Beryllium a jeho sloučeniny

 

Obr. 1 Beryllium

Beryllium je tvrdý, šedý kov vyznačující se vysokou teplotou tání (1 287 °C) a nízkou hmotností. Ze skupiny kovů s² je kovem nejlehčím. Beryllium i jeho sloučeniny jsou mimořádně toxické.

Chemické vlastnosti beryllia

Se zředěnými neoxidujícími kyselinami ochotně reaguje za vývoje vodíku:

Be + 2 HCl + 4 H₂O → [Be(H₂O)₄]Cl₂ + H₂

Zjednodušeně: Be + 2 HCl  →  BeCl₂  +  H₂

Obdobně reaguje se zředěnou kyselinou sírovou za vzniku vodíku a síranu beryllnatého.

Na rozdíl od kovů alkalických zemin (Ca, Sr, Ba, Ra):

• Beryllium je na suchém vzduchu stálé, chrání ho vrstvička oxidu beryllnatého.

• V koncentrované kyselině dusičné se pasivuje vrstvou oxidu a dále již nereaguje.

• Reaguje s roztoky alkalických hydroxidů za vzniku tetrahydroxoberyllnatanů.
  V tomto ohledu se beryllium podobá více hliníku, který s hydroxidy poskytuje tetrahydroxohlinitany [Al(OH)₄]^– :
  Be + 2 NaOH + 2 H₂O → Na₂[Be(OH)₄] + H₂

• S taveninami alkalických hydroxidů při teplotách 400–500 °C reaguje za vzniku alkalických beryllnatanů:
  Be + 2 NaOH → Na₂BeO₂ + H₂
  ​

Beryllium	– reaguje jak s kyselinami, tak se zásadami,
	– tvoří jak soli beryllnaté, tak beryllnatany
je prvek amfoterní na rozdíl od zásadotvorných kovů alkalických zemin.

 

Výroba beryllia

Výroba beryllia se provádí

• elektrolýzou taveniny směsi fluoridu beryllnatého a sodného v atmosféře argonu

• dalším způsobem je redukce BeF₂ roztaveným hořčíkem v elektrické peci.
  BeF₂ + Mg → Be + MgF₂
   

Vlastnosti a využití slitin beryllia

Berylliová měď (Cu, Be) neboli berylliový bronz se již dlouho používá pro své unikátní vlastnosti. Berylliová měď je nejtvrdší a nejpevnější ze všech slitin mědi. Jen 2% přídavek beryllia do mědi zvýší její pevnost šestkrát. Mechanickými vlastnostmi se podobá mnoha vysoce pevným ocelovým slitinám, ale ve srovnání s ocelí má lepší odolnost proti korozi, vyšší elektrickou vodivost a vyšší tepelnou vodivost. Je také nejiskřivá a nemagnetická.

• Pro svou nejiskřivost

  • se užívá k výrobě nářadí pro účely hornictví, plynárenství a petrochemickém průmyslu i pro využití v dalších explozivních prostředích.

• Vzhledem k vynikající odolnosti vůči únavě materiálu se berylliová měď často používá

  • Obr. 2  Vlnovec

    pro pružiny, tlakově citlivé membrány, pružné vlnovce, konektory, relé a kontakty, které jsou cyklicky zatěžovány.
      

• Jedinečná kombinace pevnosti s elektrickou a tepelnou vodivostí materiálu

  • předurčuje berylliovou měď k využití při výrobě součástek pro telekomunikační a výpočetní elektroniku.
      

• Pro velmi nízkou hustotu (2 100 kg/m³ oproti 2 750 kg/m³ u hliníku), vysokou pevnost a nízký koeficient teplotní roztažnosti

  • se využívá při výrobě letadel a satelitů.

• Vysoká tepelná vodivost slitin spolu s dalšími výše uvedenými vlastnostmi 

  • umožňuje vyrábět lehké, subtilní a přitom velmi pevné, teplotně stálé konstrukce. Tyto materiály jsou využívané např. ve vysoce přesných optických systémech, které pracují za velkého rozsahu teplot.

 

Využití beryllia

• V radioizotopových neutronových zdrojích

  • radioaktivní látka (nejčastěji americium ²⁴¹Am nebo polonium ²¹⁰Po) je smíchána s berylliem, z jehož jader energetické částice vyrážejí neutrony. 

• Beryllium výborně propouští rentgenové záření

  • vyrábí se z něj okénka do rentgenových trubic.
     

• Beryllium je nejúčinnějším neutronovým moderátorem mezi kovy (ještě účinnějším moderátorem je však těžká voda)

  • používá se v experimentálních jaderných reaktorech v moderátorových tyčích.

 

Sloučeniny beryllia

Hydroxid beryllnatý Be(OH)₂

  je nejvýznamnější sloučeninou beryllia. Je bílý, ve vodě nerozpustný. Slouží jako výchozí látka pro přípravu většiny ostatních sloučenin beryllia.

Chlorid beryllnatý BeCl₂

   tvoří polymerní struktury pomocí donorakceptorových vazeb a používá se jako katalyzátor v organické chemii.

Fluorid beryllnatý BeF₂

   ve směsi s fluoridem lithným LiF funguje jako chladivo v experimentálních jaderných reaktorech MSRE (Molten Salt Reactor Experiment).

Nitrid beryllnatý Be₃N₂

   se používá jako součást žáruvzdorné keramiky.

Oxid beryllnatý BeO

   nachází uplatnění jako izolant v polovodičových součástkách a je součástí teplovodivých past.

 

 

 

Zdroje

• GREENWOOD; EARNSHAW. Chemie prvků. Praha: Informatorium, 1993, 793 s. ISBN 80-85427-38-9.
• http://cs.wikipedia.org/wiki/Beryllium
• http://www.webelements.com/beryllium/
• http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Be.html
• http://copperalliance.eu/cz/o-m%C4%9Bdi/slitiny/beryllium-copper
• http://x-o.blog.cz/0912/aluminium-beryllium
• http://www.dovavanik.cz/Nejiskrive-naradi.html?xmlid=281326

Obrázky

• Obr. 1: Autor neznámý. http://www.greatmining.com/beryllium.html [online]. [cit. 26.10.2014].
  Dostupný na WWW: http://www.greatmining.com/mining_images/berylliumrock.jpg 
• Obr. 2: Autor neznámý. http://www.eko-raj.cz/eshop/112- [online]. [cit. 25.5.2014].
  Dostupný na WWW: http://www.eko-raj.cz/eshop/c/112-category_default/pru%C5%BEn%C3%A9-d%C3%ADly-vlnovce-pletence.jpg