Презентация на тему «Химия редких элементов»

Химия редких элементов

Бериллий

Химия редких элементов

БЕРИЛЛИЙ Открыт - в 1798г

- Л.Н. Вокелен, в виде оксида BeO из берилла, «глицин»; глиций, глициний, глюциний (Glicinium Gl). М. Клапрот и А. Экеберг : «берриловая земля». М. Клапрот , Ф.И. Гизе: «беррилий». Впервые получен металлический Be (порошок) – в 1828г. – Ф. Вёлер (Германия) и А.Бюсси (Франция): 1898 г. – П. Лебо получил чистый бериллий электролизом фторбериллатов калия и натрия Промышленное производство бериллия было начато в 1930г. в Германии, в СССР и США – в 1952г., в Англии – в 1956г.

Содержание в земной коре 2,6·10-4 % масс; в морской воде содержится до

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 – драгоценные камни: аквамарин, александрит, изумруд, гелиодор и др. Цвет бериллу придают примеси различных элементов. Месторождения минералов бериллия присутствуют на территории Бразилии, Аргентины, Африки, Индии, России (Бурятия, Сибирь) и др.

Бериллий в природе

Разновидности берилла – драгоценные камни

Александрит

Аквамарин

Гелиодор

Формула: Be3Al2Si6O18 Цвет: светло-голубой, голубовато-зелёный, зеленовато-синий или серо-голубой

Формула: Al2BeO4 Цвет: при дневном свете: тёмно-сине-зелёный, голубовато-зелёный, тёмно-травяно-зелёный, оливково-зелёный при вечернем или искусственном свете: розово-малиновый, красно-фиолетовый, пурпурный

Формула: Be3Al2Si6O18 Цвет: Золотисто-жёлтый

Разновидности берилла – драгоценные камни

Изумруд

Хризоберилл

Фенакит

Эвклаз

Формула: BeAl2O4 Цвет: голубовато-зелёный, коричневый, коричневато-зелёный, зелёный, серый

Формула: Be3Al2Si6O18 Цвет: зелёный, желтовато-зелёный

Формула: AlBe[SiO4](OH) Цвет: бесцветен, цвета морской волны или бледно-голубой

Формула: Be2SiO4 Цвет: бесцветный, винно-жёлтый, розовый, бурый

Области применения бериллия 1) Бериллий металлический и бронзы: в

атомной энергетике - для изготовления замедлителей и отражателей для ядерных реакторов большой мощности и экспериментальных ядерных реакторов, оболочек топливных элементов; для изготовления источника нейтронов по ядерной реакции Be9 (?, n) C12 ; для производства катаных, кованых, прессованных и обработанных резанием деталей для ракет, самолетов и космических кораблей; в производстве гироскопов, акселерометров, деталей вычислительных машин, приборов на станциях наведения и ряда других деталей, где необходимо сочетание легкости, прочности и постоянства размеров; 2) Оксид бериллия для изготовления огнеупорных тиглей, применяемых для плавки тугоплавких металлов в печах с индукционным нагревом (высокая температура плавления, химическая инертность, прочность, теплостойкость и хорошая теплопроводность); в светотехнической промышленности и электронике как хороший диэлектрик; и для изготовления окон волноводов, а также как компонент высокопрочного стекловолокна.

Физические свойства бериллия Металл серо-стального цвета Плотность при

н/у 1,848 г/см3 Температура плавления 1278 (1287) °С Известны две кристаллических модификации ? (гексагон. типа Mg) ? ? (кубич.) (1277 °С) Температура кипения 2970 °С Анизотропия свойств Твердость по Моосу 5,5 баллов ТОКСИЧЕН: ПДК = 0,001 мг/м3

Общая характеристика и химические свойства бериллия Be – элемент II

группы периодической системы, электронная конфигурация 1s22s2, степени окисления: 2 Гидратируется: [Be(H2O)4]2+ Е0= –1,7 В

Свойства галогенидов бериллия

Соединение

BeF2

BeCl2

BeBr2

BeI2

Температура плавления, °С

? 803

404

? 500

? 480

Температура кипения, °С

1327

500

520

590

Плотность, г/см3

2,01

1,9

3,46

4,32

Растворимость в воде, г/100 г Н2О: BeF2 - около 85, BeCl2 – 65. Аммиакаты хлорида бериллия: BeCl2·nNH3, где n = 2, 4, 6, 12. Комплексы с органич. веществами:

Фторбериллаты BeF+, , и

Гидроксид бериллия Be(OH)2 Модификации: А

аморфная (Be(OH)2·nH2O), ?-форма метастабильная, ?-форма кристаллическая. Плотность (?-форма) 1,92 г/см3 Растворимость в воде (25 °С): 2·10–3 г/л. Амфотерен: Be(OH)2 ? Be2+ + 2OH–, H2BeO2 ? 2H+ + BeO22– . рН осаждения: из р-ров солей 6, из р-ров фторида и фторбериллатов 11.

Бериллаты Бесцветные или белые крист

вещества. При сплавлении: BeO22– , BeO34– , Be2O32– и т.п. При растворении: [Be(OH)4]2–

Сульфат бериллия Белое крист

вещество. BeSO4·4H2O ? BeSO4 б/в (400 °C). Плотность d = 2,50 г/см3 (б/в); 1,71 г/см3 (тетрагидрат); tпл.= 1287 °C (б/в); tкип.= 2500 °C (б/в); растворимость в воде: 30,5 г/100 г H2O; образует двойные соли с сульфатом аммония и сульфатами щелочных металлов: BeSO4·(NH4)2SO4 ·6H2O (хорошо р-римы в воде).

Нитрат бериллия Be(NO3)2·4Н2О ( [Be(Н2О)4](NO3)2 ) Плотность d = 1,56

г/см3 (тетрагидрат); tпл.= 60 °C (тетрагидрат); tразл.= 100-1000 °C; растворимость в воде (20°C): 51,2 г/100 г H2O, гидролизуется до Be(OH)NO3); Получение: Be(OH)2 + 2HNO3 ? Be(NO3)2 + H2O, BeSO4 + Ba(NO3)2 ? Be(NO3)2 + BaSO4.

Карбонат бериллия BeСO3·4Н2О

только в присутствии большого изб. СO2 При взаимодействии водных растворов карбонатов щелочных металлов или карбоната аммония с солями Ве образуется Be2(OH)2CO3. В избытке карбонатов щелочных металлов и аммония гидроксид бериллия образует растворимые комплексные соединения: Be(OH)2 + 2(NH4)2CO3 ? (NH4)2[Be(CO3)2] + 2NH4OH. При кипячении растворов, содержащих комплексные карбонаты бериллия, происходит их частичный гидролиз и выделение основного карбоната: 2(NH4)2[Be(CO3)2] + H2O ? ? ?Be2(OH)2CO3 + 2(NH4)2CO3 + CO2?. Be2(OH)2CO3·nBe(OH)2·mH2O, где n = 2, 3, 4, 5, 7; m = 1, 2, 3.

Фосфат бериллия Be3(РO4)2·4Н2О

б/цв. крист. Оксалат бериллия BeC2O4·3H2O ? б/цв. крист. BeC2O4·3H2O ? BeC2O4·H2O ? BeC2O4 ? BeO 100°C 220 °C 350 °C В растворе происходит комплексообразование бериллия, где он частично находится в виде комплекса [Be(C2O4)2]2–.

Оксоацетат бериллия tпл

= 238 °C; tкип.= 303 °C; возгоняется в вакууме без разложения. 4Be(OH)2 + 6CH3COOH ? Be4O(CH3COO)6 + 7H2O.