Beryllium, az elemek kémiai tulajdonságai

A berillium (Be) világosszürke, világos fém. Az elem neve a görög "beryl" -ből származik. 1798-ban felfedezte a francia chemist L. Vauclen az ásványi anyagot ebben a névben. A berilliumot először 1828-ban szerezték be Weller és Bussy egymástól függetlenül a berillium-klorid káliummal történő redukálásával. 1898-ban Lebo sikerült egy tiszta fém megszerzésére kálium- és berillium-fluoridot tartalmazó ömledék elektrolízisével. A fémipar ipari termelésének kezdete a 30-40-es évek közé tartozik. XX század.

Körülbelül 40 berilliumot tartalmazó ásványi anyag ismeretes. A leggyakoribb: beryl (

14% BeO), chrysoberyl (BeO 20%), bertraidit (akár 42% -a BeO) fenokit (46% BeO) helvite (13,6% BeO) barilid (15% BeO) euclase (17% BeO) .

A berillium-koncentrátumokat berillium-oxidra vagy hidroxidra dolgozzák fel, amelyből fluoridot vagy berillium-kloridot kapunk. A fém-berilliumot vagy a berillium-fluorid magnéziummal vagy a klorid elektrolitból történő elektrolízissel történő redukálásával nyerik.

Az első módszer szerint a berillium 0,05-0,1% Fe-t tartalmaz; 0,02-0,03% AI; 0,01-0,03% Si; 0,01-0,02% Mn; 0,03-0,05 Mg; 0,003-0,005% Cu; 0,003-0,005% Ni; a másodpercben 0,007% Fe visszanyerése után újra felolvasztjuk; 0,003% Al; 0,02-0,03% Si; 0,003% Ni; 0,002 Ge; 0,002% Cu; 0,03% Ca.

A magasabb tisztaságú berillium előállításához vákuum, zónaolvasztás és elektrolitikus finomítás végbemegy. Hazánkban egy módszert fejlesztettek ki a nagy tisztaságú (> 99,9%) és az ultrafinomságú (<10мкм) металлического берил-лия, обладающего высокой технологичностью. Заготовки получают ме-тодами порошковой металлургии — горячим прессованием порошков при 1140—1180°С, полуфабрикаты и изделия — выдавливанием.

A berillium hengerelt termékek rudak, csövek és lemezek formájában készülnek. A préselt rudak átmérője 20-200 mm, hosszúsága 1800 mm. A 800 ± 20 ° C-on két órán át hevített rúdhoz tartozó átmeneti ellenállás 550-700 MPa, a nyúlás> 5%. A csövek 1800 mm hosszúságúak, 100 mm és 260 mm közötti átmérőjűek, falvastagságuk 10-50 mm. A mechanikai tulajdonságok ugyanazok, mint a rudak esetében. A lemezek vastagsága 0,8-1,0 mm, vastagsága 12 mm, hossza 20-54 mm.

A lapok vastagsága 2-12 mm, szélessége 300-700 mm, hosszúsága 400-1000 mm. A melegen hengerelt és lágyított lemezek áttörésállósága 400-500 MPa, a nyúlás> 4%.

A berillium és vegyületei nagyon toxikusak. Különösen veszélyesek az illékony vegyületek, valamint a feldolgozás során keletkező por, ami a bőrbetegségeket és a légzőszervi megbetegedéseket (beryl-lyózis) okozza.

Az átlagos koncentráció a berillium a levegőben nem haladhatja meg a 2 g / m 3, és közel a vállalati 0,10 mg / m 3. Amikor az összes műveletet teljes germetiza-TION enyhe vákuumot fenn kell tartani kezelése során száraz porok (26,6 * 10 - 4 MPa). A folyamatokat automatizálni kell. Gőzöket, gázokat és egyéb hulladékokat dolgoznak fel a berilliumtartalmú anyagok tisztítására. A berilliummal rendelkező munkásokat átnedvesített ruhával és ágyneművel kell ellátni, amelyet hetente kétszer kell cserélni, légzőkészüléket, "szirmokat" és szemüveget.

Atomi jellemzők. Atomi szám, atomtömeg 9,013 a. e.m, atomi térfogat 4,89 * 10 -6 m 3 / mol. Az atomsugár 0,113 nm, az ion sugara 0,034 nm. A J (e B) ionizációs potenciál. 9.32 és 18.21. Elektronegativitás 1.5. A kristályrács hatszögletű, szorosan lezárva: a = 0,22860 nm és c = 0,35840 nm; c / a - 1,5671; a minimális interatomikus távolság 0,222; koordinációs szám 6; 6 külső elektronok konfigurációja 2 s 2. A kristályrács energiája 321,6 μJ / kmol. A 1254 ° C-hexagonális módosítását és továbblép a köbös rács módosítási periódus B 1254 „C 0,25515 nm és 1280 ° C -. 0,25543 nm Ebben a konkrét mennyiség hirtelen megváltozik, és meredeken növekszik kísért elektromos A természetben a berillium-izotópokat nem találják.

A Be-2e reakció normális elektróda potenciálja<±Ве 2 + ф0 = —1,7 В. В соединениях проявляет степень окисления +2.

Normál hőmérsékleten és 600 ° C-ig a berillium levegőn stabil, mivel BeO-vékony filmmel borítja; 700 ° C-on, az oxidáció kezdődik és 800-1000 ° C-on ez a folyamat meglehetősen gyorsan megy végbe. A vízzel a berillium gyakorlatilag nem reagál.

Berillium reagáltatjuk kénsav és sósav, valamint a razbav-lennoy salétromsavat, míg a koncentrált salétromsavat alig befolyásolja a berillium. Alkálioldatokkal való kölcsönhatás esetén a hidrogén szabadul fel.

A fluor-berillium fluorozott BeF 2 képződik, klór-kloriddal BeC12. bróm-bromid BeI2. a BeI2 jód-jodiddal.

Foszforral és arzénnel való kölcsönhatás során foszfid g és arsenidek jönnek létre. Kénnel a berillium a berillium-szulfid BeS-t képezi. A legtöbb berillium só, beleértve a szulfátot, vízben nagyon jól oldódik.

Megolvasztott állapotban a berillium szinte az összes fém feloldódik. Az olvadt lítiumban, nátriumban és káliumban 600 ° C-ig stabil, magasabb hőmérsékleten feloldódik. Magas hőmérsékleten kölcsönhatásba lép a legtöbb fémmel a berillium kialakítása érdekében. Az alumíniummal való kölcsönhatás során a szilícium eutektikát ad. A szennyezőelemek oldékonysága kicsi.

Elektrokémiai egyenérték 0,046 mg / Cl.

Szobahőmérsékleten a berillium törékeny. A berilliumból készült termékek extrudáltak, préseltek, hengereltek, kovácsoltak és forró állapotban kovácsoltak. A rudakat, csöveket és profilokat forró extrudálással állítják elő az alacsony széntartalmú acél védőhéjaiban. A forró préselést 500-110 ° C-on végezzük; 510 ° C-on 39,4 MPa nyomás szükséges, és 1100 ° C-on 0,5-1 MPa nyomás szükséges. A 0,02 mm vastagságú vékony lemezeket és fóliákat meleghengerléssel állítják elő közbenső hőkezeléssel. Huzalátmérő <0,03 мм получают волочением.

Kis sűrűségű, magas olvadáspontú, rendkívül magas modulusú, nagy a hőkapacitása és egy egyedi értéket elektromos vezetőképessége és hővezető cal használatához vezetett a berillium a különböző területeken az új technológia. A nukleáris mérnöki tevékenységben nagy szerepet kapott a termikus neutronok retarder és reflektor, valamint szerkezeti anyagként. Széles körben használják a BAA Rill precíziós eszközök, különösen a útmutatás és tanács-ment rendszerek, légiforgalmi berendezés, ahol az anyagot igényel magas dimenziós stabilitást alkalommal. A tendencia, hogy törékeny kudarc, érzékenység remek, elégtelen viszkozitás (viszkozitás-szakadék sheniya ipari minőségű berillium Kic = 9,5: 22 * ​​MPa m½ anizil- Trop mechanikai tulajdonságait, rossz hegeszthetőség, toxicitás és-sokaya korl használata berillium.

A berillium különböző ötvözetek ötvözésére szolgál. A berilliummal ellátott alumíniumötvözeteket a légi közlekedésben és a rakéta-technikában alkalmazzák.

A berilliummal bevitt rézötvözetek, az úgynevezett berillium bronz magas ellenálló képességgel rendelkeznek a fáradtság és kopás ellen magas hőmérsékleten; rugókat, repülőgép alvázokat, nem szikrázó szerszámokat gyártanak.

A tégelyek gyártására tűzálló anyagként berillium-oxidot használnak.