เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ (BE (OH) 2): โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2025

ไฮดรอกไซเบริลเลียมเป็นสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นจากสองโมเลกุลของไฮดรอกไซ (OH) และหนึ่งโมเลกุลของเบริลเลียม (Be) สูตรทางเคมีของมันคือ Be (OH) ₂และมีลักษณะเป็นสายพันธุ์แอมโฟเทอริก โดยทั่วไปสามารถหาได้จากปฏิกิริยาระหว่างเบริลเลียมมอนอกไซด์กับน้ำตามปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้ BeO + H ₂ O → Be (OH) ₂

ในทางกลับกันสารแอมโฟเทอริกนี้มีโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้น อย่างไรก็ตามโครงสร้างต่างๆสามารถหาได้จากเบริลเลียมไฮดรอกไซด์: รูปแบบอัลฟาและเบต้าเป็นแร่ธาตุและในระยะไอขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้

โครงสร้างทางเคมี

สารประกอบทางเคมีนี้สามารถพบได้ในสี่รูปแบบ:

อัลฟาเบริลเลียมไฮดรอกไซด์

การเติมน้ำยาพื้นฐานเช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ลงในสารละลายเกลือเบริลเลียมจะทำให้เบริลเลียมไฮดรอกไซด์อยู่ในรูปแบบอัลฟา (α) ตัวอย่างแสดงด้านล่าง:

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

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

เบต้าเบริลเลียมไฮดรอกไซด์

การเสื่อมสภาพของผลิตภัณฑ์อัลฟานี้ก่อให้เกิดโครงสร้างผลึก tetragonal ที่มีความเสถียรเมตาซึ่งหลังจากเวลาผ่านไปเป็นเวลานานจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างขนมเปียกปูนที่เรียกว่าเบริลเลียมไฮดรอกไซด์เบตา (β)

รูปแบบเบต้านี้ยังได้รับจากการตกตะกอนจากสารละลายโซเดียมเบริลเลียมโดยการไฮโดรไลซิสภายใต้สภาวะที่ใกล้กับจุดหลอมเหลว

โดย Andif1 จาก Wikimedia Commons

เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ในแร่ธาตุ

แม้ว่าจะไม่ใช่เรื่องปกติ แต่พบว่าเบริลเลียมไฮดรอกไซด์เป็นแร่ผลึกที่เรียกว่าเบไฮต์ (ตั้งชื่อตามองค์ประกอบทางเคมี)

ผลิตในหินเพ็กมาไทต์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของ Gadolinite (แร่ธาตุจากกลุ่มซิลิเกต) ในภูเขาไฟ fumaroles

แร่ที่ค่อนข้างใหม่นี้ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2507 และในปัจจุบันพบเฉพาะในหินแกรนิตเพ็กมาไทต์ที่ตั้งอยู่ในรัฐเท็กซัสและยูทาห์ในสหรัฐอเมริกา

ไอเบริลเลียมไฮดรอกไซด์

ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1200 ° C (2190 ° C) เบริลเลียมไฮดรอกไซด์มีอยู่ในเฟสไอ ได้จากปฏิกิริยาระหว่างไอน้ำและเบริลเลียมออกไซด์ (BeO)

ในทำนองเดียวกันไอที่เกิดขึ้นมีความดันบางส่วน 73 Pa วัดที่อุณหภูมิ 1500 ° C

คุณสมบัติ

เบริลเลียมไฮดรอกไซมีมวลโมเลกุลโดยประมาณหรือน้ำหนักโมเลกุลของ 43.0268 กรัม / โมลและความหนาแน่น 1.92 กรัม / ซม3 จุดหลอมเหลวอยู่ที่อุณหภูมิ 1,000 ° C ซึ่งจะเริ่มการสลายตัว

ในฐานะที่เป็นแร่ Be (OH) ₂ (behoite) มีความแข็งของ 4 และช่วงความหนาแน่นระหว่าง 1.91 กรัม / ซม³และ 1.93 กรัม / ซม. 3

การปรากฏ

เบริลเลียมไฮดรอกไซด์เป็นของแข็งสีขาวซึ่งในรูปแบบอัลฟามีลักษณะเป็นวุ้นและไม่มีรูปร่าง ในทางกลับกันรูปแบบเบต้าของสารประกอบนี้ประกอบด้วยโครงสร้างผลึกที่กำหนดไว้อย่างดีมีรูปร่างและมีเสถียรภาพ

อาจกล่าวได้ว่าสัณฐานวิทยาของแร่ Be (OH) ₂นั้นมีความหลากหลายเนื่องจากสามารถพบได้ในรูปแบบเรติคิวลาร์ผลึกอาร์แบออเรสเซนต์หรือมวลรวมทรงกลม ในทำนองเดียวกันมีสีขาวชมพูฟ้าและไม่มีสีและมีความมันวาว

คุณสมบัติทางเคมี

เอนทาลปีที่ก่อตัว: -902.5 kJ / mol

พลังงานกิบส์: -815.0 กิโลจูล / โมล

เอนโทรปีการก่อตัว: 45.5 J / mol

ความจุความร้อน: 62.1 J / mol

ความจุความร้อนจำเพาะ: 1,443 J / K

เอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว: -20.98 kJ / g

การละลาย

เบริลเลียมไฮดรอกไซด์มีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริกดังนั้นจึงสามารถบริจาคหรือรับโปรตอนและละลายได้ทั้งในสื่อที่เป็นกรดและเบสในปฏิกิริยากรดเบสผลิตเกลือและน้ำ

ในแง่นี้การละลายของ Be (OH) ₂ในน้ำจะถูก จำกัด โดยการละลายผลิตภัณฑ์ Kps _(H2O)ซึ่งมีค่าเท่ากับ 6.92 × 10 -22

ความเสี่ยงจากการสัมผัส

ขีด จำกัด การสัมผัสมนุษย์ที่อนุญาตตามกฎหมาย (PEL หรือ OSHA) ของสารเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ที่กำหนดไว้สำหรับความเข้มข้นสูงสุดระหว่าง 0.002 มก. / ม. ³และ 0.005 มก. / ม. ³คือ 8 ชั่วโมงและสำหรับความเข้มข้น 0.0225 มก. / ม. ³สูงสุดครั้งละ 30 นาที

ข้อ จำกัด เหล่านี้เกิดจากการที่เบริลเลียมจัดเป็นสารก่อมะเร็งประเภท A1 (สารก่อมะเร็งในมนุษย์ขึ้นอยู่กับจำนวนหลักฐานจากการศึกษาทางระบาดวิทยา)

การประยุกต์ใช้งาน

การใช้เบริลเลียมไฮดรอกไซด์เป็นวัตถุดิบในการแปรรูปผลิตภัณฑ์บางอย่างมีข้อ จำกัด (และผิดปกติ) อย่างไรก็ตามมันเป็นสารประกอบที่ใช้เป็นรีเอเจนต์หลักในการสังเคราะห์สารประกอบอื่น ๆ และการได้รับเบริลเลียมโลหะ

การได้รับ

เบริลเลียมออกไซด์ (BeO) เป็นสารประกอบเคมีเบริลเลียมความบริสุทธิ์สูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม มีลักษณะเป็นของแข็งไม่มีสีซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าและการนำความร้อนสูง

ในแง่นี้กระบวนการสังเคราะห์ (ในคุณภาพทางเทคนิค) ในอุตสาหกรรมขั้นต้นจะดำเนินการดังนี้:

1. เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ละลายในกรดซัลฟิวริก (H ₂ SO ₄ )
2. เมื่อทำปฏิกิริยาเสร็จแล้วสารละลายจะถูกกรองเพื่อให้สิ่งสกปรกออกไซด์หรือซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำถูกกำจัดออกไปด้วยวิธีนี้
3. กรองอยู่ภายใต้การระเหยจะมีสมาธิสินค้าซึ่งเป็นที่ระบายความร้อนที่จะได้รับผลึกของเบริลเลียมซัลเฟต Beso 4
4. BeSO ₄ถูกเผาที่อุณหภูมิเฉพาะระหว่าง 1100 ° C ถึง 1400 ° C

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (BeO) ใช้ในการผลิตชิ้นเซรามิกพิเศษสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม

การได้รับเบริลเลียมโลหะ

ในระหว่างการสกัดและการแปรรูปแร่เบริลเลียมจะมีการสร้างสิ่งสกปรกเช่นเบริลเลียมออกไซด์และเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ หลังต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงหลายครั้งจนกระทั่งได้รับเบริลเลียมโลหะ

Be (OH) ₂ทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโมเนียมไบฟลูออไรด์:

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

(NH ₄ ) ₂ BeF ₄อยู่ภายใต้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยอยู่ระหว่างการสลายตัวทางความร้อน:

(NH ₄ ) ₂ BeF ₄ → 2NH ₃ + 2HF + BeF ₂

สุดท้ายการลดเบริลเลียมฟลูออไรด์ที่อุณหภูมิ 1300 ° C ด้วยแมกนีเซียม (Mg) ส่งผลให้เบริลเลียมเป็นโลหะ:

BeF ₂ + Mg → Be + MgF ₂

เบริลเลียมใช้ในโลหะผสมการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์การผลิตหน้าจอและหน้าต่างกันรังสีที่ใช้ในเครื่องเอ็กซ์เรย์

อ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ สืบค้นจาก en.wikipedia.org
2. Holleman, AF; Wiberg, E. และ Wiberg, N. (2001). เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ ได้มาจาก books.google.co.ve
3. สำนักพิมพ์นพ. (nd). Behoite สืบค้นจาก handbookofmineralogy.org
4. ปฏิกิริยาทั้งหมด (เอสเอฟ) เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ Be (OH) ₂ . ดึงมาจาก allreactions.com
5. PubChem (เอสเอฟ) เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Walsh, KA และ Vidal, EE (2009). เบริลเลียมเคมีและการแปรรูป. ได้มาจาก books.google.co.ve