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El BERILIO (Be) 1. INTRODUCCION El berilio es un metal raro en el universo, ya que al parecer no se forma en las estrellas. No se sabe que sea esencial para la vida en la Tierra y de hecho, es muy toxico. Se presenta en la naturaleza no en forma elemental sino formando diversos compuestos minerales, desafortunadamente el metal es extremadamente tóxico, de modo que requiere de precauciones mecánicas especiales.
HISTORIA:
Descubridor : Nicholas Louis Vauquelin Descubierto en forma de: Oxido, en el berilo y la esmeralda. Lugar de descubrimiento: Francia Año de descubrimiento: 1798 Origen del nombre: De la palabra griega “béryllos”, vocablo aplicado a las gemas verdes, que derivó en el nombre de “berilo” para el mineral. Como el elemento fue reconocido en el berilo y en las esmeraldas, se le dio el nombre de berilio.
2. JUSTIFICACION El presente trabajo de investigación se enfocará en estudiar el elemento elemento Berilio debido a la poca información detallada que existe de este elemento en la web y los libros, así de esa forma generar y aportar datos empíricos significativos y reutilizables, consecuentemente esta pueda aplicarse en la industria, enseñanza, mejor concepción del elemento, etc. 3. OBJETIVOS a. OBJETIVO GENERAL.-
Investigar y analizar el elemento BERILIO. b. OBJETIVOS ESPECIFICOS
i. Realizar y formular ecuaciones químicas. ii. Estudiar las propiedades Físicas y Químicas Químicas del elemento. iii. Aplicar conocimientos conocimientos de la Química General a la Química Inorgánica.
4. ESTRUCTURA ELECTRONICA PARA EL BERILIO El átomo de berilio gaseoso posee una configuración electrónica 1s 22s2. La mayor carga nuclear del berilio respecto al litio, sumando al hecho que los dos electrones s se protegen entre sí solo parcialmente, parc ialmente, produce dos efectos importantes: 1) Que el radio covalente del Be sea bastante pequeño. El genio se hace con 1% de talento y 99% de trabajo 1
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2) Que los potenciales de ionización del Be, sean mucho más elevados que los del Li. Ello hace que el Be se comporte químicamente como un elemento mucho menos electropositivo que el Li. En realidad, no existen ni compuestos cristalinos ni soluciones en las cuales el ion Be 2+ se encuentre como tal. Todos los compuestos del Be de estructura conocida, aun aquellos con elementos electronegativos, como BeO y BeF 2, poseen uniones que son por lo menos parcialmente covalentes. Los átomos de los demás elementos del grupo II: poseen estructuras electrónicas formalmente similares a la de Be. Sin embargo, el mayor tamaño de estos átomos reduce el efecto de la carga nuclear sobre los electrones de valencia, lo que hace que sus potenciales de ionización sean menores que los de Be, comportándose consecuentemente como elementos más electropositivos y aumentando regularmente el carácter iónico de sus compuestos a medida que aumenta el peso atómico dentro del grupo.
2
1s 2s
2
El berilio existe en forma de dos isotopos: berilio 9 y Berilio 10, este último posee un neutrón más en su núcleo que el que tiene el berilio 9. No es absolutamente estable, pero tiene una vida media de más de un millón de años. El berilio 10 se forma principalmente por la interacción de los rayos cósmicos con los átomos en la atmosfera de la Tierra. Radiactivo, el berilio 10 es un emisor Beta. En otros aspectos, su composición química es similar a la del berilio 9. Puesto que constituye un porcentaje muy pequeño del berilio metálico producido a partir del mineral, las propiedades del berilio metálico son en gran medida los del berilio 9.
5. ESTADO NATURAL Se calcula que el berilio, se encuentra en la corteza terrestre en una proporción de aproximadamente 0.006%. Ocupa el lugar 51 en abundancia de los elementos naturales en la corteza terrestre. Los mayores productores son EEUU, Rusia y China, siendo también las más grandes reservas. En la naturaleza, existe en 30 minerales por lo menos, debido a que el tamaño pequeño de sus aniones favorece su difusión como componente secundario de aquellos. El genio se hace con 1% de talento y 99% de trabajo 2
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El mineral más importante del Berilio es el Berilo, solo este tiene importancia industrial. Este mineral es un Silicato de Aluminio y Berilio Be 3 Al2 (SiO3)6 que contiene aproximadamente 14% de óxido de Berilio (BeO), este se encuentra en forma de grandes prismas hexagonales. A continuación se muestran los minerales en los que se encuentra el Berilio:
NOMBRE DEL MINERAL Esmeralda
COMPOSICION(FORMULA)
Aguamarina
∷
Alejandrita
Babeffita
Barilita
7
Bavenita
9 ()
Bazzita
(, + ,) . . .
Berborita
().
Berilo
= 3. .6
Berilita
()
Berilionita
Beriliosodalita
Berilonita
Bertrandita
7 ()
Bromellita
Crisoberilo
Fenaquita
Fenazita
() ∷
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Gadolinita
(,,;)
Leucofanita
Liberita
Milarita
( ) .
Nabesita
. 4
Pezzottaíta
Silicato Zn-Be
( )
Taaffeíta
Tugtupita
Zanazziíta
( ) (). 6
BERILO
ESMERALDA
6. PROPIEDADES ATOMICAS INFORMACION GENERAL Nombre Símbolo Serie química Grupo Periodo Bloque
Berilio Be Metales alcalinotérreos IIA (alcalinotérreo) 2 s (representativo)
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DENOMINACIONES Nº CAS Nombre registrado Nombre químico Sinonimo, nombre comercial Nombre quimico (Aleman) Nombre quimico (frances) Nombre quimico (ingles)
7440-41-7 Berilio Berilio Glicinio Berryllium Béryllium Beryllium
PROPIEDADES ATOMICAS [He]2s 2 +2 4 6 112 pm 1,57 (Pauling)(bastante electronegativo) 1,5 (Allred y Rochow) 111,3 pm (Radio de Bohr) 89 pm (el menor de los metales ) Sin datos pm 2 (anfótero) 0 kJ/mol Hexagonal 899,5 kJ/mol 1757,1 kJ/mol 14 848,7 kJ/mol -1.85 Voltios
Configuración electrónica Valencia Numero Atómico Neutrones Radio medio Electronegatividad Radio atómico Radio covalente Radio de van der Waals Estado(s) de oxidación Afinidad electrónica Estructura cristalina 1.ª Energía de ionización 2.ª Energía de ionización 3.ª Energía de ionización Potencial de reducción
7. OBTENCION DEL ELEMENTO (Be)
El Berilio fue descubierto al aislar el óxido de berilio BeO del silicato de aluminio y berilio Be3 Al2(SiO3)6 , este conocido también como berilo y esmeralda (ambos son un mismo mineral, donde varían solo las impurezas que les acompaña). Posteriormente por primera vez se aisló el metal puro, fue en 1828, por Friedrich Wöhler e independientemente por A.B. Bussy mediante reducción del cloruro de berilio con potasio. 2 → 2
Más adelante, Lebeau lo obtuvo puro mediante electrólisis de Tetrafluoroberilato de sodio, Na2BeF4.
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Los dos métodos más importantes de extracción de berilio del mineral son el proceso de sulfato y el proceso de fluoruro, estas obtenciones se realiza mediante procesos térmicos o por reducción electrolítica. Cabe mencionar que más del 90% del metal Berilio se obtiene por el proceso térmico.
Figura1. Producción de óxido de berilio por el proceso de fluoruro Mineral de Berilo
Aglomerado
En el proceso de sulfato, se funde berilo triturado en un horno de arco a 1650ºC y se vierte a través de un chorro de agua a alta velocidad para formar un frito. Tras el tratamiento con calor, el frito se deposita en una trituradora de bolas y se mescla con ácido sulfúrico concentrado para formar un compuesto en suspensión (disolución de sulfato de aluminio y berilio), que se pulveriza en forma de chorro a una trituradora sulfatante rotatoria de calentamiento directo. El berilio ahora en forma hidrosoluble, se separa del sedimento y se añade hidróxido de amonio al sedimento líquido, que es introducido en un cristalizador donde el alumbre de amonio cristaliza. Se añaden agentes quelantes al líquido para mantener el hierro y el níquel en solución, se añade hidróxido sódico y el berilato sódico formado se hidroliza para precipitar hidróxido de berilio. Este último producto puede convertirse en fluoruro de berilio para la reducción por magnesio a berilio metálico, o a cloruro de berilio para reducción electrolítica.
Trituración
Separación (Lixiviación)
Residuo de barro rojo
Solución de
Precipitación de Hidróxido de Berilio
( )
Solución de
( ) Calcio a Oxido de Berilio Precipitación de criolita
Residuo de
( ) 6 () → ( ) 6 6
En el proceso de fluoruro se aglomera una mezcla en bloque de mineral de tierra, silicofluoruro sódico y ceniza de sosa en un horno crisol/chimenea rotatorio. El material aglomerado se aplasta, tritura y separa. Se añade hidróxido sódico a la solución de fluoruro de berilio obtenida y el precipitado de hidróxido de berilio se filtra en un filtro rotatorio. El berilio metálico se obtiene de igual forma que en el proceso anterior, mediante reducción con magnesio del fluoruro de berilio o por electrolisis del cloruro de berilio.
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Por reducción térmica del fluoruro de berilio con magnesio metálico o bien por reducción del cloruro de Berilio con sodio o magnesio. ∆
→ ∆
2 → 2
Por reducción electrolítica (electrolisis) usando mezcla de haluros (Fluoruros, Cloruros, Bromuros y Yoduros) en estado fundido. .
()
() ; = , , ,
La extracción de los yacimientos de minerales es complicado. Como el BeCl 2 es covalente, y posee por lo tanto una conductividad eléctrica muy baja (10 -3 veces la del NaCl), es necesario agregar NaCl al cloruro fundido para poder efectuar la electrolisis. La amalgama de Be, que puede ser un líquido o una pasta muy reactivos frente al aire, lo cual depende de la concentración, puede obtenerse por electrolisis de una mezcla de NaCl y BeCl2 fundidos empleando un cátodo de mercurio y en una atmosfera de argón.
8. PROPIEDADES FISICAS DEL BERILIO El metal Berilio, es de color gris metálico, tiene sabor dulce (por ello se le conoce como glucinio), es bastante liviano (1.85 g/cm 3), de gran dureza, brillante, ultraligero, con alta conductividad térmica, alta conductividad eléctrica, con resistente a la corrosión, no magnético y tiene cualidades de absorción de radiación electromagnética por lo que decimos que es transparente a esta radiación. Es muy permeable a los rayos X y, al igual que el radio y el polonio, libera neutrones cuando es bombardeado con partículas alfa (del orden de 30 neutrones por millón de partículas alfa), su permeabilidad depende de la densidad electrónica de la sustancia en cuestión. Se encuentra que el Be posee la capacidad de absorción por unidad de espesor de masa, más baja entre todos los Berilio Puro materiales adecuados para la construcción de aparatos.
PROPIEDADES FISICAS Raya Brillo Dureza Óptica
Color Blanca Vítreo a veces resinoso 7.5 a 8 (gran dureza a pesar de ser quebradizo) Birrefringencia baja, índices bajos y uniáxico negativo.
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Color Estado ordinario Masa atómica Tamaño de Átomo
Gris acero Sólido (diamagnético) 9.0122 gr/mol El cuarto átomo más pequeño en la naturaleza 1,848 gr/cm3 a 20ºC (muy ligero) 1560 K (tiene uno de los puntos de fusión más altos entre los metales ligeros) 2742 K 292,40 kJ/mol 12,20 kJ/mol 4180 Pa 13000 m/s a 293.15 K (20ºC) 2.793x10 6 Kg/cm2 (33% mayor que el del acero) No Magnetico
Densidad de Sólido (diamagnético) Punto de fusión Punto de ebullición Entalpía de vaporización Entalpía de fusión Presión de vapor Velocidad del sonido Módulo de elasticidad Magnetismo
VARIOS N° CAS N° EINECS Calor específico Conductividad eléctrica Conductividad térmica Umbral de olor Límites de explosividad
7440-41-7 231-150-7 1825 J/(kg·K) 31,35 × 106 (1/ρ=1/( Ω·m)=S/m 201 W/( K·m)=J/(s·K·m) (Excelente) Ninguno Los polvos de berilio pueden formar mezclas explosivas al combinarse con el aire.
9. PROPIEDADES QUIMICAS DEL BERILIO Aunque el Berilio se podría esperar que se someta a las reacciones típicas de todos los otros metales del grupo 2, el berilio exhibe un comportamiento anómalo. Eso es porque, debido a su pequeño tamaño atómico, el berilio aferra más fuertemente los electrones. Esto lleva a que los compuestos de berilio sean más covalentes que iónicos. Algunas propiedades del berilio:
Menos electropositivo y más básico.
Forma compuestos iónicos.
El berilio muestra diferencias significativas con los restos de los elementos.
La energía de ionización más altas compensadas por las energías de hidratación o energías reticulares.
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El berilio es un Agente reductor (que cede electrones a un agente oxidante) poderoso. Es resistente a los ácidos, salvo que estén finamente divididos o amalgamados. Ello se debe a la formación de una película (inerte e impermeable) de BeO que se forma por la acción del aire, sobre la superficie del metal lo cual hace que se pasive y sea inerte cinéticamente al O 2 del aire y H 2O, en condiciones normales de presión y temperatura. 2 → 2;
Así, aunque el potencial sugiera que el metal pueda reaccionar fácilmente con los ácidos diluidos (y aun con el agua H 2O), la velocidad de reacción depende marcadamente de la fuente y del método de elaboración del metal. En el caso de metal de alta pureza las velocidades de disolución siguen el orden HF>H 2SO4 - HCl>HNO 3. Nótese que el potencial es considerablemente menor que el de los otros metales alcalinotérreos. Ello indica que la alta energía de sublimación y los altos potenciales de ionización no son compensados completamente por la energía de hidratación del ion, como sucede en el caso de los otros metales del grupo. + () 2 →
= 1.85
El Berilio es insoluble en agua. →
El Berilio se disuelve en hidróxidos alcalinos (bases fuertes) para dar lo que se denomina el ion berilato. 2− → − 2 →
El Berilio se disuelve fácilmente en ácidos no oxidantes (ácidos hidrácidos): 2 → ;
= , , ;
El Berilio reacciona con ácidos minerales diluidos (ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico), por ejemplo el HNO 3 diluido reacciona con el Be, pero resiste o se pasiva con el ácido nítrico concentrado. () → ( ) () → ( ) () → (ó)
Al calentarlos el Berilio y todos del grupo dos se combinan con O2, N2, Azufre o halógenos. Ej al quemar berilio en presencia del aire da una mezcla de BeO y nitruro de Berilio Be3N2: ∆
2 → 2 ∆
3 → El genio se hace con 1% de talento y 99% de trabajo 9
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∆
8 → 8 ∆
→ ;
= , , ,
El berilio se combina con el amoniaco a elevadas temperaturas para dar Be3N2. ∆
3 2 → 3
El berilio se combina con el carbono a elevadas temperaturas para dar Be2C que posee una red de anti fluorita. ∆
2 →
En esta figura se indican las reacciones más representativas del Berilio:
Algunas Reacciones del Berilio
10. APLICACIÓN DEL BERILIO Su aplicación del berilio es sobre todo en aleaciones ligeras y ultraligeras, ya que añade a los productos una mayor resistencia al calor, a la corrosión, una mayor dureza, tenacidad, mejores propiedades aislantes y calidad de fundición. Debido a su ligereza, dureza y poca dilatación este se usa en la industria de la construcción, ya sean edificios, aviones supersónicos, etc. El principal uso del berilio metálico se encuentra en la manufactura de aleaciones beriliocobre. La adición de un 2% de berilio al cobre forma una aleación no magnética seis veces más fuerte que el cobre. Estas aleaciones berilio-cobre tienen numerosas aplicaciones en la industria de herramientas ya que no producen chispas, en las partes móviles críticas de aviones (tiene gran importancia en la fabricación de aviones), así
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como en componentes clave de instrumentos de precisión, computadoras mecánicas, reveladores eléctricos y obturadores de cámaras fotográficas. Martillos, llaves y otras herramientas de berilio-cobre se emplean en refinerías petroleras y otras plantas en las cuales una chispa producida por piezas de acero puede ocasionar una explosión o un incendio.
ALEACIONES BERILIO- COBRE
Consolas compuestas de berilio
HERRAMIENTAS ANTICHISPA
Plantas Nucleares
Ventanas de tubos de rayos X
El berilio, en finas capas, se usa en litografía con rayos X para la producción de microcircuitos integrados y en ventanas de tubos de rayos X, ya que el Be es relativamente transparente a dichas radiaciones (los transmite 17 veces mejor que el aluminio). Moderador y reflector de neutrones térmicos en reacciones nucleares. Aleado con aluminio produce un material empleado en escudos térmicos de astronaves, en aviones supersónicos, en misiles y en satélites de comunicaciones. Aleado con níquel produce un material extremadamente duro.
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En aleaciones berilio-cobre (con una gran variedad de aplicaciones) se origina un material muy resistente a la presión, conductor, no magnético y que no produce chispas por rozamiento. Se utiliza para fabricar contactos eléctricos, electrodos de soldadura, herramientas anti chispa usadas en refinerías petrolíferas y en otros lugares donde existe posibilidad de explosión. Es agregado como antioxidante al cobre y a los bronces fosforados, y como endurecedor del cobre. En la industria aeroespacial, fabricación de refractarios y aislantes eléctricos y camisas de lámparas de gas. Moderador de neutrones en reactores nucleares. Por su rigidez, ligereza y estabilidad dimensional, se emplea en la construcción de diversos dispositivos como giroscopios, equipo informático, muelles de relojería e instrumental diverso. Antaño se emplearon compuestos en polvo de berilio en tubos fluorescentes, uso abandonado por la beriliosis. Fabricación de Tweeters en altavoces de la clase High-End, debido a su gran rigidez. En la informática se usa para la reproducción de circuitos integrados los cuales componen los diferentes equipos de cómputo manejados dentro de esta área. El berilio tiene muchos usos en la energía nuclear porque es uno de los materiales más eficientes para disminuir la velocidad de los neutrones, así como para reflejarlos. En consecuencia, se utiliza en la construcción de reactores nucleares como moderador y soporte, o en aleaciones con elementos combustibles.
11. COMPUESTOS PRINCIPALES OXIDO:
OBTENCION: El genio se hace con 1% de talento y 99% de trabajo 12
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El óxido de berilio BeO, llamado también berilia, se obtiene por ignición (calcinación) del carbonato de berilio (Ecuación 1), por la deshidratación de hidróxido de berilio (Ecuación 2) o al encender el metal (Ecuación 3), siendo las formulas respectivas: ∆
→ ∆
() → ∆
2 → 2
(1) (2) (3)
PROPIEDADES FISICAS:
El óxido de berilio BeO es un polvo blanco refractario, difícil de fundir, este se encuentra de forma natural como mineral bromellita, es un compuesto inorgánico incoloro, siendo un buen aislante eléctrico y con alta conductividad térmica. Es producido en la naturaleza y se trata de un material conocido históricamente como glucina o glucino oxido. Las principales propiedades físicas del óxido de berilio son: Densidad: 3.01 g/cm3. Masa Molar: 25.01 g/mol. Punto de fusión: 2507 ºC (2780 K). Punto de ebullición: 3900 ºC (4173 K).
PROPIEDADES QUIMICAS:
Químicamente es estable hasta los 2000ºC. Es transparente a la radiación microondas. El óxido de berilio es anfótero capaz de reaccionar con ácidos para formar sales y con bases para formar los denominados berilatos. á: 2 → : 2 →
Reacciona lentamente en sales acidas fundidas. En ácidos concentrados la resistencia es mala, en ácidos diluidos la resistencia es aceptable. () → ; 2() → ( )
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La resistencia a los álcalis (óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales alcalinos) es aceptable. El óxido de berilio presenta reactividad con el agua, probablemente su comportamiento deba ser atribuido al hecho de que la unión de esos dos elementos, se realiza mediante enlaces covalentes. → ()
El óxido de Berilio reacciona con el CO2 del aire formando carbonatos. →
Solamente es soluble en disoluciones de sulfúrico caliente. Hasta ahora, los intentos para preparar BeO2 no han tenido éxito y no hay evidencia experimental de ningún peróxido de berilio.
APLICACIONES DE OXIDO:
El óxido de berilio debido a que es químicamente estable hasta los 2000 ºC se utiliza en la industria nuclear y en la fabricación de cerámicas (las cerámicas refractarias llevan impurezas de BeO, esto hace que pueda aguantar temperaturas de hasta 3000ºC), crisoles y tubos termopares. El óxido de berilio es un refractario especial por lo que se emplea cuando son necesarias elevada conductividad térmica, elevadas propiedades mecánicas, punto de fusión elevado y aislamiento eléctrico (alta resistencia eléctrica). En la universidad Purdue, se ha descubierto que mezclando BeO con el combustible de las centrales nucleares se consigue que el combustible tenga mayor rendimiento. En la fabricación de tubos de vacío. En motores de cohetes. Debido a su conductividad térmica elevada y alta resistencia eléctrica puede utilizarse como foco frio para aislamientos electrónicos (transistores y circuitos integrados).
HIDROXIDO: OBTENCION:
La obtención del hidróxido de berilio se realiza por precipitación al añadir una base a una disolución de cualquier sal de berilio (Ecuación 1) o también (Ecuación 2). ∆
[(0) ] → () 2 2 → ()
(1)
(2)
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PROPIEDADES FISICAS:
El hidróxido de berilio es un anfótero, tiene la apariencia de cristales blancos, opacos vivos. El hidróxido de berilio puro natural es rara. Además el principal riesgo de este es que es cancerígeno. Las principales propiedades físicas del hidróxido de berilio son: Densidad: 1.92 g/cm3. Masa Molar: 43.03 g/mol. Punto de fusión: 1000 ºC.(se descompone) Solubilidad en agua: Ligeramente soluble
PROPIEDADES QUIMICAS:
El hidróxido de berilio es anfótero (es decir el berilio puede interactuar para formar un ion positivo, o puede formar parte de un ion negativo) y esto le diferencia de los hidróxidos de los otros metales del grupo 2 que son básicos. En presencia de un exceso de álcalis (base) [OH]- reacciona formando berilatos, Be(OH) 2 se comporta como un ácido de Lewis (Ecuación 3) , formando el ion complejo tetraédrico, pero Be(OH) 2 también reacciona con ácidos (Ecuación 4). () 2[]− → [() ]− () 0 → 0 2
(3) (4)
() : () 2 → 2 () á: () 2 → 2
El hidróxido de berilio puede reaccionar con los hidróxidos alcalinos, en solución acuosa, por su carácter anfótero, con desprendimiento de H. Esta reacción no se produce con los demás elementos del grupo. () 2 → 2
El hidróxido de berilio puede reaccionar con ácido nítrico. () 2 → ( ) 2
El hidróxido de berilio puede reaccionar con el Dióxido de Carbono del aire formando el carbonato de berilio. () →
APLICACIONES DE HIDROXIDO:
El hidróxido de berilio no tiene mucha aplicación debido a que este es catalogado como carcinogénico lo cual es un peligro. Industrialmente se produce como un subproducto en la extracción de berilio metálico de los minerales berilio y bertrandite.
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LOS HALUROS: OBTENCION:
El Fluoruro de Berilio BeF2, se obtiene como un vidrio por descomposición térmica de [NH4]2[BeF4], preparado a su vez a partir de BeO y NH 3 en un exceso de HF acuoso. El BeF2 anhidro puede prepararse según la (Ecuación 1).Este es un método estándar para preparar un cloruro metálico que no puede fabricarse por deshidratación de los hidratos obtenidos en medios acuosos. La obtención del Bromuro de Berilio puede realizarse según la (Ecuación 2) 2 → 2 →
(1) (2)
PROPIEDADES FISICAS:
El Fluoruro de Berilio BeF2 es un sólido vítreo transparente y sin olor. El BeF2 anhidro tiene punto de fusión de 688 K y punto de ebullición de 793 K. El BeF2 tiene punto de sublimación 1073 K. El BeF2 fundido es prácticamente un no conductor de la electricidad. El Cloruro de Berilio BeCl2 es un sólido blanco sublimable. El BeCl2 tiene punto de fusión de 399.2 ºC y punto de ebullición de 520 ªC. El BeCl2 tiene una densidad de 1.9 gr/cm 3.
PROPIEDADES QUIMICAS:
Los haluros de berilio anhidros son covalentes. Los haluros son poliméricos El hecho de que el BeF2 sólido adopte un red de β-cristobalita es consistente con que sea un sólido covalente. El Difluoruro de Berilio BeF2 es muy soluble en agua, estando la formación de [Be(H2O)4]2+ termodinámicamente favorecida. El BeCl2 se descompone o hidroliza rápidamente en contacto con agua, produciendo cloruro de hidrógeno. Ataca muchos metales en presencia de agua. → 2
En el caso del Be, se forma [Be(H 2O)4]2+ y el intento de deshidratación de [Be(H 2O)4]Cl2 da el hidróxido, no el cloruro (Ecuación 3). ∆
[( ) ] → () 2 2
(3)
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En estado vapor por encima de 1020 K, BeCl2 es monomérico y tiene una estructura lineal; a temperaturas más bajas, el vapor contiene también dímeros planos. Forma cristales incoloros, delicuescentes (sustancia que absorbe agua del aire ambiental y con el tiempo forma un líquido.), que contienen cadenas infinitas; el ambiente de coordinación de cada centro de Be es tetraédrico y las distancias Be-Cl son más largas que en el monómero (Figura 1). En el polímero, cada átomo de Be puede considerarse con hibridación sp3 y resulta adecuado un esquema de enlace a localizado en el cual cada Cl cede un par de electrones sin compartir a un orbital híbrido vacío de un átomo de Be adyacente. La formación de esta cadena demuestra la acidez de Lewis de los dihaluros de berilio; BeCl2 actúa como catalizador de Friedel-Crafts (es decir, como AlCl 3) y la formación de aductos está ilustrada por [BeF4]2-, [BeCl4]2- y BeCl2 • 2L (L = éter, aldehido, cetona). Figura 1
(a)Estructura lineal de BeCl2 en fase gas (b)Estructura polimérica en estado sólido de BeCl2 (c) En BeCl2, hay suficientes electrones de valencia como para acogerse a enlaces Be-Cl.
APLICACIONES DE HALUROS:
El cloruro de berilio conocido también como acido de Lewis es utilizado como catalizador de la reacción de Friedel- Crafts. El cloruro de berilio se utiliza en los baños de la célula para electro obtención o electro refinación de berilio. El cloruro de berilio es un precursor en la síntesis de compuestos orgánicos que contienen berilio, y una fuente para la producción de berilio. El fluoruro de berilio se usa en la refinación de berilio, en la fabricación de aleaciones de berilio y como reactivo químico. Cabe destacar que este compuesto figura en la lista de substancias peligrosas ya que es un carcinógeno, además el contacto puede causar
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irritación, enrojecimiento, picazón, ardor en los ojos y quemar la piel, si se respira puede irritar la nariz, la garganta y los pulmones. El fluoruro de berilio en la aleación de fluoruro de litio se utiliza como refrigerante y sales de disolvente de uranio, plutonio, torio de sales fundidas en los reactores nucleares. El fluoruro de berilio se usa en el campo de la bioquímica, cristalografía de proteínas en particular como un imitador del fosfato. El fluoruro de berilio forma un componente básico de la mezcla de sal fluoruro utilizado en líquido de fluoruros en los reactores nucleares.
HIDRURO:
OBTENCION:
Así que el BeH2 (que es Polimérico) se obtiene por reacción de trifenilfosfina (PPh 3= P(C6H5)3 = C18H15P) con borohidruro de berilio. ( ) 2ℎ → 2ℎ
PROPIEDADES FISICAS:
El BeH2 es un sólido blanco cristalino no volátil de forma amorfa. Las principales propiedades físicas del hidruro de berilio son: Densidad: 0.65 g/cm3. Masa Molar: 11.03 g/mol. Punto de fusión: 250 ºC.
PROPIEDADES QUIMICAS:
Las diferencias entre los primeros y los últimos miembros del grupo 2 se ponen de manifiesto con la formación de hidruros. El hidruro de berilio es un sólido insoluble en solventes orgánicos y en agua se descompone o reacciona.
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2 0 → () 2
Los hidruros son poliméricos. Sus enlaces son covalentes.
CARBURO: OBTENCION:
Los carburos iónicos tienen un carácter fuerte de sal y se forman sobre todo a partir de los elementos de los grupos I y II de la tabla periódica. Todos estos elementos son muy electropositivos y el carbono tiene por lo tanto una carga negativa. 2 →
PROPIEDADES FISICAS:
En estado puro es transparente Es un mal conductor de electricidad
PROPIEDADES QUIMICAS:
Las diferencias entre los primeros y los últimos miembros del grupo 2 se ponen de manifiesto con la formación de carburos. Be2C forma metano por hidrólisis. Los otros metales del grupo 2 forman carburos MC2 que contienen el ion [CΞC] 2-y adoptan redes de NaCl que se extienden a lo largo de un eje. Mientras que Be 2C reacciona con agua según la Ecuación: 4 0 → 2()
BERILATO: OBTENCION:
Compuesto que se forma cuando se disuelve berilio metálico, su oxido o hidróxido, en una disolución de una base fuerte. La reacción (para el metal) se escribe: − − 2() → () ()
2[]− → − ( ) 2[ ]− → [() ]−
El ion − se conoce como berilato. En realidad, como en el caso de los aluminatos, los iones en solución serán probablemente ()− denominado ion tetrahidroxiberilato (II) y otros iones poliméricos. El genio se hace con 1% de talento y 99% de trabajo 19
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12. DAÑOS QUE CAUSA Precauciones:
La absorción del berilio, se realiza fundamentalmente por: vía respiratoria. En la intoxicación aguda por berilio se produce: neumonía que puede desembocar en edema agudo de pulmón. En la intoxicación crónica por berilio se produce: granulomas en pulmón, piel, riñón, bazo hígado y miocardio. La manifestación respiratoria de la intoxicación por berilio: es una disnea por trastorno ventilatorio restrictivo. El berilio y sus sales son tóxicas y potencialmente carcinógenas. La beriliosis crónica es una afección pulmonar causada por exposición al polvo de berilio catalogada como enfermedad profesional. Los primeros casos de neumonitis química aguda por exposición al berilio se produjeron en 1933 en Europa y en 1943 en los Estados Unidos; en 1946 se describieron los primeros casos de beriliosis entre los trabajadores de una planta de fabricación de tubos fluorescentes en Massachusetts. La beriliosis se asemeja a la sarcoidosis en muchos aspectos, lo que dificulta en ocasiones el diagnóstico. Aunque la utilización de compuestos de berilio en lámparas fluorescentes se interrumpió en 1949, la exposición profesional se produce en las industrias nuclear y aeroespacial,
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en el refino del metal y en la fusión de las aleaciones que lo contienen, en la fabricación de dispositivos electrónicos y en la manipulación de otros materiales que contienen berilio. El berilio y sus compuestos deben manipularse con mucho cuidado, extremando las precauciones cuando durante la actividad pueda generarse polvo de berilio ya que la exposición prolongada al polvo de berilio puede causar cáncer de pulmón . La sustancia puede manipularse con seguridad siempre y cuando se sigan ciertos procedimientos. Si éstos se desconocen no debe intentarse la manipulación del berilio. E fectos s obre la salud:
Los efectos dependen del nivel y de la duración de la exposición. Si el nivel es suficientemente alto, por encima de 1000 μg/m3 en el aire respir ado, puede provocar una enfermedad aguda por berilio o beriliosis aguda; en general, los valores límites para el berilio atmosférico contemplados en la legislación de higiene industrial que fijan los niveles máximos de exposición laboral, permiten controlar de forma efectiva este riesgo. Entre el 1 y el 15% de la población expuesta desarrolla sensibilización al berilio. Estas personas pueden desarrollar procesos inflamatorios del aparato respiratorio (enfremedad crónica por berilio o beriliosis crónica ) que pueden manifestarse años después de la exposición laboral cuando ésta ha superado los niveles de exposición recomendados
(0,2 μg/m3). El riesgo de la población general a contraer estas enfermedades es muy
bajo ya que los niveles de berilio en entornos no laborales son muy bajos (0,000030,0002 μg/m3).
La intoxicación por ingestión de berilio no se conoce ya que la cantidad de berilio absorbida por el organismo por esa vía es muy pequeña, aunque han podido observarse úlceras en perros tras la ingesta de berilio. El contacto del berilio con la piel tras un rasguño o corte, puede causar eczema y úlceras cutáneas. La exposición prolongada incrementa el riesgo de contraer cáncer de pulmón. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer han determinado que el berilio es un carcinógeno humano.
13. CONCLUSIONES El berilio es un elemento perteneciente al grupo de los alcalinotérreos, trabaja como un elemento anfótero, ocupa el lugar 51 en abundancia de los elementos naturales en la corteza terrestre, de los 30 minerales en los que se encuentra presente solo el berilo es usado industrialmente, debido a tener buenas propiedades físicas su aplicación está en industrias tales como el de la construcción(principalmente en aleaciones por su dureza), nuclear y aeroespacial (por tener alta resistencia al calor y a la corrosión), desafortunadamente tanto el metal como sus aleaciones son extremadamente tóxicos, El genio se hace con 1% de talento y 99% de trabajo 21
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las sales solubles de berilio son altamente tóxicos por lo que se han restringido sus aplicaciones industriales.
14. BIBLIOGRAFIA Química inorgánica - Catherine E. Housecroft & Alan G. Sharpe - 2º Edición Quimica Inorganica Avanzada - Cotton & Wilkinson - 2º Edición Quimica Inorganica Descriptiva- Rayner Canham 2º Edicion Libro Quimica Inorganica Moderna- Liptrot Libro Química Inorgánica Principios de Estructura y Reactividad- James E. Huheey 4º Edición Wikepedia: https://es.m.wikipedia.org/berilio www.ces.iisc.ernet.in http://www.ub.edu.cmematerials http://www.formulacionquimica.com
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