Početna za: BERILIJ, Be  

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Dobivanje berilija:

Dobivanje elementarnog berilija prilično je teško. Za industrijsko dobivanje koristi se više metoda: redukcija berilijevog fluorida magnezijem (Veazy 1920. g.), elektroliza njegovog rastaljenog bezvodnog klorida (Stock i Goldschmidt, 1925. g.) i redukcija njegova oksida u električnim pećima s ugljikom uz dodatak kroma.

Kod dobivanja redukcijom fluorida (BeF2) magnezijem (Mg) reakcija se provodi u pećima s grafitnim loncem, a počinje pri temperaturi taljenja magnezija (620°C) prema jednadžbi:

BeF2 + Mg -> Be + MgF2.

Berilij se izlučuje u finim česticama dispergiranim u troski iz koje se izdvaja zagrijavanjem na temperaturu 1284°C kada troska postaje tekuća, a rastaljeni metal pliva na njoj. Metal se ili odlije u grafitni lonac, ili se peć hladi na temperaturu 1050 - 1100°C pri čemu se berilij skupi u kuglice koje se lako odijele. Dobiveni sirovi metal sadrži 96,97% Be, a rafinacijom u vakuumu može se postići čistoća od 99,5%.

Kod elektrolitičkog postupka kao sirovina služi bezvodni berilijev klorid (BeCl2) koji se pomiješa s natrijevim kloridom (NaCl) radi povećanja vodljivosti. Elektroliza se vrši u niklenom loncu koji služi kao katoda, a u talinu se spušta grafitna anoda. Na stijenkama posude izlučuje se berilij u listićima. Ovim se postupkom može dobiti metal berilija čistoće 99,6 - 99,7%.


Svojstva i upotreba berilija:

Elementarni berilij je lak metal čeličnosive boje. Vrlo je tvrd (može rezati i staklo), ali krhak, a kod crvenog žara postaje rastezljiv. Budući da gotovo ne apsorbira rengenske zrake (jer atom Be ima mali broj elektrona), koristi se kao materijal za prozore na rengenskim cijevima. Ima veliki udarni presjek za termalne neutrone pa se koristi kao moderator i reflektor neutrona u nuklearnim reaktorima. Godine 1942. E. Fermi koristio ga je pri izgradnji prvog nuklearnog reaktora. Na zraku se pokriva tankim slojem oksida koji ga štiti od korozije. Praškasti berilij zagrijavanjem na zraku izgara u smjesu oksida i nitrida. Iznad 600°C postaje vrlo reaktivan prema kisiku, a s vodikom ne reagira čak ni pri 1000°C. U neoksidativnim kiselinama (klorovodičnoj i sumpornoj) brzo se otapa uz razvijanje vodika, a oksidativne kiseline (kao dušična) stvaraju oksidni sloj koji sprečava daljnje otapanje. S kipućom vodom i vodenim otopinama lužina također reagira uz razvijanje vodika. Prema kemijskim svojstvima sličan je aluminiju.

Berilij se koristi kao legirajući dodatak bakra, a legura se koristi za električne kontakte, elektrode za točkasto zavarivanje i neiskreći alat. Metalni berilij ima veliku primjenu u proizvodnji specijalnih legura za dijelove s kojih treba odvesti velike količine topline (npr. kao strukturni materijal dijelova nadzvučnih zrakoplova, raznih projektila, komunikacijskih satelita i svemirskih letjelica).

Berilij i njegovi spojevi izuzetno su otrovni pa mogu uzrokovati kožni dermatitis, akutnu pneumoniju ili kroničnu beriliozu. Stoga je s njima potrebno vrlo oprezno rukovati.


Legure berilija:

Najvažnije su legure bakra s berilijem (berilijske bronce). Dodatak berilija bakru već u malom postotku povećava tvrdoću, čvrstoću i kemijsku postojanost bakra. Legura bakra s 3% berilija ima četiri puta veći otpor prema kidanju, tvrđa je od nehrđajućeg čelika, vrlo je otporna prema mehaničkim i kemijskim utjecajima, a dobro provodi toplinu i elektricitet. Upotrebljava se za izradu dijelova zrakoplovnih motora, ležajeva, fotografskih zatvarača, brodskih propelera, elektroda za zavarivanje itd. Legure nikla s berilijem sadrže oko 2% Be i koriste se za izradu preciznih odljeva, injekcijskih igala, kiruških instrumenata i dijelova crpki za dovod goriva zrakoplovima.

Berilij se dodaje kao legirajući element i željezu. Tako legirano željezo koristi se za izradu specijalnih opruga, kirurških instrumenata i zubnih proteza.


Spojevi berilija:

Berilij stvara spojeve u kojima ima oksidacijski broj +2. Zbog malog radijusa Be2+ iona, te relativno velikog ionizacijskog potencijala i relativno velike elektronegativnosti berilija, njegovi spojevi podjednako su ionskog i kovalentnog karaktera i imaju visoke koordinacijske brojeve. Barijeve soli su bezbojne.

-Berilijev fluorid (BeF2) pravi stabilne bezbojne kompleksne spojeve tipa M(2+)BeF4. Upotrebljava se u proizvodnji berilija te kao dodatak prašcima za lemljenje i zavarivanje lakih metala. 

-Berilijev klorid (BeCl2) bijela je kristalična masa slična azbestu. Otapa se u vodi uz jaku hidrolizu. Upotrebljava se kao elektrolit pri dobivanju metalnog berilija. 

-Berilijev oksid (BeO) kristalan je prah heksagonske strukture, kovalentnog karaktera, a otapa se u sumpornoj kiselini (H2SO4) i kalijevom hidroksidu (KOH). Odlikuje se visokim talištem (2570°C), tvrdoćom, malom gustoćom, visokim električnim otporom, visokom toplinskom vodljivošću, stabilnošću na visokim temperaturama i povoljnim nuklearnim svojstvima. Upotrebljava se: kao vatrostalni i visokokvalitetni eletroizolacijski materijal za svjećice motora zrakoplova, za izolatore u radarskoj tehnici, za posude za taljenje agresivnih metala, u proizvodnji fluorescentnih žarulja itd.

 Početna za: BERILIJ, Be