериллия ВеО с образованием летучего оксида Ве2O в результате сопропорционирования ВеО + Be = Ве2O.

По многим химическим свойствам бериллий больше похож на алюминий, чем на находящийся непосредственно под ним в таблице Менделеева магний (проявление «диагонального сходства»).

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 ещё более высокой температуры. Аммиак взаимодействует с бериллием при температуре выше 1200 °C с образованием нитрида Be3N2, а углерод даёт 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+2H2O→Na2Be(OH)4+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Be+2NaOH+2H_{2}O\rightarrow Na_{2}+H_{2}\uparrow }}}

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

Be+2NaOH→Na2BeO2+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Be+2NaOH\rightarrow Na_{2}BeO_{2}+H_{2}\uparrow }}}

Применение Править

Легирование сплавов Править

Бериллий в основном используют как легирующую добавку к различным сплавам. Добавка бериллия значительно повышает твёрдость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей изготовленных из этих сплавов изделий. В технике довольно широко распространены бериллиевые бронзы типа БрБ (пружинные контакты). Добавка 0,5 % бериллия в сталь позволяет изготовить пружины, которые пружинят при красном калении.

Править

Бериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских трубок (через которые излучение выходит наружу).

Ядерная энергетика Править

В атомных реакторах из бериллия изготовляют отражатели нейтронов, его используют как замедлитель нейтронов. В смесях с некоторыми α-радиоактивными нуклидами бериллий используют в ампульных нейтронных источниках, так как при взаимодействии ядер бериллия-9 и α-частиц возникают нейтроны: 9Ве(α, n)12C.
Оксид бериллия является наиболее теплопроводным из всех оксидов и служит высокотеплопроводным высокотемпературным изолятором, и огнеупорным материалом(тигли), а кроме того наряду с металлическим бериллием служит в атомной технике как более эффективный замедлитель и отражатель нейтронов чем чистый бериллий, кроме того оксид бериллия в смеси с окисью урана применяется в качестве очень эффективного ядерного топлива. Фторид бериллия в сплаве с фторидом лития применяется в качестве теплоносителя и растворителя солей урана, плутония, тория в высокотемпературных жидкосолевых атомных реакторах.
Фторид бериллия используется в атомной технике для варки стекла применяемого для регулирования небольших потоков нейтронов. Самый технологичный и качественный состав такого стекла -(BeF2-60 %,PuF4-4 %,AlF3-10 %, MgF2-10 %, CaF2-16 %). Этот состав наглядно показывает один из примеров применения соединений плутония в качестве конструкционного материала(частичное).

Лазерные материалы Править

В лазерной технике находит применение алюминат бериллия для изготовления твердотельных излучателей(стержней, пластин).

Аэрокосмическая техника Править

В производстве тормозов для аэрокосмической техники, тепловых экранов и систем наведения с бериллием не может конкурировать практически ни один конструкционный материал. Производство бериллидов применяемых как конструкционные материалы для двигателей и обшивки ракет и самолетов а так же в атомной технике.

Править

Теоретические характеристики топлив, образованных бериллием с различными окислителями

Окислитель
Окислитель Удельная тяга(Р1,сек) Температура сгорания °С Плотность топлива г/см3 Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек Весовое содерж.горючего %
Фтор323,3 сек4328 °C1,5475014 м/сек13 %
310,8 сек4234 °C1,194204 м/сек11 %
277,4 сек4075 °C1,854696 м/сек13 %
289,6 сек4176 °C1,7624791 м/сек13 %
242,6 сек3593 °C1,7093953 м/сек13 %
308,6 сек4177 °C1,5614986 м/сек13 %
Кислород235,4 сек3637 °C1,213213 м/сек15 %
276,8 сек3472 °C1,5034231 м/сек18 %
Азотная кислота256 сек2728 °C1,5744005 м/сек24 %

Получение Править

Извлечение бериллия из его природных минералов (в основном берилла) включает в себя несколько стадий, при этом особенно важно отделить бериллий от сходного по свойствам и сопутствующего бериллию в минералах алюминия. Можно, например, сплавить берилл с гексафторосиликатом натрия Na2SiF6.. В результате сплавления образуются криолит Na3AlF6 — плохо растворимое в воде соединение, а также растворимый в воде фторобериллат натрия Na2

Его далее выщелачивают водой. Для более глубокой очистки бериллия от алюминия применяют обработку полученного раствора карбонатом аммония (NH4)2CO3. При этом алюминий оседает в виде гидроксида Al(OH)3, а бериллий остаётся в растворе в виде растворимого комплекса (NH4)2. Этот комплекс затем разлагают до оксида бериллия ВеО при прокаливании.

В результате сплавления образуются криолит Na3AlF6 — плохо растворимое в воде соединение, а также растворимый в воде фторобериллат натрия Na2[BeF4]. Его далее выщелачивают водой. Для более глубокой очистки бериллия от алюминия применяют обработку полученного раствора карбонатом аммония (NH4)2CO3. При этом алюминий оседает в виде гидроксида Al(OH)3, а бериллий остаётся в растворе в виде растворимого комплекса (NH4)2[Be(CO3)2]. Этот комплекс затем разлагают до оксида бериллия ВеО при прокаливании.

Другой метод очистки бериллия от алюминия основан на том, что оксиацетат бериллия Be4O(CH3COO)6, в отличие от оксиацатата алюминия [Al3O(CH3COO]+CH3COO-, имеет молекулярное строение и легко возгоняется при нагревании.

Наконец, известен и такой способ переработки берилла. Исходный минерал сначала сплавляют с поташем K2CO3. При этом образуются бериллат K2BeO2 и алюминат калия KAlO2.

После выщелачивания водой полученный раствор подкисляют серной кислотой. В результате в осадок выпадает кремниевая кислота. Из фильтрата далее осаждают алюмокалиевые квасцы, после чего в растворе из катионов остаются только ионы Ве2+.
Из полученного тем или иным способом оксида бериллия ВеО затем получают фторид, из которого магнийтермическим методом восстанавливают металлический бериллий.

Металлический бериллий можно приготовить также электролизом расплава смеси BeCl2 и NaCl при температурах около 300°C. Раньше бериллий получали электролизом расплава фторобериллата бария Ba[BeF4]:

Список источников

  • wiki.sc
  • wikiredia.ru
  • science.wikia.org
  • masakarton.com