Оксид бериллия (BeO) Кузьменко Ольга

1. Физические свойства

Оксид бериллия (Бромеллит) BeO встречается в природе в виде редкого минерала бромеллита. Оксид бериллия — белый кристаллический поро­шок, образующийся со значительным выделением тепла. В воде он нерастворим, но растворяется в кислотах, правда, в том случае, если предварительно не был прокален выше 400°С. В настоящее время это прочное жаростойкое соединение бериллия широко применяется в технике.

Относительная молекулярная масса М=25,01;

Давление пара при 2000°C: р =0,003;

Температура плавления = 2578 °C

Температура кипения =4300 °C.

Молярная теплоемкость = 25,5 Дж/(моль· К)

Теплопроводность при 100°C: 209,3 -13,9 Вт/( м· К)

Энтальпия образования = 589,2 кДж/моль

Стандартная молярная теплоёмкость при постоянном давлении С°_р = 25,56 (для α-BeO); 56,0 (для β- BeO);

Стандартная молярная энтропия =13,77 Дж/(моль· К);

2. 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.

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

1) BeO + 2NaOH(конц., гор.) = Na2[Be(OH)4];

2) BeO + 2HCl(конц.)= BeCl2 +H2O;

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:

3) BeO + H2SO4(конц.)= BeSO4↓ +H2O.

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):

4) BeO + 2HF(г) = BeF2 + H2O (220◦ С);

5) BeO + 2NaOH = Na2BeO2 + H2O (250–300◦ C);

6) BeO + Na2CO3 =Na2BeO2 + CO2

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):

7) 2BeO + 2Cl2= 2BeCl2 + O2;

8) BeO + C(графит)+Cl2 = BeCl2 + CO (700–900◦ C);

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

9) BeO + COCl2 = BeCl2 + CO2;

Хлорирование тетрахлорметаном протекает при температуре 450—700°С:

10) 2BeO + CCl4 = 2BeCl2 + CO2;

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 иуголь (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:

11) BeO + Cа = Be + CаO;

12) 4BeO + Тi = 2Be + ТiO2;

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:

13) BeO + C = Be + CO;

Оксид бериллия при температурах ниже 800°С устойчив по отношению к расплавленным щелочным металлам (литию, натрию и калию) и почти совсем не реагирует с церием, платиной, молибденом, торием и железом; только при 1800° взаимодействует с никелем, кремнием, титаном и цирконием.