3. Берилий, методы получения, свойства, применение. Соединения бериллия, их свойства, гидролиз. Применение бериллия и его соединений.
Бери́ллий — элемент второй группы, второго периода периодической системы химических элементов с атомным номером 4. Обозначается символом Be. Высокотоксичный элемент.
Бериллий — относительно твёрдый (5,5 баллов по Моосу), но хрупкий металл серебристо-белого цвета. Один из самых твердых металлов в чистом виде (уступает только иридию, осмию, вольфраму и урану). На воздухе активно покрывается стойкой оксидной плёнкой BeO.
Химические свойства
Для бериллия характерна только одна степень окисления +2.
Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре. В компактном виде он не реагирует с водой и водяным паром даже при температуре красного каления и не окисляется воздухом до 600 °C. Порошок бериллия при поджигании горит ярким пламенем, при этом образуются оксид и нитрид.
Бериллий легко растворяется в разбавленных водных растворах кислот (соляной, серной, азотной), однако холодная концентрированная азотная кислота пассивирует металл.
В виде простого вещества в XIX веке бериллий получали действием калия на безводный хлорид бериллия:
В настоящее время бериллий получают, восстанавливая его фторид магнием:
,
либо электролизом расплава смеси хлоридов бериллия и натрия. Исходные соли бериллия выделяют при переработке бериллиевой руды.
Важнейшие соединения:
Оксид бериллия, BeO встречается в природе в виде редкого минерала бромеллита. Получают термическим разложением сульфата или гидроксида бериллия выше 800° С. Оксид бериллия обладает очень высокой теплопроводностью. Считается одним из лучших огнеупорных материалов, используется для изготовления тиглей и других изделий.
Гидроксид бериллия, Be(OH)2 — полимерное соединение, нерастворимое в воде. Оно проявляет амфотерные свойства.
Галогениды бериллия, бесцв. крист. вещества, расплываются на воздухе, поглощая влагу. Подобно хлориду алюминия BeCl2 является катализатором в реакции. В растворах подвергается гидролизу.
Гидрид бериллия, BeH2 — полимерное вещество, его получают реакцией.
Карбид бериллия, Be2С — образуется при взаимодействии бериллия с углеродом.
Бериллий в основном используют как легирующую добавку к различным сплавам. Добавка бериллия значительно повышает твёрдость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей изготовленных из этих сплавов изделий. Конструкционные материалы на основе бериллия обладают одновременно и лёгкостью, и прочностью, и стойкостью к высоким температурам.
Бериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских и гамма-детекторов, через которые излучение проникает в детектор.
Магний, методы получения, свойства, применение. Соединения магния, их свойства, гидролиз. Применение магния и его соединений.
Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. Из-за высокой химической активности в свободном виде магний не встречается, а входит в состав множества минералов.
Получение: электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl2, натрия NaCl и калия KCl. В этом расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния.
термический – для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кокс или кремний.
Для получения магния используют не только минеральное сырье, но и морскую воду. Чистота рафинированного магния достигает 99,999% и выше.
Химические свойства:
С холодной водой магний почти не взаимодействует, но при нагревании разлагает ее с выделением водорода.
В электрохимическом ряду напряжений магний стоит значительно левее водорода и активно реагирует с разбавленными кислотами с образованием солей. В этих реакциях есть у магния особенности. Он не растворяется во фтороводородной, серной и в азотной кислоте. Не взаимодействует с растворами щелочей.
Важнейшие соединения:
Оксид магния, MgO. При хранении на воздухе оксид магния постепенно поглощает влагу и CO2, переходя в Mg(OH)2 и в MgCO3.
Пероксид магния, MgO2: получен взаимодействием свежеосажденной Mg(OH)2 с 30%-ной H2O2. Бесцветное микрокристаллическое вещество, малорастворимое в воде и постепенно разлагающееся при хранении на воздухе.
Гидроксид магния, Mg(OH)2: белый, очень малорастворим в воде. Помимо кислот, он растворим в растворах солей аммония.
Встречается в природе (минерал брусит).
Соли магния. Большинство солей магния хорошо растворимо в воде. Растворы содержат бесцветные ионы Mg2+, которые сообщают жидкости горький вкус. Заметно гидролизуются водой только при нагревании раствора.
Основная часть добываемого магния используется для получения различных легких сплавов. Такие сплавы достаточно прочны и находят применение в самолетостроении, приборостроении и для других целей.
Для защиты от коррозии водонагревателей и отопительных котлов находят применение магниевые аноды, представляющие из себя стальные стержни с нанесенным на них слоем магниевого сплава.
Высокая химическая активность металлического магния позволяет использовать его при магнийтермическом получении таких металлов, как титан, цирконий, ванадий, уран и др.
Широкое применение находят многие соединения магния, особенно его оксид, карбонат и сульфат. Так, горькая соль применяется в текстильной и бумажной промышленности, а также в медицине.