Высший оксид бериллия с чем реагирует

Оксид бериллия

В зависимости от способа получения, при стандартных условиях, оксид бериллия представляет собой белое кристаллическое или аморфное вещество без вкуса и запаха, очень малорастворимое в воде. Растворяется в концентрированных минеральных кислотах и щелочах, хорошо растворим в щелочных расплавах. [2] [3]

Оксид бериллия является единственным бинарным соединением бериллия с кислородом, хотя в паровой фазе над ВеО при температуре около 2000°С было отмечено присутствие полимеров типа (ВеО)₃ и (ВеО)₄. [2]

Содержание

Получение и свойства

В природе оксид бериллия встречается в виде минерала бромеллита. [3]

Получают оксид бериллия термическим разложение гидроксида бериллия и некоторых его солей (например, нитрата, основного ацетата, карбоната и др.) при температуре от 500 до 1000°С. Полученный таким образом оксид представляет собой белый аморфный порошок. В виде кристаллов оксид бериллия может быть получен нагреванием до высокой температуры (плавлением) аморфной формы или, например, при кристаллизации из расплавленных карбонатов щелочных металлов. [2] Упругость пара ВеО незначительна, поэтому в отсутствие паров воды это наименее летучий из всех тугоплавких оксидов. Примесь таких оксидов, как MgO, CaO, Al₂O₃, SiO₂, ещё больше понижает летучесть ВеО из-за химического взаимодействия между ними. В присутствии паров воды при 1000—1800°С летучесть оксида бериллия сильно возрастает в связи с образованием газообразного гидроксида бериллия. [2]
Оксид бериллия обладает очень высокой теплопроводностью. При 100° С она составляет 209,3 Вт / (м К), что больше, чем у любых неметаллов и даже у некоторых металлов. [4]

Химические свойства

Реакционная способность оксида бериллия зависит от способа его получения и от степени прокаливания. Повышение температуры при прокаливании ведет к увеличению размера зерен (то есть к уменьшению удельной поверхности), а, следовательно, и к уменьшению химической активности соединения. [2]

Прокаленный при температуре не выше 500°С, оксид бериллия растворяется в водных растворах кислот и щелочей (даже разбавленных), образуя соответствующие соли и гидроксобериллаты. Например:

Оксид бериллия, прокаленный при температуре от 1200 до 1300°С растворим в растворах концентрированных кислот. Например, прокаленный таким образом ВеО реагирует с горячей концентрированной серной кислотой:

Прокаливание оксида бериллия при температурах выше 1800° С приводит к практически полной утрате им реакционной способности. После такого прокаливая ВеО растворяется только в концентрированной плавиковой кислоте (с образованием фторида) и в расплавленных щелочах, карбонатах и пиросульфатах щелочных металлов (с образованием бериллатов): [2] [3]

Выше 1000°С оксид бериллия реагирует с хлором, при этом в присутствии угля данная реакция идет легче и при гораздо меньших температурах (600—800°С): [2]

При температуре выше 1000°С оксид бериллия ступает в обратимую реакцию гидрохлорирования (понижение температуры системы вызывает обратный процесс разложения образовавшегося хлорида бериллия): [2]

При нагревании оксид бериллия способен реагировать со многими хлорсодержащими соединениями. В частности уже при 500°С начинается реакция с фосгеном: [2]

Хлорирование тетрахлорметаном протекает при температуре 450—700°С: [2]

Гораздо труднее оксид бериллия взаимодействует с бромом, сведений же о взаимодействии ВеО с иодом нет.

Оксид бериллия реагирует далеко не всеми обычно применяемыми восстановителями. В частности, для восстановления бериллия из оксида применимы лишь кальций, магний, титан и уголь (при высокой температуре). Кальций и магний могут быть использованы в качестве восстановителя при температуре ниже 1700°С и атмосферном давлении, титан применим при давлении ниже 0,001 мм рт. ст. и 1400°С: [2]

В обоих случаях бериллий получается загрязненным, так как технически очень трудно разделить продукты реакции.

Использование угля более предпочтительно, но реакция с ним идет лишь при температурах выше 2000°С:

Оксид бериллия при температурах ниже 800°С устойчив по отношению к расплавленным щелочным металлам (литию, натрию и калию) и почти совсем не реагирует с Ce, Pt, Mo, Th, Ni и Fe; только при 1800° взаимодействует с Ni, Si, Ti, Zr. [2] [5]

Применение

Сочетание высокой теплопроводности и небольшой коэффициент термического расширения позволяют использовать оксид бериллия в качестве термостойкого материала, обладающего значительной химической инертностью.

Источник

Бериллий: способы получения и химические свойства

Бериллий Be — это cветло-серый, легкий, хрупкий металл. На воздухе покрывается оксидной пленкой. Восстановитель.

Относительная молекулярная масса M_r = 9,012; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 1,85; t_пл = 1287º C; t_кип = 2507º C.

Способ получения

1. В результате электролиза расплава хлорида бериллия образуются бериллий и хлор :

3. Оксид бериллия легко восстанавливается магнием при 700 — 800º С, образуя бериллий и оксид магния:

BeO + Mg = MgO + Be

4. Фторид бериллия также легко восстанавливается магнием при 700 — 750º С с образованием бериллия и фторида магния:

BeF₂ + Mg = Be + MgF₂

Качественная реакция

Качественная реакция на бериллий — окрашивание пламени горелки в коричнево — красный цвет.

Химические свойства

1.1. Бериллий взаимодействует с азотом при 700 — 900º С образуя нитрид бериллия:

1.2. Бериллий сгорает в кислороде (воздухе) при 900º С с образованием оксида бериллия:

2Be + O₂ = 2BeO

Be + Br₂ = BeBr₂

1.4. С серой бериллий реагирует при температуре 1150º C с образованием сульфида бериллия:

Be + S = BeS

1.5. С углеродом бериллий реагирует при 1700 — 1900º С и вакууме, образуя карбид бериллия:

2Be + C = Be₂C

2. Бериллий активно взаимодействует со сложными веществами:

2.2. Бериллий взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Бериллий реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид бериллия и водород :

Be + 2HCl = BeCl₂ + H₂ ↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной и горячей азотной кислотой бериллий образует нитрат бериллия, газ оксид азота (II) и воду:

2.2.3. В результате реакции концентрированной фтороводородной кислоты и бериллия образуется осадок тетрафторобериллат водорода и газ водород:

2.3. Бериллий может взаимодействовать с основаниями:

2.3.1. Бериллий взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве при температуре 400 — 500º С, при этом образуется бериллат натрия и водород:

2.4. Бериллий вступает в реакцию с газом аммиаком при 500 — 700º С. В результате данной реакции образуется нитрид бериллия и водород:

2.5. Бериллий может вступать в реакцию с оксидами :

В результате взаимодействия бериллия и оксида магния при температуре 1075º С образуется оксид бериллия и магний:

Be + MgO = BeO + Mg

3. Бериллий взаимодействует с органическими веществами :

Бериллий может вступать в реакцию с ацетиленом при 400 — 450º С, образуя карбид бериллия и водород:

Источник

Структура, свойства и применение оксида бериллия (BeO)

оксид бериллия (BeO) представляет собой керамический материал, который, помимо своей высокой прочности и удельного электрического сопротивления, обладает высокой теплопроводностью, что делает его частью ядерных реакторов, превосходя даже металлы по этому последнему свойству..

В дополнение к его полезности в качестве синтетического материала, он также может быть найден в природе, хотя это редко. Его управление должно осуществляться с осторожностью, так как оно способно нанести серьезный вред здоровью людей..

В современном мире наблюдалось, как ученые, связанные с технологическими компаниями, проводили исследования для разработки современных материалов для весьма специализированных применений, таких как материалы, которые соответствуют полупроводниковым материалам, и материалы аэрокосмической промышленности..

Результатом этого стало обнаружение веществ, которые благодаря своим чрезвычайно полезным свойствам и высокой долговечности позволили нам продвинуться во времени, что позволило нам поднять нашу технологию на более высокий уровень..

Химическая структура

Молекула оксида бериллия (также называется «Берилли») Он состоит из атома бериллия и атома кислорода, оба координированы в тетраэдрической ориентации, и кристаллизуется в гексагональных кристаллических структурах, называемых вюрцитами..

Получение оксида бериллия достигается тремя способами: прокаливанием карбоната бериллия, дегидратацией гидроксида бериллия или воспламенением металлического бериллия. Оксид бериллия, образующийся при высоких температурах, инертен, но может быть растворен несколькими соединениями.

BECO₃ + Жара → BeO + CO₂ (Обжиг)

Бе (ОН)₂ → BeO + H₂O (обезвоживание)

2 Be + O₂ → 2 BeO (зажигание)

Наконец, оксид бериллия может испаряться, и в этом состоянии он будет представлен в виде двухатомных молекул.

свойства

Оксид бериллия встречается в природе в виде бромеллита, белого минерала, обнаруженного в некоторых сложных месторождениях марганцевого железа, но чаще встречается в его синтетической форме: белого аморфного твердого вещества, которое образуется в виде порошка..

Кроме того, примеси, которые были захвачены в процессе производства, придают оксиду различные цвета..

Точно так же его химическая стабильность значительно высока, он реагирует только с водяным паром при температурах, близких к 1000 ºC, и может противостоять процессам восстановления углерода и воздействиям расплавленных металлов при высоких температурах..

Кроме того, его механическая прочность является достойной и может быть улучшена с помощью конструкций и производства, пригодных для коммерческого использования..

Электропроводность

Оксид бериллия является очень стабильным керамическим материалом и поэтому обладает довольно высоким удельным электрическим сопротивлением, что делает его одним из лучших электроизоляционных материалов наряду с глиноземом..

Из-за этого этот материал обычно используется для специализированного высокочастотного электрического оборудования.

Теплопроводность

Оксид бериллия имеет большое преимущество с точки зрения его теплопроводности: он известен как второй лучший теплопроводящий материал среди неметаллов, уступая только алмазу, материалу, значительно более дорогому и редкому..

Что касается металлов, только медь и серебро передают тепло лучше проводимости, чем оксид бериллия, что делает его очень желательным материалом.

Благодаря своим отличным теплопроводящим свойствам это вещество используется для производства огнеупорных материалов..

Оптические свойства

Из-за своих кристаллических свойств оксид бериллия используется для нанесения прозрачного материала на ультрафиолет в некоторых плоских экранах и фотоэлектрических элементах..

Аналогично, могут быть получены кристаллы очень высокого качества, поэтому эти свойства улучшаются в соответствии с используемым производственным процессом..

Риски для здоровья

Оксид бериллия является соединением, с которым необходимо обращаться с большой осторожностью, поскольку он сначала обладает канцерогенными свойствами, которые связаны с непрерывным вдыханием порошков или паров этого материала..

Мелкие частицы в этих фазах оксида прилипают к легким и могут вызывать образование опухолей или болезнь, известную как бериллиоз..

Существует также опасность для здоровья от прямого контакта оксида бериллия с кожей, так как он вызывает коррозию и раздражение и может привести к повреждению поверхности кожи и слизистых оболочек. При работе с этим материалом необходимо защищать дыхательные пути и руки, особенно в виде порошка..

приложений

Электронные приложения

Способность передавать тепло на высокий уровень и его хорошее удельное электрическое сопротивление сделали оксид бериллия приобретающим большое применение в качестве теплоотвода..

Его использование было подтверждено в цепях внутри компьютеров большой емкости, в дополнение к оборудованию, которое обрабатывает большие токи электричества..

Оксид бериллия прозрачен для рентгеновских лучей и микроволн, поэтому он используется в окнах против этих видов излучения, а также в антеннах, системах связи и микроволновых печах..

Ядерные применения

Его способность смягчать нейтроны и сохранять свою структуру под воздействием радиации привела к тому, что оксид бериллия участвует в строительстве ядерных реакторов, а также может применяться в высокотемпературных реакторах, охлаждаемых газами..

Другие приложения

Низкая плотность оксида бериллия вызвала интерес в аэрокосмической и военной промышленности, поскольку он может представлять собой вариант с малым весом в ракетных двигателях и бронежилетах.

Наконец, недавно был применен в качестве огнеупорного материала при плавлении металлов в металлургической промышленности.

Источник

Оксид бериллия (BeO): структура, свойства и применение

Содержание:

В оксид бериллия (ВеО) представляет собой керамический материал, который, помимо своей высокой прочности и удельного электрического сопротивления, обладает такой высокой теплопроводностью, что является частью ядерных реакторов, превосходя по этому последнему свойству даже металлы.

Помимо использования в качестве синтетического материала, он также встречается в природе, хотя встречается редко. При обращении с ним необходимо соблюдать осторожность, поскольку он может нанести серьезный вред здоровью человека.

В современном мире было замечено, как ученые, связанные с технологическими компаниями, проводят исследования по разработке передовых материалов для довольно специализированных приложений, таких как те, которые подходят для полупроводниковых материалов, и для аэрокосмической промышленности.

Результатом этого стало открытие веществ, которые благодаря своим чрезвычайно полезным свойствам и высокой прочности дали нам возможность двигаться вперед во времени, что позволило нам вывести нашу технологию на более высокий уровень.

Химическая структура

Молекула оксида бериллия (также называемого «Берилия») Он состоит из атома бериллия и атома кислорода, оба координированных в тетраэдрической ориентации, и кристаллизуется в гексагональные кристаллические структуры, называемые вюрцитами.

Получение оксида бериллия достигается тремя способами: прокаливанием карбоната бериллия, дегидратацией гидроксида бериллия или воспламенением металлического бериллия. Оксид бериллия, образующийся при высоких температурах, по своей природе инертен, но может растворяться в различных соединениях.

BeCO₃ + Тепло → BeO + CO₂ (Прокаливание)

Будь (ОН)₂ → BeO + H₂О (обезвоживание)

2 Be + O₂ → 2 BeO (зажигание)

Наконец, оксид бериллия может испаряться, и в этом состоянии он будет в форме двухатомных молекул.

Свойства

Кроме того, примеси, захваченные в процессе производства, придают образцу оксида различные цвета.

Точно так же его химическая стабильность значительно высока, реагирует только с водяным паром при температурах, близких к 1000 ºC, и он может противостоять процессам восстановления углерода и атакам расплавленных металлов при высоких температурах.

Кроме того, его механическая прочность приличная, и ее можно улучшить с помощью конструкции и изготовления, пригодных для коммерческого использования.

Электропроводность

Оксид бериллия является чрезвычайно стабильным керамическим материалом и, следовательно, имеет довольно высокое электрическое сопротивление, что делает его одним из лучших электроизоляционных материалов наряду с оксидом алюминия.

Из-за этого этот материал обычно используется для специализированного высокочастотного электрооборудования.

Теплопроводность

Оксид бериллия имеет большое преимущество с точки зрения теплопроводности: он известен как второй лучший теплопроводный материал среди неметаллов, уступая только алмазу, значительно более дорогому и редкому материалу.

Что касается металлов, только медь и серебро передают тепло за счет теплопроводности лучше, чем оксид бериллия, что делает его очень желательным материалом.

Благодаря отличным теплопроводным свойствам это вещество использовалось в производстве огнеупорных материалов.

Оптические свойства

Благодаря своим кристаллическим свойствам оксид бериллия используется для нанесения прозрачного материала для ультрафиолета в некоторых плоских экранах и фотоэлектрических элементах.

Точно так же могут быть получены кристаллы очень высокого качества, поэтому эти свойства улучшаются в зависимости от используемого производственного процесса.

Риск для здоровья

Мелкие частицы в этих оксидных фазах прилипают к легким и могут привести к образованию опухолей или заболеванию, известному как бериллиоз.

Прямой контакт оксида бериллия с кожей представляет опасность для здоровья, поскольку он вызывает коррозию и раздражение, а также может вызвать повреждение поверхности кожи и слизистых оболочек. При работе с этим материалом, особенно в виде порошка, необходимо защищать дыхательные пути и руки.

Приложения

Применения оксида бериллия в основном делятся на три: электронные, ядерные и другие применения.

Электронные заявки

Способность передавать тепло на высоком уровне и его хорошее электрическое сопротивление сделали оксид бериллия очень полезным в качестве радиатора.

Его использование было подтверждено в схемах в компьютерах большой емкости, а также в оборудовании, которое работает с большими токами электричества.

Оксид бериллия прозрачен для рентгеновских лучей и микроволн, поэтому он используется в окнах против этих типов излучения, а также в антеннах, системах связи и микроволновых печах.

Ядерные приложения

Его способность замедлять нейтроны и сохранять свою структуру при радиационной бомбардировке привела к тому, что оксид бериллия используется в строительстве ядерных реакторов, а также может применяться в высокотемпературных реакторах с газовым охлаждением.

Другие приложения

Низкая плотность оксида бериллия вызвала интерес в аэрокосмической и военной промышленности, поскольку он может представлять собой вариант с малым весом в ракетных двигателях и бронежилетах.

Наконец, недавно был применен в качестве огнеупорного материала в плавки металла в металлургической промышленности.

Ссылки

Социальная маргинализация: причины, виды и последствия

Источник

Оксид бериллия: способы получения и химические свойства

Оксид бериллия BeO — бинарное неорганическое вещество . Белый, тугоплавкий, термически устойчивый, летучий в токе O₂ и водяного пара. Проявляет амфотерные свойства.

Относительная молекулярная масса M_r = 25,01; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 3,015; t_пл ≈ 2580º C; t_кип = 4260º C.

Способ получения

1. Оксид бериллия получается при разложении карбоната бериллия при температуре выше 180º C. В результате разложения образуется оксид бериллия и углекислый газ:

2. В результате разложения нитрата бериллия при температуре выше 1000º С образуется оксид бериллия, оксид азота (IV) и кислород:

3. Гидроксид бериллия разлагается при 200 — 800º С с образованием оксида бериллия и воды:

4. Оксид бериллия можно получить путем разложения сульфата бериллия при температуре 547–600º C, образуется оксид бериллия и оксид серы (VI):

Химические свойства

1. Оксид бериллия реагирует с простыми веществами :

1.1. В результате реакции между оксидом бериллия и фтором при температуре выше 400º С образуется фторид бериллия и кислород:

1.2. Оксид бериллия реагирует с углеродом и образует карбид углерода и угарный газ:

2BeО + 3C = Be₂C + 2CO

1.3. Магний реагирует с оксидом бериллия при 700 — 800º С. На выходе образуется оксид магния и бериллий:

BeO + Mg = MgO + Be

2. Оксид бериллия взаимодействует со сложными веществами:

2.2.1. О ксид бериллия с концентрированной соляной кислотой образует хлорид бериллия и воду:

BeO + 2HCl = BeCl₂ + H₂O

2.2.2. В результате реакции между оксидом бериллия и концентрированной серной кислотой образуется сульфат бериллия и вода:

2.2.3. Если смешать горячую плавиковую кислоту с оксидом бериллия при 220 º С на выходе образуется фторид бериллия и вода

BeO + 2HF = BeF₂ + H₂O

2.2.4. Оксид бериллия вступает в реакцию с концентрированной плавиковой кислотой образуя тетрафторобериллат водорода и воду:

2.3. При взаимодействии бериллия с оксидами образуются соли:

2.3.1. Реагируя с оксидом кремния при температуре 1500 — 1600º С оксид бериллия образует силикат бериллия:

BeO + SiO₂ = BeSiO₃

2.3.2. Оксид бериллия реагирует с оксидом алюминия и образует алюминат бериллия:

2.3.3. В результате взаимодействия оксида бериллия и оксида натрия при 500º С образуется бериллат натрия:

2.4. Оксид бериллия вступает в реакции с основаниями :

BeO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Be(OH)₄]

2.5. Оксид бериллия реагирует с солями:

Оксид бериллия взаимодействует с карбонатами при сплавлении и образует бериллат и воду:

Источник