Berilis yra šviesiai pilkas, lengvas, gana kietas, trapus metalas. Ore jis pasidengia oksido plėvele.
Kvitas:
Paprastos medžiagos pavidalu XIX amžiuje berilis buvo gautas veikiant kalioį bevandenį berilio chloridas: BeCl2+2K=Be+2KCl.B e Cl 2 + 2 K ⟶ B e + 2 K C l (\displaystyle (\mathsf (BeCl_(2)+2K\longrightarrow Be+2KCl)))
Šiuo metu gaminamas berilis redukuojant berilio fluoridą magniu: BeF2+Mg=Be+MgF2,
arba elektrolizė berilio ir natrio chloridų mišinio lydalas.
Cheminės savybės:
Berilis turi tik vieną oksidacijos būseną +2. Daugeliu cheminių savybių berilis yra panašesnis į aliuminį nei į magnį, kuris periodinėje lentelėje yra tiesiai po juo (pasireiškimas " įstrižainės panašumas “). Berilio metalas yra palyginti mažai reaktyvus kambario temperatūroje.
Pasyvuoja šaltas vanduo, koncentruota siera ir azoto rūgštys. Reduktorius, reaguoja su verdančiu vandeniu, praskiestomis rūgštimis, koncentruotais šarmais, nemetalais, amoniaku, metalų oksidais, kaitinant dega deguonimi ir ore. Berilis sudaro tarpmetalinius junginius su metalais.
2Be + O 2 (900°C) = 2BeO
Berilis nereaguoja su vandeniliu net kaitinamas iki 1000°C, bet lengvai susijungia su halogenais, siera ir anglimi.
Be + Hal 2 (apkrova) = 2BeHal 2 (7Be + 2F → Be 7 F 2 ; 2Be + I 2 → 2BeI)
3Be + C 2 H 2 = BeC 2 + H 2
Be + MgO = BeO + Mg
Sąveika su siera: 2Be+S→Be 2S
Sąveika su azotu (N): 2Be+N 2 →2BeN
Berilis gerai tirpsta visose mineralinėse rūgštyse, išskyrus, kaip bebūtų keista, azoto rūgštį. Nuo jo, kaip ir nuo deguonies, berilis yra apsaugotas oksido plėvele.
Be + 2HCl (praskiestas) = BeCl 2 + H 2
3Be + 8HNO3(dil) = 3 Be(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Berilis reaguoja su šarmais ir sudaro berilato druskas, panašias į aliuminatus. Daugelis jų yra saldaus skonio, tačiau ant liežuvio jų neparagauti – beveik visi berilatai yra nuodingi.
Be + 2NaOH(konc.) + H 2 O = Na 2 BeO 2 + H 2
Be + 2NaOH (lydas) = Na 2 + H 2
Sąveika su vandeniu:
2Be+3H2O→2H2+BeO +Be(OH)2
2Be + 3H 2 O (virimo temperatūra) = BeO↓ + Be(OH) 2 ↓ + 2H 2
Sąveikaujant su vandeniniais šarmų tirpalais, berilis yra linkęs susidaryti sudėtingų junginių.
Sąveika su azoto rūgštimi:
Sąveika su šarminiais tirpalais:
Būti + 2KOH + 2H2O = K2 + H2
Gamyba ir taikymas:
Rusijoje naują berilio gamybos gamyklą planuojama pastatyti iki 2019 m. Likusios šalys pagamino mažiau nei 1% pasaulio produkcijos. Iš viso pasaulyje per metus pagaminama 300 tonų berilio (2016 m.).
Lydinių legiravimas
Berilis daugiausia naudojamas kaip įvairių lydinių legiravimo priedas. Berilio pridėjimas žymiai padidina lydinių kietumą ir stiprumą bei iš šių lydinių pagamintų paviršių atsparumą korozijai. Rentgeno technologija Berilis silpnai sugeria rentgeno spinduliuotė, todėl iš jo gaminami langai rentgeno vamzdeliaiBranduolinė energija
IN branduoliniai reaktoriai pagamintas iš berilio neutronų atšvaitai, jis naudojamas kaip neutronų moderatorius. Lazerinės medžiagos Lazerinėje technologijoje berilio aliuminatas naudojamas kietojo kūno emiterių (stypų, plokščių) gamybai. Aviacijos ir kosmoso inžinerija
Gaminant šilumos skydus ir nukreipimo sistemas beveik jokia kita konstrukcinė medžiaga negali konkuruoti su beriliu. Propelentas Verta atkreipti dėmesį į didelį berilio metalo toksiškumą ir didelę kainą, todėl buvo dedamos didelės pastangos siekiant nustatyti berilio turinčius degalus, kurių bendras toksiškumas ir kaina yra žymiai mažesni. Vienas iš tokių berilio junginių yra berilio hidridas.Ugniai atsparios medžiagos Jis tarnauja kaip labai laidi šilumai, aukštos temperatūros izoliatorius ir ugniai atspari medžiaga laboratoriniams tigliams ir kitiems specialiems tikslams. Akustika
Dėl savo lengvumo ir didelio kietumo berilis sėkmingai naudojamas kaip medžiaga elektrodinaminiai garsiakalbiai. Biologinis vaidmuo ir fiziologinis poveikis:
Gyvuose organizmuose berilis neatlieka jokios reikšmingos biologinės funkcijos. Tačiau berilis gali pakeisti magnio kai kuriose fermentai, dėl ko sutrinka jų darbas. Žmogaus organizmas per dieną su maistu gauna apie 0,01 mg berilio.
(tik tuo atveju)
Berilio(II) junginiai. Rūgstant vandeniniai tirpalai Be 2+ jonai yra stiprių vandens kompleksų [Be(H 2 O) 4 ] 2+ pavidalu; stipriai šarminiuose tirpaluose – [Be(OH) 4 ] 2– jonų pavidalu.
BeO oksidas– amfolitas, susiliedamas sąveikauja su baziniais ir rūgštiniais oksidais:
BeO + SiO 2 = BeSiO 3; BeO + Na 2 O = Na 2 BeO 2
Kaitinamas BeO reaguoja su šarmais ir rūgštimis:
BeO + 2HCl (konc.) = BeCl 2
BeO + 2NaOH + H2O = Na 2 [Be(OH)4]
BeO naudojamas kaip chemiškai atspari ir ugniai atspari medžiaga tiglių ir specialios keramikos gamyboje, o branduolinėje energetikoje – kaip neutronų reguliatorius ir reflektorius.
Be(OH) hidroksidas 2 – polimerinis junginys, todėl netirpsta vandenyje, amfolite.
Be(OH)2 + 2NaOH(konc.) = Na 2 [Be(OH)4]
BeO + 2HCl + 3H 2 O = [Be(H2O)4]Cl2
Amfoterinis VeNa1 2 ryškiausiai pasireiškia fluoru. Taigi, kaitinant BeF 2 baziniais fluoridais, susidaro fluoroberilatai (kiti halogenoberilatai nebūdingi): 2KF + BeF 2 = K 2
Kai BeF 2 sąveikauja su rūgšties fluoridais, susidaro berilio druskos:
BeF 2 + SiF 4 = Be
VeH hidridas 2 – stiprus reduktorius; skylant vandeniui išsiskiria vandenilis: BeH 2 + 2H 2 O = Be(OH) 2 ↓ + H 2
Dauguma berilio druskų tirpsta vandenyje, BeCO 3, Be 3 (PO 4) 2 ir kai kurios kitos yra netirpios. Beriliui būdingos dvigubos druskos - berilatai su sudėtingais ligandais, pavyzdžiui:
Na 2 SO 4 + BeSO 4 = Na 2
(NH 4) 2 CO 3 + BeCO 3 = (NH 4) 2
Visų pirma, yra keli (gali būti ir daugiau!) atsakymai į klausimą: „Ką mums gali duoti berilis?“... Lėktuvas, sveriantis perpus mažiau nei įprasta; ...raketinis kuras su didžiausiu specifiniu impulsu; ...spyruoklės, galinčios atlaikyti iki 20 milijardų (!) apkrovos ciklų – spyruoklės, nepažinančios nuovargio, praktiškai amžinos.
O mūsų amžiaus pradžioje žinynuose ir enciklopedijose apie berilį buvo rašoma: „Jis neturi praktinio pritaikymo“. Atidarytas XVIII amžiaus pabaigoje. berilis 100 s papildomų metų liko „bedarbis“, nors chemikai jau žinojo apie jo unikalias ir labai naudingas savybes. Tam, kad šios savybės nustotų būti „dalykas savaime“, reikėjo tam tikro mokslo ir technologijų išsivystymo lygio. 30-aisiais akademikas A.E. Fersmanas berilį pavadino ateities metalu. Dabar galime ir turime kalbėti apie berilį kaip apie tikrą metalą.
Nesusipratimas su periodine lentele
Elemento Nr.4 istorija prasidėjo nuo to, kad jo ilgai nebuvo galima atidaryti. Daugelis chemikų XVIII a. išanalizavo berilį (pagrindinį berilio mineralą), tačiau nė vienam iš jų nepavyko rasti naujo elemento šiame minerale.
Netgi šiuolaikinis chemikas, apsiginklavęs fotometriniais, poliarografiniais, radiocheminiais, spektriniais, radioaktyvacijos ir fluorimetriniais analizės metodais, sunkiai atpažįsta šį elementą, tarsi slepiasi už aliuminio ir jo junginių – jų charakteristikos tokios panašios. Pirmiesiems berilio tyrinėtojams, žinoma, sekėsi kur kas sunkiau.
Tačiau 1798 m prancūzų chemikas Louis Nicolas Vauquelin studijuoja lyginamoji analizė berilis ir smaragdas, juose atrado nežinomą oksidą - „žemę“. Jis buvo labai panašus į aliuminio oksidą (aliuminio oksidą), tačiau Vauquelin pastebėjo skirtumus. Amonio karbonate ištirpintas oksidas (bet aliuminio oksidas netirpsta); naujojo elemento sulfatinė druska nesudarė alūno su kalio sulfatu (bet aliuminio sulfatas tokį alūną sudaro). Būtent šiuo savybių skirtumu Vauquelin pasinaudojo, kad atskirtų aliuminio oksidus ir nežinomą elementą. Žurnalo „Annales de chimie“, išleidusio Vauquelin kūrybą, redaktoriai pasiūlė „žemei“, kurią jis atrado dėl saldaus druskų skonio, pavadinti „gliciną“ (iš graikų γλυμυς - saldus). Tačiau garsūs chemikai M. Klaprothas ir A. Ekebergas šį pavadinimą laikė apgailėtinu, nes itrio druskos taip pat turi saldų skonį. Jų darbuose Vauquelin atrasta „žemė“ vadinama beriliu. Tačiau XIX amžiaus mokslinėje literatūroje iki pat šeštojo dešimtmečio elementas Nr. 4 dažnai buvo vadinamas „gliciumu“, „visteriu“ arba „gliuciniu“. Šiais laikais šis vardas yra išsaugotas tik Prancūzijoje.
Įdomu pastebėti, kad pasiūlymą elementą Nr.4 pavadinti beriliu dar 1814 metais pateikė Charkovo profesorius F.I. Giese.
Oksidas buvo gautas, bet vis tiek ilgą laiką Niekam nepavyko išskirti berilio gryna forma. Tik po 30 metų F. Wöhleris ir A. Bussy gavo metalo miltelių, kalio metalo veikimu berilio chloridą, tačiau šiame metale buvo daug priemaišų. Praėjo dar beveik 70 metų, kol P. Lebo sugebėjo gauti (1898 m.) gryną berilį berilio natrio fluorido elektrolizės būdu.
Berilio panašumas į aliuminį autoriui atnešė daug rūpesčių periodinė teisė DI. Mendelejevas. Būtent dėl šio panašumo praėjusio amžiaus viduryje berilis buvo laikomas trivalenčiu elementu, kurio atominis svoris buvo 13,8. Tačiau berilis, esantis lentelėje tarp anglies ir azoto, kaip reikalauja jo atominis svoris, įvedė visišką painiavą dėl natūralių elementų savybių pokyčių. Tai buvo rimta grėsmė periodinei teisei. Tačiau Mendelejevas buvo įsitikinęs savo atrasto modelio teisingumu ir tvirtino, kad berilio atominė masė buvo nustatyta neteisingai, kad berilis turėtų būti ne trivalentis, o dvivalentis elementas „su magnio savybėmis“. Remdamasis tuo, Mendelejevas priskyrė berilį į antrąją grupę periodinė lentelė kartu su dvivalente šarminių žemių metalai, pakoreguojant jo atominį svorį iki 9.
Pirmąjį savo pažiūrų patvirtinimą Mendelejevas rado viename iš mažai žinomų rusų chemiko I. V. darbų. Avdejevas, kuris manė, kad berilio oksidas yra chemiškai panašus į magnio oksidą. O praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio pabaigoje švedų chemikai Lare Frederik Nilsson ir Otto Peterson (kurie kadaise buvo aršiausi nuomonės apie trivalentį berilį šalininkai), iš naujo nustatę berilio atominį svorį, nustatė, kad jis yra lygus 9,1.
Taigi berilis buvęs pirmasis kliūtis periodinio dėsnio kelyje, tik patvirtino jo universalumą. Periodinio dėsnio dėka tapo aiškesnė berilio fizikinės ir cheminės esmės samprata. Vaizdžiai tariant, berilis pagaliau gavo savo „pasą“.
Dabar beriliu domisi daugelio profesijų žmonės. Kiekvienas iš jų turi savo požiūrį į elementą Nr. 4, savo „berilio“ problemas.
Berilis geologo požiūriu
Paprastai retas daiktas. Vidutiniškai vienoje tonoje žemiškųjų medžiagų yra tik 4,2 g berilio. Tai, žinoma, labai mažai, bet ne taip ir mažai, jei prisimintume, pavyzdžiui, kad tokio gerai žinomo elemento kaip švinas Žemėje yra perpus mažiau nei berilio. Berilis paprastai randamas kaip nedidelė priemaiša įvairiuose žemės plutos mineraluose. Ir tik nežymi žemės berilio dalis yra susitelkusi savo berilio mineraluose. Yra žinoma daugiau nei 30 jų, tačiau tik šeši iš jų laikomi daugiau ar mažiau paplitusiais (berilas, chrizoberilas, bertranditas, fenacitas, helvinas, danalitas). Ir rimtai pramoninės vertės Kol kas nusipirkau tik vieną berilį, pažįstamas žmogui nuo seniausių laikų.
Berilai randami granitiniuose pegmatituose, aptinkamuose beveik visose pasaulio šalyse. Tai gražūs žalsvi kristalai, kartais pasiekiantys labai dideli dydžiai; Yra žinomi milžiniški berilai, sveriantys iki tonos ir iki 9 m ilgio.
Deja, pegmatito telkiniai labai maži, berilio išgauti dideliais pramoniniais mastais čia neįmanoma. Tačiau yra ir kitų berilio šaltinių, kuriuose jo koncentracija yra daug didesnė. Tai vadinamieji pneumatiniai-hidroterminiai telkiniai (t.y. nuosėdos, susidarančios dėl aukštos temperatūros garų ir tirpalų sąveikos su tam tikromis uolienų rūšimis).
Natūralų berilį sudaro vienas stabilus izotopas 9Be. Įdomu tai, kad berilis yra vienintelis periodinės lentelės elementas, turintis tik vieną lyginį skaičių stabilus izotopas. Yra žinomi keli kiti nestabilūs radioaktyvūs berilio izotopai. (Du iš jų – 10 Be ir 7 Be – bus aptarti toliau.)
Berilis metalurgo požiūriu
Berilio savybės dažniausiai vadinamos „nuostabiomis“, „nuostabiomis“ ir kt. Tai iš dalies tiesa, o pagrindinis „siurprizas“ slypi priešingų, kartais, atrodo, vienas kitą paneigiančių savybių derinyje. Berilis yra lengvas, patvarus ir atsparus karščiui. Šis sidabriškai pilkas metalas yra pusantro karto lengvesnis už aliuminį ir tuo pačiu stipresnis už specialųjį plieną. Ypač svarbu, kad berilis ir daugelis jo lydinių neprarastų naudingų savybių 700...800°C temperatūroje ir gali dirbti tokiomis sąlygomis.
Grynas berilis yra labai kietas ir gali būti naudojamas stiklui pjaustyti. Deja, kietumas ateina kartu su trapumu.
Berilis yra labai atsparus korozijai. Kaip ir aliuminis, veikiamas oro, jis yra padengtas plona oksido plėvele, kuri apsaugo metalą nuo deguonies poveikio net esant aukštai temperatūrai. Tik virš 800°C slenksčio vyksta berilio masės oksidacija, o 1200°C temperatūroje metalinis berilis dega, virsdamas baltais BeO milteliais.
Berilis lengvai sudaro lydinius su daugeliu metalų, todėl jiems suteikiamas didesnis kietumas, stiprumas, atsparumas karščiui ir atsparumas korozijai. Vienas iš jo lydinių, berilio bronza, yra medžiaga, kuri leido išspręsti daugybę sudėtingų techninių problemų.
Berilio bronzos – tai vario lydiniai su 1...3 % berilio. Skirtingai nuo gryno berilio, jie puikiai tinka mechaniniam apdorojimui, pavyzdžiui, iš jų galima gaminti tik 0,1 mm storio juosteles. Šios bronzos atsparumas tempimui yra didesnis nei daugelio legiruotų plienų. Kita nuostabi detalė: laikui bėgant dauguma medžiagų, įskaitant metalus, „pavargsta“ ir praranda stiprumą. Berilio bronzos yra priešingos. Kai jie sensta, jų jėgos didėja! Jie yra nemagnetiniai. Be to, nuo smūgio jie nekibirkščiuoja. Iš jų gaminamos spyruoklės, spyruoklės, amortizatoriai, guoliai, krumpliaračiai ir daugelis kitų gaminių, kuriems reikia didesnio stiprumo, gero atsparumo nuovargiui ir korozijai, elastingumo išlaikymo plačiame temperatūrų diapazone, aukštų elektros ir šilumos laidumo charakteristikų. Aviacijos pramonė tapo viena iš šio lydinio vartotojų: teigiama, kad šiuolaikiniame sunkiajame lėktuve yra daugiau nei tūkstantis detalių iš berilio bronzos.
Berilio priedai sustiprina aliuminio ir magnio lydinius. Tai suprantama: berilio tankis yra tik 1,82 g/cm 3, o lydymosi temperatūra yra dvigubai aukštesnė nei šių metalų. Labiausiai nedideli kiekiai berilis (pakanka 0,005%) labai sumažina magnio lydinių degimo ir oksidacijos nuostolius lydymosi ir liejimo metu. Kartu gerėja liejinių kokybė ir gerokai supaprastėja technologija.
Paaiškėjo, kad berilio pagalba galima padidinti kitų metalų stiprumą, standumą ir atsparumą karščiui, ne tik įterpiant jį į tam tikrus lydinius. Siekiant išvengti greito plieninių detalių nusidėvėjimo, jos kartais beriliuojamos – jų paviršius difuzijos būdu prisotinamas beriliu. Tai daroma taip: plieninė detalė panardinama į berilio miltelius ir palaikoma juose 900...1100°C temperatūroje 10...15 valandų. Detalės paviršius padengtas kietu cheminiu berilio junginiu su geležimi ir anglimi. Šis patvarus tik 0,15...0,4 mm storio apvalkalas suteikia dalims atsparumą karščiui ir atsparumą jūros vandens ir azoto rūgštis.
Berilidai, intermetaliniai berilio junginiai su tantalu, niobiu, cirkoniu ir kitais ugniai atspariais metalais, taip pat turi įdomių savybių. Berilidai pasižymi išskirtiniu kietumu ir atsparumu oksidacijai. Geriausias techninės charakteristikos berilidai palaiko tai, kad jie gali veikti ilgiau nei 10 valandų 1650°C temperatūroje.
Berilis fiziko požiūriu
Daugelio elementų istorijoje yra ypatingų gairių – atradimų, po kurių šių elementų svarba nepamatuojamai išauga. Berilio istorijoje toks įvykis buvo neutrono atradimas.
30-ųjų pradžioje vokiečių fizikai W. Bothe ir G. Becker, bombarduodami berilį alfa dalelėmis, pastebėjo vadinamąją berilio spinduliuotę – labai silpną, bet itin skvarbią. Tai, kaip vėliau buvo įrodyta, pasirodė esąs neutronų srautas. Ir dar vėliau ši berilio savybė sudarė „neutronų patrankų“ – neutronų šaltinių, naudojamų skirtingų sričių mokslas ir technologija.
Tai buvo berilio atominės struktūros tyrimo pradžia. Paaiškėjo, kad jis išsiskiria mažu skerspjūviu neutronams gaudyti ir dideliu skerspjūviu jų sklaidai. Kitaip tariant, berilis (kaip ir jo oksidas) išsklaido neutronus, keičia jų judėjimo kryptį ir sulėtina greitį iki tokių verčių, kad grandininė reakcija gali veikti efektyviau. Iš visų kietos medžiagos Berilis laikomas geriausiu neutronų moderatoriumi.
Be to, berilis gali veikti kaip neutronų atšvaitas: pakeisti jų kryptį, grąžinti neutronus į reaktoriaus aktyvią zoną ir neutralizuoti jų nutekėjimą. Beriliui taip pat būdingas didelis atsparumas radiacijai, kuris išlieka net esant labai aukštai temperatūrai.
Visomis šiomis savybėmis pagrįstas berilio panaudojimas branduolinėje technologijoje – tai vienas būtiniausių jam elementų.
Moderatoriai ir atšvaitai, pagaminti iš berilio ir jo oksido, leidžia žymiai sumažinti reaktoriaus aktyviosios zonos dydį, padidinti darbo temperatūrą ir efektyviau naudoti branduolinį kurą. Todėl, nepaisant didelių berilio sąnaudų, jo naudojimas laikomas ekonomiškai pagrįstu, ypač mažuose orlaivių ir jūrų laivų galios reaktoriuose.
Berilio oksidas tapo svarbia medžiaga gaminant branduolinių reaktorių kuro elementų (kuro strypų) apvalkalus. Neutronų srauto tankis ypač didelis kuro elementuose; juose yra aukščiausia temperatūra, didžiausi įtempiai ir visos korozijos sąlygos. Kadangi uranas yra nestabilus korozijai ir nėra pakankamai stiprus, jis turi būti apsaugotas specialiais apvalkalais, dažniausiai pagamintais iš BeO.
Didelis šilumos laidumas (4 kartus didesnis nei plieno), didelė šiluminė talpa ir atsparumas karščiui leidžia naudoti berilį ir jo junginius nuo karščio apsaugančiose erdvėlaivių konstrukcijose. Erdvėlaivio Friendship 7 kapsulės išorinė šiluminė apsauga, kurioje Johnas Glennas buvo pirmasis amerikiečių kosmonautas, atlikęs orbitinį skrydį (po Jurijaus Gagarino ir Germano Titovo), buvo pagaminta iš berilio.
Dar didesniu mastu kosmoso technologija Berilio žmones traukia jo lengvumas, stiprumas, standumas ir ypač neįprastai didelis stiprumo ir svorio santykis. Todėl berilis ir jo lydiniai vis dažniau naudojami kosmoso, raketų ir aviacijos technologijose.
Visų pirma, dėl galimybės išlaikyti aukštą tikslumą ir matmenų stabilumą, berilio dalys naudojamos giroskopuose - įrenginiuose, įtrauktuose į raketų, erdvėlaivių ir raketų orientavimo ir stabilizavimo sistemą. dirbtiniai palydovaiŽemė.
4 elementas taip pat taikomas kitoms sritims šiuolaikinės technologijos, įskaitant radijo elektroniką. Visų pirma, keramika berilio oksido pagrindu tapo vadinamųjų keliaujančių bangų lempų korpusų medžiaga - labai efektyviais radijo vamzdžiais, kurie neprarado savo vertės dėl puslaidininkių puolimo.
Rentgeno technologijoje berilio metalas suteikė puikių langų rentgeno vamzdeliai: dėl mažo atominio svorio praleidžia 17 kartų daugiau minkštų medžiagų rentgeno spinduliai nei tokio pat storio aliuminio.
Berilis chemiko požiūriu
Paprastai amfoteriniai, t.y. Jis turi metalinių ir nemetalinių savybių. Tačiau metalines savybes vis dar vyrauja.
Berilis nereaguoja su vandeniliu net kaitinamas iki 1000°C, bet lengvai susijungia su halogenais, siera ir anglimi. Iš berilio halogenidų didžiausia vertė turi fluoro ir chlorido, naudojamų berilio rūdų perdirbimo procese.
Berilis gerai tirpsta visose mineralinėse rūgštyse, išskyrus, kaip bebūtų keista, azoto rūgštį. Nuo jo, kaip ir nuo deguonies, berilis yra apsaugotas oksido plėvele.
Berilio oksidas (BeO) turi vertingų savybių ir kai kuriais atvejais konkuruoja su pačiu beriliu.
Didelis atsparumas ugniai (lydymosi temperatūra 2570°C), didelis cheminis atsparumas ir aukštas šilumos laidumas leidžia naudoti berilio oksidą daugelyje technologijų šakų, ypač begydžių indukcinių krosnių ir tiglių, skirtų įvairiems metalams ir lydiniams lydyti, apdailai. Įdomu tai, kad berilio oksidas yra visiškai inertiškas berilio metalui. Tai vienintelė medžiaga, iš kurios gaminami tigliai beriliui lydyti vakuume.
Berilio oksidas stiklo gamyboje naudojamas palyginti ilgą laiką. Jo priedai padidina tankį, kietumą, lūžio rodiklį ir cheminis atsparumas stiklo Berilio oksido pagalba sukuriami specialūs akiniai, kurie itin pralaidūs ultravioletiniams ir infraraudoniesiems spinduliams.
Stiklo pluoštas, kuriame yra berilio oksido, gali būti naudojamas raketų ir povandeninių laivų statyboje.
Degant beriliui išsiskiria daug šilumos – 15 tūkst.kcal/kg. Todėl berilis gali būti didelės energijos raketų kuro sudedamoji dalis.
Kai kurie berilio junginiai tarnauja kaip katalizatoriai cheminiai procesai. Berilis reaguoja su šarmais ir sudaro berilato druskas, panašias į aliuminatus. Daugelis jų yra saldaus skonio, tačiau ant liežuvio jų neparagauti – beveik visi berilatai yra nuodingi.
Daugelis mokslininkų mano, kad berilio izotopai 10Be ir 7Be susidaro ne žemės žarnyne, o atmosferoje dėl kosminių spindulių poveikio azoto ir deguonies branduoliams. Nedideli šių izotopų pėdsakai buvo aptikti lietuje, sniege, ore, meteorituose ir jūros nuosėdose.
Tačiau jei sudėsite visus 10 Atmosferoje, vandens baseinuose, dirvožemyje ir vandenyno dugne, gautumėte gana įspūdingą skaičių – apie 800 tonų.
Izotopas 10 Be (pusėjimo trukmė 2,5 10 6 metai) yra išskirtinai dominantis geochemiją ir branduolinę meteorologiją. Gimę atmosferoje, maždaug 25 km aukštyje, 10 Be atomų kartu su krituliais patenka į vandenyną ir nusėda dugne. Žinant 10 Be koncentraciją mėginyje, paimtame iš dugno, ir šio izotopo pusėjimo trukmę, galima apskaičiuoti bet kurio vandenyno dugno sluoksnio amžių.
Berilis-10 taip pat kaupiasi jūros dumbluose ir iškastiniuose kauluose (kaulai sugeria berilį iš natūralių vandenų). Šiuo atžvilgiu kilo prielaida apie galimybę nustatyti organinių liekanų amžių naudojant 10Be. Faktas yra tai, kad gana plačiai išvystyta radioaktyviosios anglies pažintys netinkamas mėginių amžiui nustatyti 10 5 ...10 8 metų intervale (dėl didelio skirtumo tarp 14 C ir ilgaamžių izotopų 40 K, 82 Rb, 232 Th, 235 U pusėjimo trukmės). ir 238 U). 10 Be izotopas „užpildo“ šią spragą.
Kito radioizotopo – berilio-7 – gyvavimo laikas gerokai trumpesnis: jo pusinės eliminacijos laikas – tik 53 dienos. Todėl nenuostabu, kad jo kiekis Žemėje matuojamas gramais. 7Be izotopą taip pat galima pagaminti ciklotrone, tačiau tai bus brangu. Todėl šis izotopas nebuvo plačiai naudojamas. Kartais jis naudojamas orų prognozavimui. Jis veikia kaip savotiškas oro sluoksnių „žymeklis“: stebint 7 Be koncentracijos kitimą, galima nustatyti laiko tarpą nuo oro masių judėjimo pradžios. 7 Be dar rečiau naudojamas kituose tyrimuose: chemikai – kaip radioaktyvus atsekamoji medžiaga, biologai – tirdami galimybes kovoti su paties berilio toksiškumu.
Berilis biologo ir gydytojo požiūriu
Berilio randama augaluose, augančiuose berilio turinčiose dirvose, taip pat gyvūnų audiniuose ir kauluose. Tačiau nors berilis yra nekenksmingas augalams, gyvūnams jis sukelia vadinamąjį berilio rachitą. Padidėjęs berilio druskų kiekis maiste skatina tirpaus berilio fosfato susidarymą organizme. Berilis, nuolat „vogdamas“ fosfatus, prisideda prie jų susilpnėjimo kaulinis audinys- tai yra ligos priežastis.
Daugelis berilio junginių yra nuodingi. Jie gali sukelti odos ir berilio uždegiminius procesus – specifinę ligą, kurią sukelia įkvėpus berilio ir jo junginių. Trumpalaikis didelių tirpių berilio junginių koncentracijų įkvėpimas sukelia ūminę beriliozę, kuri yra dirginimas. kvėpavimo takų, kartais kartu su plaučių edema ir uždusimu. Taip pat yra lėtinis beriliozės tipas. Jai būdingi ne tokie ryškūs simptomai, bet didesni viso organizmo funkcijų sutrikimai.
Leistinos berilio kiekio ore ribos yra labai mažos – tik 0,001 mg/m3. Tai yra žymiai mažiau priimtinus standartus daugumai metalų, net toksiškų metalų, tokių kaip švinas.
Dažniausiai naudojamas beriliozei gydyti cheminiai junginiai, suriša berilio jonus ir palengvina jų pašalinimą iš organizmo.
Trys berilio „bet“.
Šis skyrius nereiškia, kad visa ankstesnė yra tik „teorija“. Bet, deja, veiksniai, ribojantys berilio naudojimą, yra gana realūs, ir jų negalima ignoruoti.
Tai visų pirma metalo trapumas. Tai labai apsunkina jo mechaninio apdorojimo procesą ir apsunkina didelių berilio lakštų ir sudėtingų profilių, reikalingų tam tikroms konstrukcijoms, gavimą. Šį trūkumą stengiamasi pašalinti. Tačiau, nepaisant kai kurių sėkmių (labo grynumo metalo gamyba, įvairūs technologiniai patobulinimai), kaliojo berilio gavimas tebėra sudėtinga problema.
Antrasis – berilio toksiškumas.
Kruopšti oro grynumo kontrolė, specialios vėdinimo sistemos, galbūt didesnis gamybos automatizavimas – visa tai leidžia sėkmingai kovoti su elemento Nr.4 ir jo junginių toksiškumu.
Ir galiausiai trečiasis ir labai svarbus berilio „bet“ yra jo didelė kaina. 1 kg berilio kaina JAV dabar siekia apie 150 dolerių, t.y. Berilis yra kelis kartus brangesnis nei titanas.
Tačiau padidėjęs vartojimas visada lemia technologinius patobulinimus, o tai savo ruožtu padeda sumažinti gamybos sąnaudas ir kainas. Ateityje berilio paklausa dar labiau išaugs: juk žmonija šį metalą pradėjo naudoti kiek daugiau nei prieš 40 metų. Ir, žinoma, elemento Nr.4 privalumai nusvers jo trūkumus.
Iš praeities dokumentų
Praėjusio amžiaus aštuntasis dešimtmetis buvo gyvų mokslinių diskusijų apie berilio atominį svorį metas.
DI. Mendelejevas apie tai rašė:
„Susipratimas truko keletą metų. Ne kartą girdėjau, kad berilio atominės masės klausimas grasina išjudinti periodinio dėsnio bendrumą ir gali pareikalauti gilių jo transformacijų. Daug jėgų dalyvavo mokslinėje diskusijoje dėl berilio, žinoma, būtent todėl, kad tai buvo svarbesnė tema nei santykinai reto elemento atomiškumas; šiomis skirtingomis kalbomis buvo aiškinamas periodinis dėsnis ir elementų tarpusavio ryšys skirtingos grupės tapo akivaizdžiau nei bet kada anksčiau“..
Ilgą laiką pagrindiniai dvivalenčio berilio priešininkai buvo švedų chemikai profesorius L.F. Nilssonas ir O. Petersonas. 1878 m. jie paskelbė straipsnį „Apie berilio paruošimą ir valentingumą“, kurio pabaigoje buvo tokie žodžiai: „... mūsų nuomonė apie tikrąjį atominį svorį ir cheminė prigimtisšio metalo dėsnis prieštarauja vadinamajam periodiniam dėsniui, kurį Mendelejevas numatė visiems elementams, būtent ne tik todėl, kad su Be = 13,8 šis metalas vargu ar gali būti įtrauktas į Mendelejevo sistemą, bet ir todėl, kad tada elementas, kurio atominis svoris yra 9, 2, kaip reikalauja periodinis įstatymas, sistemoje nebūtų ir, matyt, dar reikia jį atrasti.
Periodinį įstatymą gynė čekų chemikas Boguslavas Brauneris, kuris manė, kad gerai žinomas Dulongo ir Petito įstatymas, kurį naudojo Švedijos chemikai, turi tam tikrų nukrypimų mažo atominio svorio srityje, kuriai iš tikrųjų priklauso berilis. Be to, Brauneris patarė Nilssonui ir Petersonui nustatyti berilio chlorido garų tankį, manydamas, kad kiekybinis šios charakteristikos nustatymas padės tiksliai nustatyti elemento priklausomybę vienai ar kitai periodinės lentelės grupei. Kai švedų chemikai pakartojo savo eksperimentus ir padarė tai, ką jiems patarė Brauneris, jie buvo įsitikinę, kad Mendelejevas buvo teisus. Straipsnyje, atspindinčiame šio darbo rezultatus, Nilssonas ir Petersonas rašė: „...turime atsisakyti savo anksčiau gintos nuomonės, kad berilis yra trivalentis elementas... Tuo pačiu pripažįstame periodinio dėsnio teisingumą. svarbus atvejis“.
1884 m. Nilssonas rašė Mendelejevui: „... Negaliu neišsakyti jums savo nuoširdžių sveikinimų, kad šiuo atveju, kaip ir daugeliu kitų, sistema pasiteisino“.
Vėliau viename iš „Chemijos pagrindų“ leidimų D.I. Mendelejevas pažymėjo, kad „Nilssonas ir Petersonas yra vieni iš pagrindinių berilio triatomiškumo gynėjų... pateikė eksperimentinius įrodymus berilio dviatomiškumo naudai ir, garsiai tai išreiškę, parodė, kad moksle tiesa, net ir skirtingomis kalbomis. , yra visiems vienodai brangus, bent jau iš pradžių paneigė jį patvirtinusieji.
Brangieji berilai
Žinoma, kad pagrindinis berilio mineralas berilis yra pusbrangis akmuo. Bet kai jie kalba apie keturias jo veisles - smaragdą, akvamariną, žvirblį ir heliodorą, priešdėlis „pusiau“ atmetamas. Smaragdai, ypač sveriantys daugiau nei 5 karatus, vertinami ne mažiau nei deimantai.
Kuo šie akmenys skiriasi nuo paprasto berilo? Juk jų formulė ta pati – Al 2 Be 3 (Si 6 O 18). Tačiau ši formulė neatsižvelgia į priemaišas, kurios iš tikrųjų pusbrangius akmenis paverčia brangakmeniais. Akvamarinas yra spalvotas geležies jonais smaragde (taip pat žinomas kaip smaragdas), be Fe 2+, yra šiek tiek chromo oksido priemaišos. Rožinė Vorobjovitas paaiškinamas cezio, rubidžio ir dvivalenčių mangano junginių priemaiša, o aukso geltonumo heliodorą nuspalvina geležies jonai.
Brangusis metalas iš pusbrangių akmenų
Didelė berilio kaina paaiškinama ne tik ribotais žaliavos ištekliais, bet ir gryno metalo gavimo technologijos sunkumais. Pagrindinis berilio gamybos būdas yra jo fluoro redukavimas metalu magniu. Fluoras gaunamas iš hidroksido, o hidroksidas iš berilo koncentrato. Jau pirmasis šių technologinių kopėčių važiavimas susideda iš kelių žingsnių: koncentratas termiškai apdorojamas, sumalamas, po to paeiliui apdorojamas sieros rūgštimi, vandeniu, amoniako ir kaustinės sodos tirpalais bei specialiomis kompleksuojančiomis medžiagomis.
Gautas natrio berilatas hidrolizuojamas ir hidroksidas atskiriamas centrifugoje.
Hidroksidas taip pat virsta fluoru tik po kelių operacijų, kurių kiekviena yra gana sudėtinga ir daug darbo reikalaujanti. Magnio redukcija vyksta 900°C temperatūroje, proceso eiga kruopščiai kontroliuojama. Svarbi detalė: Reakcijoje išsiskirianti šiluma sugeriama tokiu pat greičiu, kaip ir išsiskiria. Gautas skystas metalas supilamas į grafito formas, tačiau jis yra užterštas šlaku ir dėl to vėl ištirpsta vakuume.
Berilis kasdieniame gyvenime
Berilio panaudojimo sritys neapsiriboja „aukštosiomis“ technologijomis. Gaminių, pagamintų iš nikelio-berilio lydinių (Be kiekis neviršija 1,5%), taip pat galima rasti kasdienybė. Iš šių lydinių gaminami chirurginiai instrumentai, poodinės adatos ir liejami metaliniai dantys. Spyruoklės laikrodžiams gaminamos iš lydinio „elinvar“ (nikelis, berilis, volframas) Šveicarijoje. Jungtinėse Amerikos Valstijose iš vario ir berilio lydinio gaminamos tušinukų rašymo mechanizmo rankovės.
Dirbtiniai smaragdai
Gaukite smaragdų dirbtinai daug sunkiau nei dauguma brangakmeniai. Pagrindinė priežastis Faktas yra tas, kad berilis yra sudėtingas junginys. Tačiau mokslininkai sugebėjo pamėgdžioti gamtinės sąlygos, kuriame susiformavo mineralas: smaragdai „gimsta“ labai aukštas kraujospūdis(150 tūkst. atm.) ir aukšta temperatūra (1550°C). Dirbtiniai smaragdai gali būti naudojami elektronikoje.
Berilis ir superlaidumas
Dabar žinoma daugiau nei tūkstantis medžiagų, kurios įgyja artimoje temperatūroje absoliutus nulis, superlaidumo savybė. Tarp jų yra metalinis berilis. Kondensuotas kaip plona plėvelė ant šalto pagrindo, maždaug 8 K temperatūroje berilis tampa superlaidininku.
Berilis vaistiniame preparate
1964 metais sovietų chemikų grupė, vadovaujama Tadžikistano TSR Mokslų akademijos viceprezidento, chemijos mokslų daktaro K.T. Porošinas laikė cheminė analizė senovės gydomoji priemonė "mumija". Paaiškėjo, kad ši medžiaga sudėtinga kompozicija, o tarp daugelio mumiyo esančių elementų yra berilis.
Berilio telkinių geografija
Berilio žaliavos yra prieinamos daugelyje pasaulio šalių. Dauguma dideli indėliai yra Brazilijoje ir Argentinoje. Jie sudaro apie 40 % berilio produkcijos kapitalistinėse šalyse. Didelės berilio rūdos atsargos taip pat aptinkamos Afrikos šalyse ir Indijoje.
Dar visai neseniai stambiagrūdis berilis buvo kasamas rankomis. Brazilijoje šiuo amatininkų metodu kasmet vis dar išgaunama iki 3000 tonų koncentrato.
Tik neseniai buvo pasiūlyti nauji flotacijos metodai, skirti išnaudoti anksčiau nepelningus smulkiagrūdžio berilio telkinius.
Berilis ir „atominė adata“
Berilio oksido termoizoliacinės savybės taip pat gali būti naudingos atliekant tyrimus žemiškos gelmės. Taigi, yra projektas paimti mėginius iš Žemės mantijos iš iki 32 km gylio naudojant vadinamąją atominę adatą. Tai miniatiūrinis tik 60 cm skersmens branduolinis reaktorius.
Atominės adatos veikimo principas yra toks: reaktoriuje susidariusios aukštos temperatūros (virš 1100°C) sukels uolienų tirpimą ir reaktoriaus judėjimą Žemės centro link. Maždaug 32 km gylyje sunkusis volframo antgalis turėtų atsiskirti, o reaktorius, tapęs lengvesnis už aplinkines uolienas, ims mėginius iš vis dar nepasiekiamų gelmių ir „išplauks“ į paviršių.
Berilis (lot. Beryllium), būk, cheminis elementas Mendelejevo periodinės sistemos II grupė, atominis skaičius 4, atominė masė 9,0122; lengvas šviesiai pilkas metalas. Jis turi vieną stabilų izotopą Be.
Berilis buvo atrastas 1798 metais BeO oksido pavidalu, kurį iš mineralinio berilo išskyrė L. Vauquelin. Metalinį berilį 1828 m. pirmą kartą gavo F. Wöhler ir A. Bussy nepriklausomai vienas nuo kito. Kadangi kai kurios berilio druskos turi saldų skonį, ji iš pradžių buvo vadinama gliuciniu (iš graikų glykys - saldus) arba gliciu. Glicinium pavadinimas vartojamas (kartu su beriliu) tik Prancūzijoje. Berilis pradėtas naudoti XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje, nors vertingos jo, kaip lydinių sudedamosios dalies, savybės buvo atrastos dar anksčiau, o puikios branduolinės savybės – XX amžiaus 30-ųjų pradžioje.
Berilio paplitimas gamtoje. Berilis yra retas elementas. Berilis yra tipiškas litofilinis elementas, būdingas rūgštinėms, subalkalinėms ir šarminėms magmoms. Yra žinoma apie 40 berilio mineralų. Iš jų didžiausias praktinę reikšmę yra berilis, fenacitas, helvinas, chrizoberilas, bertranditas yra perspektyvūs ir iš dalies naudojami.
Fizinės savybės. Berilio kristalinės gardelės yra šešiakampės, sandarios. Berilis yra lengvesnis už aliuminį, jo tankis 1847,7 kg/m3 (Al apie 2700 kg/m3), lydymosi temperatūra 1285°C, virimo temperatūra 2470°C.
Berilą 1798 m. atrado L. Vauquelin berilo žemės (BeO oksido) pavidalu, kai šis prancūzų chemikas aiškinosi bendrąsias jo savybes. cheminė sudėtis berilo ir smaragdo brangakmeniai. Metalinį berilį 1828 metais gavo F. Wöhleris Vokietijoje ir nepriklausomai A. Bussy Prancūzijoje. Tačiau dėl priemaišų jo nepavyko sulydyti. Tik 1898 metais prancūzų chemikas P. Lebeau, elektrolizavęs dvigubą kalio ir berilio fluoridą, gavo pakankamai grynus metalinius berilio kristalus. Įdomu tai, kad dėl saldaus vandenyje tirpių berilio junginių skonio elementas pirmą kartą buvo pavadintas „gliuciniu“ (iš graikų glykys – saldus). Dėl panašių berilio ir aliuminio savybių buvo manoma, kad tai trivalentis metalas, kurio atominė masė yra 13,5. Šią klaidą ištaisė D. I. Mendelejevas, kuris, remdamasis tam tikro laikotarpio elementų savybių pokyčių modeliu, beriliui skyrė vietą antroje grupėje.
Būnant gamtoje, gauti:
Berilis yra retas elementas, jo kiekis žemės plutoje yra 2,6·10 -4% masės. Jūros vandenyje yra iki 6·10 -7 mg/l berilio. Pagrindiniai natūralūs mineralai, kurių sudėtyje yra berilio: berilis Be 3 Al 2 (SiO 3) 6, fenacitas Be 2 SiO 4, bertranditas Be 4 Si 2 O 8 ·H 2 O ir helvinas (Mn, Fe, Zn) 4 3 S. priemaišos kitų metalų katijonai, skaidrios berilo veislės - brangakmeniai, pavyzdžiui, žalias smaragdas, mėlynas akvamarinas, helioderis, žvirblis ir kt. Šiuo metu jie išmoko juos sintetinti dirbtinai.
XIX amžiuje paprastos medžiagos pavidalu berilis buvo gautas kaliui veikiant bevandenį berilio chloridą:
BeCl 2 +2K=Be+2KCl.
Šiuo metu berilis gaunamas redukuojant jo fluoridą magniu:
BeF 2 + Mg = Be + MgF 2
arba berilio ir natrio chloridų mišinio lydalo elektrolizės būdu. Apdorojant berilio rūdą, išskiriamos originalios berilio druskos.
Fizinės savybės:
Berilio metalas yra kietas, trapus, pilkas metalas. Ore berilis, kaip ir aliuminis, yra padengtas oksido plėvele, suteikiančia matinę spalvą. Lydymosi temperatūra 1278°C, virimo temperatūra apie 2470°C, tankis 1,816 kg/m3. Stabilus iki 1277°C a-Be (magnio (Mg) tipo šešiakampė gardelė, parametrai a = 0,22855 nm, c = 0,35833 nm), esant temperatūrai iki metalo lydymosi (1277-1288 °C) - b-Vė su kubinėmis grotelėmis.
Cheminės savybės:
Oksido plėvelės buvimas apsaugo metalą nuo tolesnio sunaikinimo ir sukelia mažą jo cheminį aktyvumą kambario temperatūroje. Kaitinamas berilis dega ore, sudarydamas BeO oksidą ir reaguoja su siera ir azotu. Berilis reaguoja su halogenais įprastoje temperatūroje arba esant žema kaitra. Visas šias reakcijas lydi paleidimas didelis kiekisšiluma, nuo stiprybės kristalinės grotelės atsirandančių junginių (BeO, BeS, Be 3 N 2, BeCl 2 ir kt.) yra gana didelis.
Dėl to, kad paviršiuje susidaro stipri plėvelė, berilis nereaguoja su vandeniu, nors standartinių potencialų serijoje yra gerokai į kairę nuo vandenilio. Kaip ir aliuminis, berilis reaguoja su rūgštimis ir šarmų tirpalais:
Be + 2HCl = BeCl 2 + H 2,
Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2.
Įdomu tai, kad berilis gerai tirpsta koncentruotuose fluoro tirpaluose:
Būti + 4NH 4 F + 2H 2 O = (NH4) 2 + 2NH3 *H2O + H2
Priežastis – stiprių fluoro kompleksų susidarymas.
Svarbiausios jungtys:
Berilio oksidas, BeO natūraliai randamas kaip retas mineralas bromelitas. Gauti terminis skilimas berilio sulfatas arba hidroksidas aukštesnėje nei 800°C temperatūroje Skilstant baziniam acetatui susidaro aukštesnėje nei 600°C temperatūroje.
Nekalcinuotas berilio oksidas yra higroskopiškas, adsorbuoja iki 34% vandens, o kalcinuotas 1500 °C temperatūroje – tik 0,18%. Berilio oksidas, deginamas aukštesnėje nei 500°C temperatūroje, lengvai sąveikauja su rūgštimis, sunkiau – su šarmų tirpalais, o deginamas aukštesnėje nei 727°C – tik su vandenilio fluorido rūgštimi, karšta koncentruota sieros rūgštimi ir šarmų lydalais. Atsparus išlydytam ličiui, natriui, kaliui, nikeliui ir geležiui.
Berilio oksidas turi labai aukštą šilumos laidumą. Laikoma viena geriausių ugniai atsparių medžiagų, naudojama tiglių ir kitų gaminių gamybai
Berilio hidroksidas, Be(OH) 2 yra polimerinis junginys, netirpus vandenyje. Jis pasižymi amfoterinėmis savybėmis: Be(OH) 2 + 2KOH = K 2, Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O.
Poveikis berilio hidroksido Be(OH) 2 tirpalams karboksirūgštys arba išgarinant jų berilio druskų tirpalus gaunamos berilio oksidruskos, pavyzdžiui, Be 4 O(CH 3 COO) 6 oksiacetatas.
Berilio halogenidai, bespalvis kristus. medžiagos ištirpsta ore, sugerdamos drėgmę. Norint gauti bevandenį chloridą, naudojama reakcija 2BeO + CCl 4 = 2BeCl 2 + CO 2
Kaip ir aliuminio chloridas, BeCl2 yra Friedel-Crafts reakcijos katalizatorius. Tirpaluose vyksta hidrolizė
...
berilatai, koncentruotuose tirpaluose ir šarmų lydaluose yra berilatai, kurių sudėtis yra M 2 BeO 2, M 3 BeO 4, atskiestuose tirpaluose yra hidroksi berilatai M 2. Lengvai hidrolizuojasi iki berilio hidroksido.
...
Berilio hidridas, BeH 2 yra polimerinė medžiaga, ji gaunama vykstant reakcijai: BeCl 2 + 2LiH = BeH 2 + 2LiCl
Berilio karbidas, Be 2 C – susidaro beriliui sąveikaujant su anglimi. Kaip ir aliuminio karbidas, jį hidrolizuoja vanduo ir susidaro metanas.
Taikymas:
Berilis daugiausia naudojamas kaip įvairių lydinių legiravimo priedas. Berilio pridėjimas žymiai padidina lydinių kietumą ir stiprumą bei gaminių, pagamintų iš šių lydinių, paviršių atsparumą korozijai. Berilio bronza (Cu ir 3-6% Be) yra medžiaga spyruoklėms, pasižyminti dideliu atsparumu mechaniniam nuovargiui ir visiškai nesukurianti kibirkščių mechaninių smūgių metu.
Berilis silpnai sugeria rentgeno spindulius, todėl iš jo gaminami rentgeno vamzdelių langai (per kuriuos išeina spinduliuotė).
IN branduoliniai reaktoriai Neutronų atšvaitai yra pagaminti iš berilio, jis naudojamas kaip neutronų moderatorius.
Mišiniuose su kai kuriais a-Radioaktyvieji nuklidai berilis yra naudojamas ampulėse neutronų šaltiniuose, nes sąveikaujant beriliui-9 ir a- dalelės gamina neutronus: 9 Be( a,n) 12 C.
Fiziologinis veiksmas: Gyvuose organizmuose berilis neatlieka jokios biologinės funkcijos, tačiau kai kuriuose fermentuose berilis gali pakeisti magnį, todėl sutrinka jų funkcija. Lakieji ir tirpūs berilio junginiai, taip pat dulkės, kuriose yra berilio ir jo junginių, yra labai toksiški ir kancerogeniški (MPC 0,001 mg/m3).
Rudakova Anna Valerievna
HF Tiumenės valstybinis universitetas, 561 grupė.
Šaltiniai:
Berilis // Vikipedija. Atnaujinimo data: 2019-01-23. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=97664788 (prieigos data: 2019-02-04).
Berilis yra sidabriškai pilkas metalas su blizgančiais kristalais, kai sulaužomas, ir yra ketvirtas cheminis elementas periodinėje lentelėje. Berilio atomo svoris standartiniais vienetais yra 9,0122 atominė masė, lygus 1/12 anglies izotopo masės. Berilis yra retųjų žemių metalas, susijęs su žemės mase procentais 2,6·10-4%.
Berilio atradimas
Kaip ir daugelis cheminių elementų, berilis buvo atrastas tiriant savybes taurieji metalai ir brangakmeniai. 1798 m. garsusis prancūzas Louisas Nicolas Vauquelinas dirbo su beriliu - pusbrangiu akmeniu, artimiausiu smaragdo „giminaičiu“. Atliekant eksperimentus, vadinamieji berilo žemė, kuriame buvo berilio oksido BeO. Tačiau šį kartą berilis, kaip savarankiškas cheminis elementas, nebuvo identifikuotas ir pavadintas. Tai atsitiko vėliau, 1828 m., kai vokiečių mokslininkui Friedrichui Wölleriui pavyko gauti berilio metalą. O žinių apie šį gana retą elementą evoliuciją užbaigė prancūzų chemikas Lebeau, kuriam elektrolizės būdu pavyko gauti grynų berilio kristalų.
Berilio kristalai yra saldaus skonio, todėl elementas iš pradžių buvo vadinamas „gliuciniu“ iš graikų kalbos ir reiškia „saldus“. Atradus berilį, a nauja pramonė- pusbrangių ir brangakmenių sintezė. Šiandien berilis naudojamas dirbtiniams smaragdams, akvamarinams ir heliodorams sintetinti, kurie aktyviai naudojami juvelyrikos pramonėje. Pusbrangių akmenų berilis, kuris buvo berilio atradimo pradžios taškas, buvo pavadintas Pietų Indijos miesto Vellur vardu, kuris buvo netoli garsiųjų Indijos smaragdo kasyklų. Berilio taip pat randama žmogaus kūnas ne daugiau kaip 0,036 mg. Tačiau berilio dujos ir berilio dulkės yra labai toksiškos medžiagos, sukeliančios rimtas kvėpavimo ir kraujotakos sistemos patologijas.
Pagrindinės fizinės ir cheminės savybės
Dėl didžiausios vidinės galios šilumos šis metalas turi unikalių savybių, kurios lemia jo poreikį pirmaujančiose pramonės šakose ir moksle. Dėl minėto berilio retumo gamtoje šio elemento šiek tiek trūksta šiuolaikinių metalų lydinių pasaulyje.
Santykinai žema temperatūra 1284°C lydymosi temperatūra leidžia sukurti berilio luitus vakuumo sąlygomis, tačiau labiausiai paplitusi praktika yra gaminti berilį miltelių pavidalu. Lietas berilis pasižymi itin trapia struktūra, todėl šis metalas didžiausią susidomėjimą kelia savo deformuota forma. Terminis apdorojimas slėgiu leidžia padidinti berilio konstrukcinį stiprumą dydžiu, kuris galutinėje būsenoje dėl didelio lankstumo daugeliu savybių tampa panašus į magnį ir aliuminį. Visų pirma, berilio lauke taip pat sudaro oksido plėvelę, kuri apsaugo nuo korozijos. Šis metalas lengvai tirpsta daugelyje rūgščių ir net šarmų, išskyrus koncentruotą azoto rūgštį.
Berilis gaunamas jį izoliuojant iš aliuminio lydiniai naudojant įvairias valymo technologijas, taip pat iš berilo mineralų, kurie yra veikiami koncentruotos sieros rūgšties. Berilio metalas gaunamas apdorojant berilio oksidus ir sulfatus (Be(OH)2 arba BeSO4). Technologiniai procesai Berilio gamyba yra gana sudėtinga ir reikalauja didelių energijos sąnaudų, todėl šis metalas yra brangi medžiaga.
Taikymo sritis
Unikalus gamtos turtas berilio – nebendrauti su rentgeno spinduliuotė nulėmė aktyvų šio metalo panaudojimą rentgeno prietaisų ir įrangos gamyboje.
Be to, šiandien berilio lydiniai naudojami neutronų reflektorių ir moderatorių gamybai branduoliniai reaktoriai. Berilio oksidas pasižymi itin dideliu šilumos laidumu ir atsparumu ugniai, kuris taip pat naudojamas gaminant įrangą branduolinei energijai.
Aviacija ir aviacija yra dvi kitos pramonės šakos sėkminga paraiška berilio lydinių stiprumas, antikorozinis ir atsparumas ugniai. Metalurgijoje berilis naudojamas kaip legiravimo elementas, kuris padidina plieno antikorozinį ir konstrukcinį stiprumą.
