ХимЛаб - сайт о химии

СhemistLab.ru

Главная | Химический справочник | Регистрация | Вход
Вторник
06.12.2016
05:45
Гостевая книга
Информация о сайте
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная » Статьи » Б

Бериллий

БЕРИЛЛИЙ (лат. Beryllium), Be, хямич. элемент II группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 4, ат. м. 9,0122; лёгкий светло-серый металл. Имеет один стабильный изотоп 9Ве. Открыт в 1798 в виде окиси ВеО, выделенной из минерала берилла Л. Вокленом. Металлич. Б. впервые получили в 1828 Ф. Вёлер и А. Бюсси независимо друг от друга. Т. к. нек-рые соли Б. сладкого вкуса, его вначале называли "глюциний" (от греч. glykys - сладкий) или "глиций". Назв. Glicinium (знак Gl) употребляется (наряду с Б.) только во Франции. Применение Б. началось в 40-х гг. 20 в., хотя его ценные свойства как компонента сплавов были обнаружены ещё ранее, а замечательные ядерные - в нач. 30-х гг. 20 в.

Б.- редкий элемент, среднее содержание его в земной коре 6-10~4 % по массе. Б.- типичный литофильный элемент, характерный для кислых, субщелочных и щелочных магм. Известно ок. 40 минералов Б. Из них наибольшее практич. значение имеет берилл, перспективны и частично используются фенакит, гельвин, хризоберилл, бертрандит (см. Бериллиевые руды).

Физические и химические свойства. Кристаллнч. решётка Б. гексагональная плотноупа-кованная с периодами а=2,855 А и с = 3,5840 А. Б. легче алюминия, его плотность 1847,7 кг/л3 (у Аl ок. 2700 кг/м3), Тпл. 1284°С, Ткип. 2450°С.

Б. обладает наиболее высокой из всех металлов теплоёмкостью, 1,80 кдж/(кг-К) или 0,43 ккал/ (кг-°С), высокой теплопроводностью, 178 вт/(м'К) или 0,45 кал!(см-сек-°С) при 50°С, низким электросопротивлением, 3,6-4,5 мком-см при 20°С; коэфф. линейного расширения 10,3-131 (25-100°С). Эти свойства зависят от качества и структуры металла и заметно меняются с температурой. Модуль продольной упругости (модуль Юнга) ЗООГи/л2 (3-Ю4кгс/мм2). Механич. свойства Б. зависят от чистоты металла, величины зерна и текстуры, определяемой характером обработки. Предел прочности Б. при растяжении 200-550 Мн/м3(20-55 кгс/мм2), удлинение 0,2-2% . Обработка давлением приводит к определённой ориентации кристаллов Б., возникает анизотропия, становится возможным значит, улучшение свойств. Предел прочности в направлении вытяжки доходит до 400-800 Мн/м2(40-80 кгс/мм2), предел текучести 250-600 Мн/м2(25-60 кгс/мм2), а относительное удлинение до 4-12%. Механические свойства в направлении, перпендикулярном вытяжке, почти не меняются. Б.- хрупкий металл; его ударная вязкость 10-50 кдж/м2(0,1 -6,5 кгс-м/см2). Темп-pa перехода Б. из хрупкого состояния в пластическое 200-400 "С.

В химич. соединениях Б. 2-валентен (конфигурация внешних электронов 2s2). Б. обладает высокой химич. активностью, но компактный металл устойчив на воздухе благодаря образованию тонкой и прочной плёнки окиси ВеО. При нагревании выше 800°С быстро окисляется. С водой до 100°С Б. практически не взаимодействует. Легко растворяется в плавиковой, соляной, разбавл. серной к-тах, слабо реагирует с концентриров. серной и разбавл. азотной к-тами и не реагирует с концентриров. азотной. Растворяется в водных растворах щелочей, образуя соли бериллаты, напр. Na2BeO2. При комнатной темп-ре реагирует с фтором, а при повышенных - с др. галогенами и сероводородом. Взаимодействует с азотом при темп-ре выше 650 °С с образованием нитрида Be3N2 и при темп-ре выше 1200°С с углеродом, образуя карбид Ве2С. С водородом практически не реагирует во всём диапазоне темп-р. Гидрид Б. получен при разложении бериллийорганич. соединений и устойчив до 240°С. При высоких темп-pax Б. взаимодействует с большинством металлов, образуя бериллиды; с алюминием и кремнием даёт эвтектич. сплавы. Растворимость примесных элементов в Б. чрезвычайно мала. Мелкодисперсный порошок Б. сгорает в парах серы, селена, теллура. Расплавленный Б. взаимодействует с большинством окислов, нитридов, сульфидов и карбидов. Единственно пригодным материалом тиглей для плавки Б. служит бериллия окись.

Гидроокись Be (OH)2 - слабое основание с амфотерными свойствами. Соли Б. сильно гигроскопичны и за небольшим исключением (фосфат, карбонат) хорошо растворимы в воде, их водные растворы вследствие гидролиза имеют кислую реакцию. Фторид BeF2 с фторидами щелочных металлов и аммония образует фторбериллаты, напр. Na2BeF.i, имеющие большое пром. значение. Известен ряд сложных бериллийорганич. соединений, гидролиз и окисление нек-рых из них протекают со взрывом.

Получение и применение. В пром-сти металлич. Б. и его соединения получают переработкой берилла в гидроокись Ве(ОН)2 или сульфат BeSO4. По одному из способов, измельчённый берилл спекают с Na2SiF6, образующиеся фторбериллаты натрия Na2BeF4 и NaBeF3 выщелачивают из смеси водой; при добавлении к этому раствору NaOH в осадок выпадает Ве(ОН)2. По другому способу, берилл спекают с известью или мелом, спек обрабатывают серной к-той; образующийся BeSOs выщелачивают водой и осаждают аммиаком Ве(ОН)2. Более полная очистка достигается многократной кристаллизацией BeSO4, из которого прокаливанием получают ВеО. Известно также вскрытие берилла хлорированием или действием фосгена. Дальнейшая обработка ведётся с целью получения BeF2 или ВеСl2.

Металлич. Б. получают восстановлением BeF2 магнием при 900-1300°С или электролизом ВеСl2 в смеси с NaCl при 350°С.

Полученный металл переплавляют в вакууме. Металл высокой чистоты получают дистилляцией в вакууме, а в небольших количествах - зонной плавкой; применяют также электролитич. рафинирование.

Из-за трудностей получения качественных отливок заготовки для изделий из Б. готовят методами порошковой металлургии. Б. измельчают в порошок и подвергают горячему прессованию в вакууме при 1140-1180°С. Прутки, трубы и др. профили получают выдавливанием при 800-1050°С (горячее выдавливание) или при 400-500°С (тёплое выдавливание). Листы из Б. получают прокаткой горячепрессованных заготовок или выдавленных полос при 760-840°С. Применяют и др. виды обработки - ковку, штамповку, волочение. При механич. обработке Б. пользуются твердосплавным инструментом.

Сочетание малой ат. массы, малого сечения захвата тепловых нейтронов (0,009 барн на атом) и удовлетворит. стойкости в условиях радиации делает Б. одним из лучших материалов для изготовления замедлителей и отражателей нейтронов в атомных реакторах. В Б. выгодно сочетаются малая плотность, высокий модуль упругости, прочность, теплопроводность. По удельной прочности Б. превосходит все металлы. Благодаря этому в кон. 50 - нач. 60-х гг. Б. стали применять в авиац., ракетной и космич. технике и гироприборостроении. Однако высокая хрупкость Б. при комнатной темп-ре -главное препятствие к его широкому использованию как конструкц. материала. Б. входит в состав сплавов на основе Al, Mg, Си и др. цветных металлов (см. Алюминиевые сплавы, Магниевые сплавы, Медные сплавы).

Нек-рые бериллиды тугоплавких металлов рассматриваются как перспективные конструкц. материалы в авиа- и ракетостроении. Б. применяется также для поверхностной бериллизации стали. Из Б. изготовляют окна рентгеновских трубок, используя его высокую проницаемость для рентгеновских лучей (в 17 раз большую, чем у алюминия). Б. применяется в нейтронных источниках на основе радия, полония, актиния, плутония, т. к. он обладает свойством интенсивного излучения нейтронов при бомбардировке а-частицами. Б. и нек-рые его соединения рассматриваются как перспективное твёрдое ракетное топливо с наиболее высокими удельными импульсами.

Широкое произ-во чистого Б. началось после 2-й мировой войны. Переработка Б. осложняется высокой токсичностью летучих соединений и пыли, содержащей Б., поэтому при работе с Б. и его соединениями нужны специальные меры защиты.

Бериллий в организме. Б. присутствует в тканях мн. растений и животных. Содержание Б. в почвах колеблется от 2 • 10-4 до 1 • 10-3% ; в золе растений ок. 2-10-4% . У животных Б. распределяется во всех органах и тканях; в золе костей содержится от 5-10-4 до 7-10-3% Б. Ок. 50% усвоенного животным Б. выделяется с мочой, ок. 30% поглощается костями, 8% обнаружено в печени и почках. Биологич. значение Б. мало выяснено; оно определяется участием Б. в обмене Mg и Р в костной ткани. При избытке в рационе Б., по-видимому, происходит связывание в кишечнике ионов фосфорной к-ты в неусвояемый фосфат Б. Активность нек-рых ферментов (щелочной фосфатазы, аденозинтрифосфата-зы) тормозится малыми концентрациями Б. Под влиянием Б. при недостатке фосфора развивается не излечиваемый витамином D бериллиевый рахит, встречаемый у животных в биогеохимических провинциях, богатых Б.

Лит.: Бериллий, под ред. Д. Уайта, Дж. Бёрка, пер. с англ., М., 1960; Дарвин Д ж., Баддери Д ж.. Бериллий, пер. с англ., М., 1962; Силина Г. Ф., Зарембо Ю. И., Бертина Л. Э., Бериллий, химическая технология и металлургия, М., I960; Папиров И. И., Тихинский Г. Ф., Физическое металловедение бериллия, М., 1968; Эверест Д., Химия бериллия, пер. с англ., М., 1968; Химия и технология редких и рассеянных элементов, т. 2, М., 1969; Самсонов Г. В., Химия бериллидов, "Успехи химии", 1966, т. 35, в. 5, с. 779; Гагарин В. В., Бериллий как конструкционный материал атомной энергетики, "Атомная техника за рубежом", 1969, № 3, с. 9; Ижванов Л. А. [и др.], Бериллий - новый конструкционный металл, "Металловедение и термическая обработка металлов", 1969, № 2, с. 24; Коган Б. И., Капусти некая К. А., Бериллий в современной технике, "Цветные металлы", 1967, № 7, с. 105. Б. М. Булычев, Л. А. Ижванов, В. В. Ковальский.

По материалам БСЭ.

Категория: Б | Добавил: lascheggia (23.09.2015)
Просмотров: 91
Таблица Менделеева
Форма входа

Категории раздела
А [58]Б [51]
В [40]Г [48]
Д [40]Е [2]
Ж [11]З [24]
И [23]К [70]
Л [39]М [56]
Н [55]О [26]
П [66]Р [56]
С [97]Т [50]
У [14]Ф [32]
Х [19]Ц [59]
Ч [8]Ш [20]
Щ [7]Э [33]
Ю [1]Я [11]
Поиск
Типовые задачи

Типовые задачи и решения по общей и неорганической химии

Типовые задачи и решения по физико-химическим методам анализа

Типовые задачи и решения по электрохимии

Типовые задачи и решения по комплексным соединениям

Типовые задачи и решения по физической химии

Облако тегов
Посетители

Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0
Поделиться
lascheggia © 2012-2016
Бесплатный хостинг uCoz