BERYLLIUMHYDROXID (BE (OH) 2): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Das Berylliumhydroxid ist eine chemische Verbindung, die aus zwei Molekülen Hydroxid (OH) und einem Molekül Beryllium (Be) besteht. Seine chemische Formel lautet Be (OH) ₂ und es zeichnet sich durch eine amphotere Spezies aus. Im Allgemeinen kann es aus der Reaktion zwischen Berylliummonoxid und Wasser gemäß der folgenden chemischen Reaktion erhalten werden: BeO + H ₂ O → Be (OH) ₂

Andererseits hat diese amphotere Substanz eine lineare molekulare Konfiguration. Aus Berylliumhydroxid können jedoch verschiedene Strukturen erhalten werden: Alpha- und Beta-Form als Mineral und in der Dampfphase, abhängig von der verwendeten Methode.

Chemische Struktur

Diese chemische Verbindung kann in vier verschiedenen Formen gefunden werden:

Alpha-Berylliumhydroxid

Die Zugabe eines basischen Reagens wie Natriumhydroxid (NaOH) zu einer Lösung von Berylliumsalz ergibt die alpha (α) -Form von Berylliumhydroxid. Ein Beispiel ist unten gezeigt:

2NaOH (verdünnt) + BeCl ₂ → Be (OH) ₂ ↓ + 2NaCl

2NaOH (verdünnt) + BeSO ₄ → Be (OH) ₂ ↓ + Na ₂ SO ₄

Beta-Berylliumhydroxid

Die Degeneration dieses Alpha-Produkts bildet eine metastabile tetragonale Kristallstruktur, die sich nach langer Zeit in eine rhombische Struktur namens Beta (β) Berylliumhydroxid umwandelt.

Diese Beta-Form wird auch als Niederschlag aus einer Natriumberylliumlösung durch Hydrolyse unter Bedingungen nahe dem Schmelzpunkt erhalten.

Von Andif1 aus Wikimedia Commons

Berylliumhydroxid in Mineralien

Obwohl es nicht üblich ist, wird Berylliumhydroxid als kristallines Mineral gefunden, das als Behoit bekannt ist (benannt nach seiner chemischen Zusammensetzung).

Es wird in Granit-Pegmatiten hergestellt, die durch Veränderung von Gadolinit (Mineralien aus der Gruppe der Silikate) in vulkanischen Fumarolen gebildet werden.

Dieses relativ neue Mineral wurde 1964 zum ersten Mal entdeckt und derzeit nur in Granit-Pegmatiten in den Bundesstaaten Texas und Utah in den USA gefunden.

Berylliumhydroxiddampf

Bei Temperaturen über 1200 ° C (2190 ° C) liegt Berylliumhydroxid in der Dampfphase vor. Es wird aus der Reaktion zwischen Wasserdampf und Berylliumoxid (BeO) erhalten.

In ähnlicher Weise hat der resultierende Dampf einen Partialdruck von 73 Pa, gemessen bei einer Temperatur von 1500 ° C.

Eigenschaften

Berylliumhydroxid hat eine ungefähre Molmasse oder ein Molekulargewicht von 43,0268 g / mol und eine Dichte von 1,92 g / cm ³ . Sein Schmelzpunkt liegt bei einer Temperatur von 1000 ° C, bei der er seine Zersetzung beginnt.

Be (OH) ₂ (Behoit) hat als Mineral eine Härte von 4 und eine Dichte zwischen 1,91 g / cm ³ und 1,93 g / cm ³ .

Aussehen

Berylliumhydroxid ist ein weißer Feststoff, der in seiner Alpha-Form ein gallertartiges und amorphes Aussehen hat. Andererseits besteht die Beta-Form dieser Verbindung aus einer genau definierten, orthorhombischen und stabilen Kristallstruktur.

Man kann sagen, dass die Morphologie des Be (OH) ₂ -Minerals variiert, da es sich um retikuläre, arboreszierende Kristalle oder kugelförmige Aggregate handelt. Ebenso kommt es in weißen, rosa, bläulichen und sogar farblosen Farben und mit einem fettigen Glaskörperglanz.

Thermochemische Eigenschaften

Bildungsenthalpie: -902,5 kJ / mol

Gibbs-Energie: -815,0 kJ / mol

Bildungsentropie: 45,5 J / mol

Wärmekapazität: 62,1 J / mol

Spezifische Wärmekapazität: 1.443 J / K.

Standard-Bildungsenthalpie: -20,98 kJ / g

Löslichkeit

Berylliumhydroxid hat einen amphoteren Charakter, kann also Protonen abgeben oder aufnehmen und löst sich in sauren und basischen Medien in einer Säure-Base-Reaktion unter Bildung von Salz und Wasser.

In diesem Sinne ist die Löslichkeit von Be (OH) ₂ in Wasser durch das Löslichkeitsprodukt Kps _{(H2O) begrenzt} , das 6,92 × 10 ^{-22 entspricht} .

Expositionsrisiken

Die gesetzlich zulässige Expositionsgrenze für den Menschen (PEL oder OSHA) einer Berylliumhydroxidsubstanz, die für eine maximale Konzentration zwischen 0,002 mg / m ³ und 0,005 mg / m ^{3 definiert} ist, beträgt 8 Stunden und für eine Konzentration von 0,0225 mg / m ³ maximal 30 Minuten.

Diese Einschränkungen sind auf die Tatsache zurückzuführen, dass Beryllium als Karzinogen vom Typ A1 eingestuft wird (menschliches Karzinogen, basierend auf der Menge an Beweisen aus epidemiologischen Studien).

Anwendungen

Die Verwendung von Berylliumhydroxid als Rohstoff für die Verarbeitung einiger Produkte ist sehr begrenzt (und ungewöhnlich). Es ist jedoch eine Verbindung, die als Hauptreagenz für die Synthese anderer Verbindungen und die Gewinnung von metallischem Beryllium verwendet wird.

Erhalten

Berylliumoxid (BeO) ist die in der Industrie am häufigsten verwendete hochreine chemische Berylliumverbindung. Es zeichnet sich als farbloser Feststoff mit elektrischen Isoliereigenschaften und hoher Wärmeleitfähigkeit aus.

In diesem Sinne wird das Verfahren zu seiner Synthese (in technischer Qualität) in der Primärindustrie wie folgt durchgeführt:

1. Berylliumhydroxid wird in Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ) gelöst .
2. Sobald die Reaktion durchgeführt ist, wird die Lösung filtriert, so dass auf diese Weise unlösliche Oxid- oder Sulfatverunreinigungen entfernt werden.
3. Das Filtrat wird eingedampft, um das Produkt zu konzentrieren, das abgekühlt wird, um Kristalle von Berylliumsulfat BeSO _{4 zu erhalten} .
4. BeSO ₄ wird bei einer bestimmten Temperatur zwischen 1100 ° C und 1400 ° C kalziniert.

Das Endprodukt (BeO) wird zur Herstellung spezieller Keramikstücke für den industriellen Einsatz verwendet.

Metallisches Beryllium erhalten

Bei der Extraktion und Verarbeitung von Berylliummineralien entstehen Verunreinigungen wie Berylliumoxid und Berylliumhydroxid. Letzteres wird einer Reihe von Umwandlungen unterzogen, bis metallisches Beryllium erhalten wird.

Be (OH) ₂ wird mit einer Lösung von Ammoniumbifluorid umgesetzt:

Be (OH) ₂ + 2 (NH ₄ ) HF ₂ → (NH ₄ ) ₂ BeF ₄ + 2 H ₂ O.

(NH ₄ ) ₂ BeF ₄ wird einer Temperaturerhöhung unterzogen, die einer thermischen Zersetzung unterliegt:

(NH ₄ ) ₂ BeF ₄ → 2NH ₃ + 2HF + BeF ₂

Schließlich führt die Reduktion von Berylliumfluorid bei einer Temperatur von 1300 ° C mit Magnesium (Mg) zu metallischem Beryllium:

BeF ₂ + Mg → Be + MgF ₂

Beryllium wird in Metalllegierungen, bei der Herstellung elektronischer Komponenten, bei der Herstellung von Bildschirmen und Strahlungsfenstern für Röntgengeräte verwendet.

Verweise

1. Wikipedia. (sf). Berylliumhydroxid. Von en.wikipedia.org wiederhergestellt
2. Holleman, AF; Wiberg, E. und Wiberg, N. (2001). Berylliumhydroxid. Erhalten von books.google.co.ve
3. Publishing, MD (nd). Behoite. Von handbookofmineralogy.org wiederhergestellt
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5. PubChem. (sf). Berylliumhydroxid. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt
6. Walsh, KA und Vidal, EE (2009). Berylliumchemie und -verarbeitung. Erhalten von books.google.co.ve