Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Берилій



План:


Введення

Берилій - елемент головної підгрупи другої групи, другого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 4. Позначається символом Be ( лат. Beryllium ). Високотоксичний елемент. Проста речовина берилій ( CAS-номер : 7440-41-7) - відносно твердий метал світло-сірого кольору, має досить високу вартість [2].


1. Історія

Відкритий в 1798 французьким хіміком Луї Нікола Вокленом. Велику роботу по встановленню складу сполук берилію і його мінералів провів російський хімік І. В. Авдєєв (1818-1865). Саме він довів, що оксид берилію має склад BeO, а не Be 2 O 3, як вважалося раніше.


1.1. Походження назви

Назва берилію походить від назви мінералу берилу ( др.-греч. βήρυλλος beryllos) (силікат берилію та алюмінію, Be 3 Al 2 Si 6 O 18), яке сходить до назви міста Белур (Веллуру) в Південної Індії, недалеко від Мадраса; з давніх часів у Індії були відомі родовища смарагдів - різновиду берилу. Через солодкого смаку розчинних у воді сполук берилію елемент спочатку називали "глюціній" ( др.-греч. γλυκύς glykys - солодкий).


2. Знаходження в природі

Ізотоп 8 Be немає в природі, оскільки є вкрай нестабільним і має період напіврозпаду 10 -18 с. [3] Стабільним є 9 Be. Окрім 9 Be в природі зустрічаються радіоактивні ізотопи 7 Be і 10 Be.

Середній вміст берилію в земній корі 3,8 г / т і збільшується від ультраосновних (0,2 г / т) до кислих (5 г / т) і лужним (70 г / т) породам. Основна маса берилію в магматичних породах пов'язана з плагіоклазами, де берилій заміщає кремній. Проте найбільші його концентрації характерні для деяких темноцветних мінералів і мусковіту (десятки, сотні рідше г / т). Якщо в лужних породах берилій майже повністю розсіюється, то при формуванні кислих гірських порід він може накопичуватися в постмагматіческіх продуктах - пегматитах і пневматоліто-гідротермальних тілах. У кислих пегматитах утворення значних скупчень берилію пов'язано з процесами альбітізаціі і мусковітізаціі. У пегматитах берилій утворює власні мінерали, але частина його (бл. 10%) знаходиться в ізоморфної формі в породоутворюючих і другорядних мінералах (Мікроклін, альбіт, кварц, слюди, та ін.) У лужних пегматитах берилій встановлюється в невеликих кількостях у складі рідкісних мінералів: евдідіміта, чкаловіта, анальціма і лейкофана, де він входить до аніонну групу. Постмагматіческіх розчини виносять берилій з магми у вигляді фторовмісних еманацій і комплексних сполук в асоціації з вольфрамом, оловом, молібденом і літієм.

Зміст берилію в морській воді надзвичайно низька - 6 10 -7 мг / л. [4]

Відомо більше 30 власне берилієвих мінералів, але тільки 6 з них вважаються більш-менш поширеними: берил, хризоберил, бертрандит, фенакіт, гельвін, даналіт. Промислове значення має в основному берил, в Росії ( Республіка Бурятія) розробляється фенакіт-бертрандітовое Ермаковский родовище.

Різновиди берилу вважаються дорогоцінними каменями: аквамарин - блакитний, зеленувато-блакитний, блакитно-зелений; смарагд - густо-зелений, яскраво-зелений; геліодор - жовтий; відомі ряд інших різновидів берилу, що розрізняються забарвленням (темно-сині, рожеві, червоні, блідо-блакитні, безбарвні та ін.) Колір берил надають домішки різних елементів.


2.1. Родовища

Родовища мінералів берилію присутні на території Бразилії, Аргентини, Африки, Індії, в Росії - Бурятії, Сибіру та ін [5]

3. Фізичні властивості

Берилій - щодо твердий, але крихкий метал сріблясто-білого кольору. Має високий модуль пружності - 300 ГПа (у сталей - 200-210 ГПа). На повітрі активно покривається стійкою оксидною плівкою BeO.

4. Хімічні властивості

Металевий берилій відносно мало реакционноспособен при кімнатній температурі. У компактному вигляді він не реагує з водою і водяною парою навіть при температурі червоного розжарювання і не окислюється повітрям до 600 C. Порошок берилію при підпалюванні горить яскравим полум'ям, при цьому утворюються оксид і нітрид. Галогени реагують з берилієм при температурі вище 600 C, а халькогени вимагають ще більш високої температури. Аміак взаємодіє з берилієм при температурі вище 1200 C з утворенням нітриду Be 3 N 2, а вуглець дає карбід Ве 2 С при 1700 C. З воднем берилій безпосередньо не реагує.

Берилій легко розчиняється в розбавлених водних розчинах кислот ( соляної, сірчаної, азотної), проте холодна концентрована азотна кислота пасивує метал. Реакція берилію з водними розчинами лугів супроводжується виділенням водню і утворенням гідроксоберіллатов:

Be + 2NaOH (р) + 2H 2 O = Na 2 [Be (OH) 4] + H 2

При проведенні реакції з розплавом лугу при 400-500 C утворюються діоксоберіллати:

Be + 2NaOH (ж) = Na 2 BeO 2 + H 2


5. Отримання

У вигляді простої речовини в XIX столітті берилій отримували дією калію на безводний хлорид берилію :

\ Mathrm {BeCl_2 + 2 \ K \ longrightarrow \ Be + 2 \ KCl}

В даний час берилій отримують, відновлюючи його фторид магнієм :

\ Mathrm {BeF_2 + \ Mg \ longrightarrow \ Be + \ MgF_2} ,

або електролізом розплаву суміші хлоридів берилію і натрію. Вихідні солі берилію виділяють при переробці берилієвої руди.


6. Застосування

6.1. Легування сплавів

Берилій в основному використовують як легуючих добавку до різних сплавів. Добавка берилію значно підвищує твердість і міцність сплавів, корозійну стійкість поверхонь виготовлених з цих сплавів виробів. У техніці досить широко поширені берилієві бронзи типу BeB (пружинні контакти). Добавка 0,5% берилію в сталь дозволяє виготовити пружини, які пружинять при червоному калі.

6.2. Рентгенотехніки

Берилій слабко поглинає рентгенівське випромінювання, тому з нього виготовляють віконця рентгенівських трубок (через які випромінювання виходить назовні).

6.3. Ядерна енергетика

В атомних реакторах з берилію виготовляють відбивачі нейтронів, його використовують як уповільнювач нейтронів. У сумішах з деякими α-радіоактивними нуклідами берилій використовують у ампульних нейтронних джерелах, так як при взаємодії ядер берилію-9 і α-частинок виникають нейтрони: 9 Ве + α → n + 12 C. Оксид берилію є найбільш теплопровідним з усіх оксидів і служить високотеплопроводним високотемпературним ізолятором, і вогнетривким матеріалом (тиглі), а крім того поряд з металевим берилієм служить в атомній техніці як більш ефективний сповільнювач і відбивач нейтронів ніж чистий берилій, крім того оксид берилію в суміші з окисом урану застосовується як дуже ефективного ядерного палива. Фторид берилію в сплаві з фторидом літію застосовується як теплоносій і розчинника солей урану, плутонію, торію у високотемпературних рідкосольових атомних реакторах. Фторид берилію використовується в атомній техніці для варіння скла, вживаного для регулювання невеликих потоків нейтронів. Найтехнологічніший і якісний склад такого скла - (BeF 2 -60%, PuF 4 -4%, AlF 3 -10%, MgF 2 -10%, CaF 2 -16%). Цей склад наочно показує один із прикладів застосування сполук плутонію як конструкційний матеріал (часткове).


6.4. Лазерні матеріали

В лазерній техніці знаходить застосування алюмінат берилію для виготовлення твердотільних випромінювачів (стрижнів, пластин).

6.5. Аерокосмічна техніка

У виробництві гальм для аерокосмічної техніки, теплових екранів і систем наведення з берилієм не може конкурувати практично жоден конструкційний матеріал. Конструкційні матеріали на основі берилію мають одночасно і легкістю, і міцністю, і стійкістю до високих температур. Будучи в 1,5 рази легше алюмінію, ці сплави в той же час міцніше багатьох спеціальних сталей. Налагоджено виробництво беріллідов застосовуваних як конструкційні матеріали для двигунів і обшивки ракет і літаків, а також в атомній техніці.


6.6. Гірництво

Оксіліквіт на основі берилію - одне з найпотужніших вибухових речовин, відомих на сьогоднішній день. Застосовується при вибухових роботах в гірничій справі.

6.7. Ракетне паливо

Варто відзначити високу токсичність і високу вартість металевого берилію, і в цьому зв'язку докладено значних зусиль для виявлення беріллійсодержащіх палив мають значно меншу загальну токсичність і вартість. Одним з таких сполук берилію є гідрид берилію.

6.8. Вогнетривкі матеріали

Оксид берилію 99,9% (виріб)

Оксид берилію застосовується як дуже важливого вогнетривкого матеріалу в спеціальних випадках. Вважається одним з кращих вогнетривких матеріалів.


7. Біологічна роль і фізіологічна дія

В живих організмах берилій не несе будь-якої значимої біологічної функції. Однак берилій може заміщати магній в деяких ферментах, що призводить до порушення їх роботи. Щоденне надходження берилію в організм людини з їжею становить близько 0,01 мг.

Skull and crossbones.svg

Берилій отруйний: Летючі (і розчинні) сполуки берилію, в тому числі і пил, що містить сполуки берилію, високотоксичні. Для повітря ГДК у перерахунку на берилій становить 0,001 мг / м . Берилій володіє яскраво вираженим алергічним і канцерогенну дію. Вдихання атмосферного повітря, що містить берилій, призводить до тяжкого захворювання органів дихання - бериліоз.


Примітки

  1. Редкол.: Кнунянц І. Л. (гл. ред.) Хімічна енциклопедія: у 5 т - Москва: Радянська енциклопедія, 1988. - Т. 1. - С. 280. - 623 с. - 100000 прим .
  2. Берилій. Ціни світового ринку - www.infogeo.ru/metalls/worldprice/?act=show&okp=199300
  3. Берилій - www.krugosvet.ru / enc / nauka_i_tehnika / himiya / BERILLI.html - Кругосвет
  4. JP Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  5. Популярна бібліотека хімічних елементів. Берилій. Книги. Наука і техніка - nt.ru/ri/ps/pb004.htm

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru